鋁材熱處理異常后果處理

1、熱處理異常后果 過熱：是指熱處理時由于加熱溫度過高和保溫時間過長， 使奧氏體粗大而引起的力學性能惡 化現象 ,常用正火工藝彌補；過燒： 加熱時溫度過高， 不僅奧氏體晶粒長大，而且奧氏體晶界發(fā)生晶界弱化的變化， 如晶 粒邊界被燒熔氧化等 ,過燒時除了基體有明顯的魏氏組織外還有黑色氧化物沿晶粒邊界分布 過燒只能報廢重新冶煉。加熱溫度過高，不僅引起奧氏體晶粒粗大，而且晶界局部出現氧化或熔化，導致晶界弱化， 稱為過燒。鋼過燒后性能嚴重惡化，淬火時形成龜裂。過燒組織無法恢復，只能報廢。因此 在工作中要防止過燒的發(fā)生。什么是過熱？什么是過燒？其原因是什么？如何防止和補救？答：過熱就是加熱溫度過高，在高溫度

2、下保溫時間過長，引起晶粒粗大，淬火后得到的是針狀組大的馬氏體。過燒就是，加熱溫度太高，或在高溫保溫，時間太長造成工件外表氧化，過燒的工件不能從新淬火只能報廢處理。如何防止：檢查材料是否正確，制定合理的工藝，熱處理前對控制儀表校驗， 合理的選擇溫度，不能私自提高淬火溫度計延長保溫時間，遇到問題及時匯報，補救方法： 輕微過熱的工件可延長回火時間來補救， 嚴重的過熱可進行正火細化晶粒， 如一次正火不能 細化晶粒， 可第二次正火， 然后按常規(guī)的熱處理進行從新熱處理。 過燒的工件沒有補救方法 只能報廢處理。熱處理代號 -名稱T1-人工時效T2-退火T4-固溶處理加自然時效T5-固溶處理加不完全人工時效T

3、6-固溶處理加完全人工時效T7-固溶處理加穩(wěn)定化處理固溶處理： 指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持， 使過剩相充分溶解到固溶體中 后快速冷卻水冷，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。不完全人工時效：采用比擬低的時效溫度或較短的保溫時間 ， 獲得優(yōu)良的綜合 力學性能 ， 即獲得比擬高的強度 ， 良好的塑性和韌性 ， 但耐腐蝕性能可能比 較低。完全人工時效：采用較高的時效溫度和較長的保溫時間 ， 獲得最大的硬度和最 高的抗拉強度 ， 但伸長率較低。穩(wěn)定化處理：為使工件在長期服役的條件下形狀和尺寸變化能夠保持在規(guī)定范圍 內的熱處理。鋁合金的熱處理不同于碳鋼 ，其熔點低 ，易過熱過燒 ，加熱溫度的偏差范圍小

4、 ，對溫度儀的精度 要求高。假設加熱保溫過于偏差 ，那么可能達不到強化的目的。因此 ，對于鍛鋁合金的加熱爐溫 度的控制是整個熱處理過程的關鍵。根據試驗結果分析 :人工時效溫度的上下與時間的長短有很大關系。較高的時效溫度 ,可以縮短保溫時間 :較低的時效溫度那么需要延長保溫的時間。 用前者方法處理 , 同一爐試件檢出的硬度數據 ,離散性較大 ,批量生產難以把握產品的質量 ,而 后者受試件的合格率較高 ,能夠保證強化工藝的質量要求 ,但工藝本錢顯著增加。在這兩者之 間,必然有一個比擬合理的可行區(qū)間。經屢次反復試驗,我們找到如下的加熱溫度和時間的關系,這對鍛鋁試件的強化處理較為適合。掌握了熱處理工藝

5、 ,并不等于說鍛鋁合金的強化問題已經解決,假設操作不當 ,同樣會導致失敗。在處理的過程中應注意以下幾點 :1、被加熱的工件在爐腔內須排列整齊,且陽溫使之受熱均勻。2、溫度的調整與受試件的形狀及其實體尺寸也有一定的關系；淬火轉移的時間盡可能短 ,一般時間 t抗拉強度 伸 長率 布氏 硬 度d b/MPaS 5(%)(HBS)(5/250/30)2254702756802952853354902958703354903152803908100S、R、JK T4T4195205666060ZAlCu4 ZL203S、 R、K T5215370JT5225370ZAlCu5MnCdA ZL204A S

6、T54404100ST54407100ZAlCu5MnCdV A ZL205A ST64703120ST74602110ST116575ZAlRE5Cu3Si2 ZL207JT117575ZAlMg10 ZL301S、 J、R T42801060S、 J、R、ZAlMg5Si1 ZL303KF145155ZAlMg8Zn1 ZL305ST4290890S、R、K T1195280ZAlZn11Si7 ZL401JT124590JT1235470ZAlZn6Mg ZL402ST1215465壓鑄鋁合金的力學性能GB/T15115 1994)布氏硬抗拉強度伸長率S 5(%)牌號代號HBSd b/M

7、Pa(L0 = 50)5/250/30YZAlSi12YL102 2202 60YZAlSi10MgYL104 2202 70YZAlSi12Cu2YL108 2401 90YZAlSi9Cu4YL112 2401 85YZAlSi11Cu3YL113 2301 80YZAlSi17Cu5MgYL117 220V 1YZAlMg5Si1YL302 2202 70鑄造鋁合金低溫力學性能合金代號 狀態(tài)試驗溫度抗拉強度屈服強度伸長率沖擊韌度合金代號 狀態(tài)/c/MPa/MPa(%)/J cm-2-70189133T5-196223157ZL101-70231215T6-196257231-401909

8、ZL102 鑄態(tài)-702008-40280ZL104 T6-70290-196330度ZL201T4-40280-70280鑄造鋁合金物理性能合金代密度P 號/g cm-3熔化 范圍/C溫度20100 C時平均線膨 脹系數a/ 卩 m (m K)100 C時比熱25 C時熱導20 C時電導 容C率入率K/J (kg K)-1/W -(m K)-1 (%IACS)20 C時電阻 率p/n Q - mZL10157762087915136ZL101A55761396315036ZL10257760083715540ZL10456960175314737ZL10557062783715936ZL10

9、6一963一一ZL108一一一一一ZL109一1996329ZL111一一一一一ZL201547.5650837113一ZL201A547.5650833105一Z1202一96313434ZL203一83715435ZL204A544650一一一一ZL205A544633888113一一Z1206542631一155一ZL207603637一一53Z1208545642一155一ZL301一104721T5-50-70 ZL301T4-196ZL402自然時效-70300298247270212233鑄造鋁合金熱處理工藝標準(摘自GB/T1173 1995)合金牌號號合金代態(tài)合金狀T4ZAI

10、Si7MgAAZL101T5T6固溶處理時效時間溫度/C/h6溫度廠C時間/h535+512室溫不少535+5126由于8再155+5212室溫不少6于8535+512再180+538ZL105ZAlSi5Cu1MgA T5ZL114ZAlSi7Mg1A T5T4ZAlSi5Zn1Mg ZL115T5T4ZAlSi8MgBe ZL116T5ZL201ZAlCu5MnA T5 AZL204ZAlCu5MnCdA T5 AT5ZL205ZAlCu5MnCdVA T6 AT7ZAlRE5Cu3Si2ZL207T1ZAlMg8Zn1ZL305T45255124160535室溫不少53551410于8再

11、1605485405121054051210150535535514105355141017556535579再16056 954557953059再1755355405953851810155 58105385181017554 553851810190524200551043558再10490568鑄造鋁合金力學性能(摘自 GB/T1173 1995)變質處理S砂型鑄造；J金屬型鑄造 R熔模鑄造 K殼型鑄造 B 表一合金牌號合 金 代合力學性能，金鑄造方法號 狀態(tài)抗拉強度 伸 長率 布 氏 硬 度d b/MPaS 5(%)(HBS)(5/250/30)ZAlSi7MgZL101 S、 R、

12、J、K F155250KNF145450JF155250SB 、JB、RB 、S、R、J、K T2135245JBT4185450S、R、KT4175450J、JBT5205260S、R、KT5195260SB、RB、KB T5195260SB、RB、KB T6225170SB、RB、KB T7195260SB、RB、KB T8155355S、R、KT4195560J、JBT4225560S、R、KT5235470ZAlSi7MgAZL101A SB、RB、KB T5235470JB、JT5265470SB、RB、KB T6275280JB、JT6295380SB 、JB、RB 、KBT213

13、5450JT2145350S、 J、R、KF145450JT1155250ZAlSi9MgZL104SB、RB、KB T6135450J、JBT6145350S、 J、R、KT115565S、R、KT5195170ZAlSi5Cu1MgZL105 JT523570S、R、KT622570S、 J、R、KT7175165SB、R、KT5275180ZAlSi12 ZL102ZAlSi5Cu1MgA ZL105A J、JBT5 295 2 80表二合金牌號合金號代 鑄造方 合金狀法態(tài)SBFJBT1SBT5ZAlSi8Cu1MgZL106JBT5SBT6JBT6SBT7力學性能，抗拉強度伸長率布氏硬

14、度d b/MPa5(%)(HBS)(5/250/30)17517019570235260255270245180265270225260JT7245SBF165SBT6245ZAlSi7Cu4ZL107JF195JT6275JT1195ZAlSi12Cu2Mg1ZL108JT6255JT1195ZAlSi12Cu1Mg1Ni1ZL109JT6245SF125JF155ZAlSi5Cu6MgZL110ST1145JT1165JF205ZAlSi9Cu2MgZL111 SBT6255J、JBT6315SBT5290ZAlSi7Mg1AZL114AJ、 JBT5310ST4225JT4275ZAlS

15、i5Zn1MgZL115ST5275JT53152222223465606590701008590901008080809080901008590708090100表三合金牌號合金代合金狀號鑄造方法態(tài)ST4JT4ZAlSi8MgBeZL116ST5JT5S、 J、 R、T4K力學性能，抗拉強度伸長率布氏硬d b/MPaS 5(%)(HBS)(5/250/30)225470275680295285335490295870度ZAlCu5MnZL201S、J、R、T5335490KST7315280S、J、R、ZAlCu5MnAZL201AKT53908100S、R、K T4195660JT4205

16、660ZAlCu4ZL203S、R、K T5215370JT5225370ZAlCu5MnCdAZL204AST54404100ST54407100ZAlCu5MnCdVA ZL205AST64703120ST74602110ST116575ZAlRE5Cu3Si2 ZL207JT117575ZAlMg10 ZL301S、 J、R T42801060S、J、R、ZAlMg5Si1 ZL303KF145155ZAlMg8Zn1 ZL305ST4290890S、R、K T1195280ZAlZn11Si7 ZL401JT124590JT1235470ZAlZn6Mg ZL402ST1215465壓

17、鑄鋁合金的力學性能GB/T15115 1 994)布氏硬度抗拉強度伸長率S 5(%)牌號代號HBSd b/MPa(L0 =50)5/250/30YZAlSi12YL102 2202 60YZAlSi10MgYL104 2202 70YZAlSi12Cu2YL108 2401 90YZAlSi9Cu4YL112 2401 85YZAlSi11Cu3YL113 2301 80YZAlSi17Cu5MgYL117 220V 1YZAlMg5Si1YL302 2202 70鑄造鋁合金低溫力學性能合金代號 狀態(tài)試驗溫度抗拉強度屈服強度伸長率沖擊韌度合金代號 狀態(tài)/C/MPa/MPa(%)/J cm-2-

18、70189133T5-196223157ZL101-70231215T6-196257231-401909ZL102 鑄態(tài)-702008-40280ZL104 T6-70290-196330-40280T4ZL201-70280T5-503005-70298212ZL301 T4-196247233ZL402 自然時效-702705鑄造鋁合金物理性能代密度p熔 化溫度20100 C時平均線膨100 C時比熱25 C時 熱 導 20C時電導20C時電阻合金號/g cm-3范圍/C脹系數/m-a(m -1 K)容c/J (kg K)-1率入/W (m K)-1率K(%IACS)率p/n Q - m

19、ZL10157762087915136ZL101A557 61396315036ZL10257760083715540ZL10456960175314737ZL10557062783715936ZL106963ZL108ZL1091996329ZL111ZL201547.5 650837113ZL201A547.5 650833105Zl20296313434ZL20383715435ZL204A544650ZL205A544633888113Zl206542631155ZL20760363753Zl208545642155ZL301104721各類牌號鋁合金的首要獨特的地方及用場ZL101

20、的獨特的地方是成分簡單，容易熔煉和鑄造，鑄造性能好，氣密性好、焊接和切削加 工性能也比擬好，但力學性能不高。 適合鑄造薄壁、大面積和外形復雜的、 強度要求不高的 各類零件，如泵的殼體、齒輪箱、儀表殼框架 及家電產品上的零件等。首要采用砂型鑄造和金屬型鑄造。Zl101A由于是在 ZL101 的根底上加了微量 Ti ，細化了晶粒，穩(wěn)固了合金的組織，其綜合性能高于 Zl101 、 ZL102 ，并有較好的抗蝕性能，可用作一般載荷的工程結構件和摩托車、汽車及家 電、儀表產品上的各類結構件的優(yōu)質鑄件。 其施用量目前僅次于 ZL102 。多采用砂型和金屬 型鑄造。Zl102 這種合金的最大獨特的地方是流動

21、性好，其它性能與 ZL101 差不多，但氣密性比 ZL101 要 好，可用來鑄造各類外形復雜、 薄壁的壓鑄件和強度要求不高的薄壁、 大面積、外形復雜的 金屬或砂型鑄件。 豈論是壓鑄件還是金屬型、 砂型鑄件， 都是人民生活所使用的產品上用患 上最多的一個鑄造鋁合金品種。Zl104 因其工形成晶體體量多，又參加了 Mn ，抵消了材料中混入的 Fe 有害效用，有較好的鑄造 性能和優(yōu)良的氣密性、耐蝕性， 焊接和切削加工性能也比擬好，但耐熱性能較差， 適合建造 外形復雜、尺寸較大的有較大負荷的動力結構件，如增壓器殼體、氣缸蓋，氣缸套等零件， 首要用壓鑄，也多采用砂型和金屬型鑄造。Zl105 、 ZL10

22、5A由于參加了 Cu，降低了 Si的含量，其鑄造性能和焊接性能都比ZL104差，但室溫和高溫強度、切削加工性能都比 ZL104 要好，塑性稍低，抗蝕性能較差。適合用作外形復雜、尺寸 較大、有重大負荷的動力結構件。如增壓器殼體、氣缸蓋、氣缸套等零件。Zl105A 是降低了 ZL105的雜質元素Fe的含量，提高了合金的強度， 具備比ZL105更好的力學性能，多采 用鑄造優(yōu)質鑄件。ZL106由于提高了 Si的含量，又參加了微量的Ti、Mn ,使合金的鑄造性能和高溫性能優(yōu)于ZL105氣密性、 耐蝕性也較好， 可用作一般負荷的結構件及要求氣密性較好和在較高溫度下工作的 零件，首要采用砂型和金屬型鑄造。Z

23、L107 ZL107 有優(yōu)良的鑄造性能和氣密性能，力學性能也較好，焊接和切削加工性能一般， 抗蝕性能稍差， 適合建造承受一般動負荷或靜負荷的結構件及有氣密性要求的零件。多用砂型鑄造。ZL108 ZL108由于含Si量較高，又參加了 Mg、Cu、Mn ,使合金的鑄造性能優(yōu)良，并且熱 膨脹系數小，耐磨性好，強度高，并具備較好的耐熱性能。但抗蝕性稍低。適合建造內燃發(fā) 念頭的活塞及其它要求耐磨的零件和要求尺寸、 體積不變的零件。 首要采用壓鑄和金屬型鑄 造，也可采用砂型鑄造。ZL109這是復雜合金化的 Al-Si-Cu-Mg-Ni合金，由于含Si量提高，并參加了 Ni，使合金具備優(yōu)良 的鑄造性能和氣密

24、性能和較高的高溫強度， 耐磨性和耐蝕性也患上到提高， 線膨脹系數和密 度也有較大的降低， 適合建造內燃發(fā)念頭活塞及要求耐磨且尺寸、 體積不變的零件。 首要用 金屬型鑄造和砂型鑄造。ZL111 ZL111是復雜合金化的合金能，由于還參加了Mn、Ti，使該合金有優(yōu)良的鑄造性能，較好的耐蝕性、氣密性，高的強度。其焊接和切削加工性能一般。適合鑄制外形復雜、承受 重大負荷的動力結構件 如飛機發(fā)念頭的結構件、水泵、油泵、葉輪等，要求氣密性較好和在較高溫度下工作的零件。首要采用金屬型和砂型鑄造，也可采用壓鑄。ZL114A ZL112是復雜合金化的合金能，由于還參加了 Mn、Ti，使該合金有優(yōu)良的鑄造性能，較

25、好的耐蝕性、氣密性，高的強度。其焊接和切削加工性能一般。適合鑄制外形復雜、承受 重大負荷的動力結構件 如飛機發(fā)念頭的結構件、水泵、油泵、葉輪等，要求氣密性較好和在較高溫度下工作的零件。首要采用金屬型和砂型鑄造，也可采用壓鑄。ZL115有較好的鑄造性能和較高的力學性能， 首要用作大負荷的工程結構件及其它零件， 如閥門殼 體、葉輪等。首要采用砂型和金屬型鑄造。ZL116因去掉了 ZL115合金中的Zn、Sb,參加了 Ti、Be兩種微量元素，使合金的晶?；忌系郊?化，雜質 Fe 的有害效用患上到消減，從而使合金具備較好的鑄造性能、氣密性能及較高的 力學性能。 適合鑄制承受大載荷的動力結構件, 如飛機

26、、 導彈上的一些零件和人民生活所使 用的品上要求綜合性能較好的各類零件。首要用砂型和金屬型鑄造ZL117 合金是一種復雜合金化的 Al-Cu-Mg 過共晶型耐磨合金。因其含 Si 量達 19-22%,并 加了微量元算 Mn和稀土元素RE，使合金成為軟基體上漫衍著許多硬度很高的初晶Si質點的高級耐磨材料, 并有很好的鑄造性能和很好的室溫和高溫強度, 低的熱膨脹系數。 適合鑄 制內燃發(fā)念頭活塞、 剎車片及其它要求耐磨的活尺寸體積不變的又有高強度的結構件。 首要 用金屬型鑄造,也可用砂型鑄造。這個之外，航空工業(yè)部還研制了三種鋁硅系合金ZL112Y、ZL113Y、ZL117Y。ZL112Y和ZL113

27、Y 都是 Al-Si-Cu 壓鑄合金,兩者都有很好的鑄造性能、氣密性能及高的力學性能,適合鑄制要求強度和工作溫度較高、 氣密性好的零件， 也可用作活塞等要求耐磨、 尺寸體積不 變、導熱性能好的其它零件。首要用壓鑄也可用砂型和金屬型鑄造。與 Zl108 合金不同的是 降低了 Si含量，提高了起固溶穩(wěn)固和析出硬化效用的Cu的含量，因而其室溫和高溫性能都比 Zl108 要好。ZL201 有較好的室溫和高溫機械性能， 塑性一般， 焊接和切削加工性能一般， 但流動性較差， 有熱裂傾向，抗蝕性較差，適合鑄造較高溫度200-300 C 下工作的結構件或常溫下承受較大 動載荷或靜載荷的零件，和在低溫-70C

28、工作的零件。多用砂型鑄造。ZL201A這種合金大大降低了雜質 Fe、Si 的含量，比 ZL201 有更高的室溫和高溫機械性能。其切削 加工和焊接性能好，但鑄造性能較差?？捎糜谠?300 C工作的零件或在常溫下承受較大動或 靜載荷的零件。多用砂型鑄造。ZL202 ZL202 有比擬好的鑄造性能和較高的高溫強度、 硬度及耐磨性能， 但抗蝕性較差。 適 合鑄制工作溫度在 250C載荷半大的零件，如氣缸甲等。首要用砂型鑄造和金屬型鑄造。ZL203由于 ZL203 降低了 Si 的含量，流動性稍差，熱裂傾向較大，抗蝕性也比擬差，但有較好的 高溫強度和焊接及切削加工性能。適合鑄制工作溫度在 250 C以下

29、承受載荷半大的零件和常溫下有較大載荷的零件，如儀表零件，曲軸箱體等。多用砂型鑄造和低壓鑄造。ZL204A這是高純潔度、 高強度鑄造 Al-Cu 合金， 也有較好的塑性和較好的焊接和切削加工性能， 但 鑄造性能較差。 適合鑄制有較大載荷的結構件，如支承座、支臂等零件。多采用砂型鑄造和 低壓鑄造。ZL205A 這是目前世上施用強度無上的鋁合金。有較好的塑性和抗蝕性，切削加工和焊接性能優(yōu)良， 但鑄造性能比擬差。 適合鑄制承受大載荷的結構件及一些氣密性要求不高的零件。首要采用砂型鑄造、低壓鑄造，也可用金屬型鑄造。ZL207 ZL207 有很高的高溫強度。 鑄造性能一般， 焊接和切削加工性能也一般， 但

30、室溫強度 不高。適合鑄制溫度在 400 C下工作的各類結構件。如飛機發(fā)念頭上的活門殼體、煉油行業(yè) 中的一些耐熱構件等。多采用砂型鑄造和低壓鑄造。ZL209 ZL209 合金的抗拉強度、 給哥唱征服點、 高溫強度均比 ZL201A 高， 焊接和切削加工 性能也較好， 但鑄造性能和延伸率均較差。 適合鑄制在較高溫度下工作要求耐磨的各類構件， 如內燃發(fā)念頭上零件等。多采用砂型鑄造。ZL301這是現存鋁合金中抗腐化能力最強的一個品種， 切削加工性能很好， 焊接性能也比擬好， 強 度高，陽極氧化性能好，但鑄造工藝復雜，操作貧苦，且鑄件易產生疏松、熱裂等缺陷。適 合鑄造工作溫度在150 C下的海水等腐化介

31、質中有較大載荷的各類零件，如海洋艦船砂鍋內的各類構件、石油行業(yè)的泵殼體、葉輪、框架等零件、多采用砂型鑄造。ZL303高溫強度比 ZL301 好，抗蝕能力好 比 ZL301 稍差 ，切削加工性能優(yōu)越，焊接性能好，鑄 造性能比 ZL301 要好，不能熱處理，使機械性能比 ZL301 低患上多。適合鑄造在海水、化 工、燃氣等腐化介質下承受中等載荷的航空發(fā)念頭、導彈、內燃機、化工泵、油泵、石化風 泵殼、轉子、葉片等零件。首要用壓力鑄造和砂型鑄造。ZL305 ZL305因參加了 Zn ,降低了 Mg的含量，鑄造性能和自然時效后的組織不改變性別 均比 ZL301 和 ZL303 合金好， 形成疏松、 熱裂的傾向小。 又因為添加了 Ti、 Be 兩微量元素， 適該合金的綜合性能好， 抗應力腐化能力強， 但高溫下的力學性能差。 適合鑄制承受較大載荷的在100C以下的海水、化工、燃氣等腐化介質中工作的航空機、內燃機、化工泵、油泵、石化風泵泵殼、轉子、葉片等零件。首要采用砂型鑄造。ZL401 ZL401 鑄造性能很好， 縮孔和熱裂傾向小， 有較高的機械性能， 焊接和切削加工性能 好，但比重大、塑性低，耐蝕性較差。多用作壓鑄和模具、 模型板及工作溫度不超過 200 C、 承受中等載荷的航空機、 內燃機、車輛等