鋁合金熱處理

鋁合金的熱處理2011年8月12日2024/5/31圖1：熱處理曲線示意圖何謂熱處理？2024/5/31熱處理的作用去除鑄件的內(nèi)應(yīng)力穩(wěn)定尺寸改善機(jī)械性能2024/5/31圖2：二元合金相圖2024/5/312024/5/31固溶體示意圖2024/5/31鋁合金的一般相圖0.53106602024/5/312024/5/31Al-Cu二元合金相圖2024/5/31鑄造鋁合金鋁鋅系合金鋁鎂系合金鋁銅系合金鋁硅系合金鑄造、機(jī)械性能良好高溫強(qiáng)度高（耐熱），易腐蝕強(qiáng)度、塑性高，耐腐蝕，鑄造時易氧化強(qiáng)度高，易腐蝕，價格低鑄造鋁合金2024/5/31熱處理工藝2024/5/31鋁合金的熱處理熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程。加熱：一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。保溫：使內(nèi)外溫度一致，保證顯微組織轉(zhuǎn)變完全。冷卻：隨爐冷、空冷、水冷。α

LL+α

α+βAl水冷空冷隨爐冷時間（t）溫度（℃）2024/5/31鋁合金的主要熱處理形式鋁合金的主要熱處理形式是退火與淬火時效。前者是一種軟化處理，消除材料中的內(nèi)應(yīng)力及加工硬化，使組織趨于平衡。后者屬于強(qiáng)化熱處理，目的是提高合金的機(jī)械強(qiáng)度。2024/5/31淬火（固溶處理）

將鋁合金加熱到固溶線以上保溫一段時間，使鋁合金中的強(qiáng)化相溶入基體，隨后快冷，以抑制強(qiáng)化相在冷卻過程中重新析出，從而獲得一種過飽和的以鋁為基的固溶體。淬火后鋁合金的強(qiáng)度和硬度不高，具有很好的塑性。2024/5/31淬火工藝參數(shù)加熱溫度：在避免發(fā)生過燒的情況下，盡可能提高加熱溫度，促使更多的強(qiáng)化相溶入基體。保溫時間：對于含銅及含鎂量高的合金，以及砂型鑄造的厚大鑄件，應(yīng)選取較長的淬火加熱保溫時間。轉(zhuǎn)移時間：越短越好。

淬火轉(zhuǎn)移時間/s

抗拉強(qiáng)度sh/MPa

屈服強(qiáng)度s0.2/MPa

伸長率δ/%3102030406053352551746042740450348546138535431611.210.710.312.011.611.02024/5/31淬火鑄鋁的淬火冷卻介質(zhì)一般選用熱水，以減少鑄件的變形。對于形狀復(fù)雜、容易產(chǎn)生變形和裂紋的鑄件，以及要求尺寸穩(wěn)定性好的鑄件，應(yīng)當(dāng)在沸水中或熱油中淬火。鑄件形狀比較復(fù)雜、壁厚相差較大，加熱及冷卻時容易發(fā)生變形且較難校正，因此加熱和淬火速度需適當(dāng)減緩。2024/5/31時效將淬火后的鋁合金，在室溫或低溫加熱下保溫一段時間，隨時間延長其強(qiáng)度、硬度顯著升高而塑性降低的現(xiàn)象，稱為時效。室溫下進(jìn)行的時效稱為自然時效；低溫加熱下進(jìn)行的時效稱為人工時效。

2024/5/313、影響時效強(qiáng)化的主要因素固溶處理

規(guī)律：淬火T越高，淬火冷卻V越快，轉(zhuǎn)移t越短，過飽和程度越高，時效強(qiáng)化效果也越大

要點(diǎn)：在不過熱過燒條件下，T淬高些，保溫t長些。淬火冷卻要保證不析出第二相。為了防止淬火變形開裂，一般采用20～80℃水冷卻時效工藝溫度：對一定合金，有最佳時效溫度.時間：在一定時效溫度下，有最佳時效時間。方式：單級和多級時效。高強(qiáng)合金常用分級時效2024/5/31常見的熱處理缺陷過燒淬火變形與開裂機(jī)械性能不合格腐蝕氧化2024/5/31常見的熱處理缺陷——過燒正常淬火組織×400嚴(yán)重過燒組織×4002024/5/31避免過燒的措施1.掌握不同合金的實(shí)際過燒溫度2.嚴(yán)格執(zhí)行淬火加熱工藝規(guī)程和準(zhǔn)確控制爐溫3.定期檢查實(shí)際爐溫的均勻性和控溫儀表的可靠性2024/5/31常見的熱處理缺陷——淬火開裂水溫過低水溫過高鑄件開裂強(qiáng)度不夠2024/5/31常見的熱處理缺陷——機(jī)械性能不合格退火產(chǎn)品退火溫度偏低冷卻速度過快保溫時間不足塑性不夠2024/5/31常見的熱處理缺陷——機(jī)械性能不合格淬火產(chǎn)品淬火溫度偏低轉(zhuǎn)移和冷卻過慢保溫時間不足硬度不夠2024/5/31常見的熱處理缺陷——腐蝕氧化在空氣爐內(nèi)進(jìn)行高溫加熱，如爐膛內(nèi)濕度較大或