丹陽(yáng)市電爐廠有限公司

鋁合金淬火固溶處理工藝影響

 鋁合金淬火爐從淬火到人工時(shí)效之間停留時(shí)間的影響 
  研究發(fā)現(xiàn)，某些鋁合金如Al－Mg－Si系合金在室溫停留后再進(jìn)行人工時(shí)效，合金的強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)不到非常大值，而塑性有所上升。如ZL101鑄造鋁合金，淬火后在室溫下停留一天后再進(jìn)行人工時(shí)效，強(qiáng)度較限較淬火后立即時(shí)效的要低10～20Mpa，但塑性要比立刻進(jìn)行時(shí)效的鋁合金有所提高。 
鋁合金淬火爐合金化學(xué)成分的影響 
  一種合金能否通過(guò)時(shí)效強(qiáng)化，首先取決于組成合金的元素能否溶解于固溶體以及固溶度隨溫度變化的程度。如硅、錳在鋁中的固溶度比較小，且隨溫度變化不大，而鎂、鋅雖然在鋁基固溶體中有非常大的固溶度，但它們與鋁形成的化合物的結(jié)構(gòu)與基體差異不大，強(qiáng)化效果甚微。因此，二元鋁－硅、鋁－錳、鋁－鎂、鋁－鋅通常都不采用時(shí)效強(qiáng)化處理。而有些二元合金，如鋁－銅合金，及三元合金或多元合金，如鋁－鎂－硅、鋁－銅－鎂－硅合金等，它們?cè)跓崽幚磉^(guò)程中有溶解度和固態(tài)相變，則可通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化。 
鋁合金淬火爐合金的固溶處理工藝影響 
為獲得良好的時(shí)效強(qiáng)化效果，在不發(fā)生過(guò)熱、過(guò)燒及晶粒長(zhǎng)大的條件下，淬火加熱溫度高些，保溫時(shí)間長(zhǎng)些，有利于獲得非常大過(guò)飽和度的均勻固溶體。另外在淬火冷卻過(guò)程不析出第二相，否則在隨后時(shí)效處理時(shí)，已析出相將起晶核作用，造成局部不均勻析出而降低時(shí)效強(qiáng)化效果。 時(shí)效溫度的影響 
在不同溫度時(shí)效時(shí)，析出相的臨界晶核大小、數(shù)量、成分以及聚集長(zhǎng)大的速度不同，若溫度過(guò)低，由于擴(kuò)散困難，G?P區(qū)不易形成，時(shí)效后強(qiáng)度、硬度低，當(dāng)時(shí)效溫度過(guò)高時(shí)，擴(kuò)散易進(jìn)行，過(guò)飽和固溶體中析出相的臨界晶核尺寸大，時(shí)效后強(qiáng)度、硬度偏低，即產(chǎn)生過(guò)時(shí)效。因此，各種合金都有較適宜的時(shí)效溫度。 
鋁合金淬火爐鋁合金的回歸現(xiàn)象 
  經(jīng)淬火自然時(shí)效后的鋁合金（如鋁－銅）重新加熱到200～250℃，然后快冷到室溫，則合金強(qiáng)度下降，重新變軟，性能恢復(fù)到剛淬火狀態(tài)；如在室溫下放置，則與新淬火合金一樣，仍能進(jìn)行正常的自然時(shí)效，這種現(xiàn)象稱為回歸現(xiàn)象。關(guān)于回歸現(xiàn)象的解釋是合金在室溫自然時(shí)效時(shí)，形成G?P區(qū)尺寸較小，加熱到較高溫度時(shí)，這些小的G?P區(qū)不再穩(wěn)定而重新溶入固溶體中，此時(shí)將合金快冷到室溫，則合金又恢復(fù)到新淬火狀態(tài)，仍可重新自然時(shí)效。在理論上回歸處理不受處理次數(shù)的限制，但實(shí)際上，回歸處理時(shí)很難使析出相完全重溶，造成以后時(shí)效過(guò)程呈局部析出，使時(shí)效強(qiáng)化效果逐次減弱。同時(shí)在反復(fù)加熱過(guò)程中，固溶體晶粒有越來(lái)越大的趨勢(shì)，這對(duì)性能不利。因此回歸處理僅用于修理飛機(jī)用的鉚釘合金，即可利用這一現(xiàn)象，隨時(shí)進(jìn)行鉚接，而對(duì)其他鋁合金則沒(méi)有使用價(jià)值。 
鋁合金淬火爐 固溶處理與淬冷 
  為了利用沉淀硬化反應(yīng)，首先通過(guò)加熱及快速冷卻，形成一種過(guò)飽和的固溶體。形成固溶體的工藝過(guò)程稱固溶熱處理。其目的是把合金非常大量實(shí)際可溶解的硬化元素溶于固溶體中。這一工藝過(guò)程包括把合金加熱到足夠高溫度下保溫足夠長(zhǎng)時(shí)間然后水中快冷。 
概括的說(shuō)，提高鋁合金強(qiáng)度、硬度的熱處理，包括三個(gè)步驟的工藝過(guò)程：（1）固溶熱處理－可溶相的溶解。（2）淬火－過(guò)飽和固溶體的形成。（3）時(shí)效－在室溫下（自然時(shí)效）或高溫下（人工時(shí)效或沉淀熱處理）溶質(zhì)原子的沉淀析出。