铝合金淬火新工艺 84-6
金属材料淬火新工艺
金属材料淬火新工艺⒊分级等温淬火在进行下贝氏体等温转变之前，先在中温区进行一次(或二次)分级冷却的工艺。
该种工艺可减少热应力及组织应力，工件变形开裂倾向性小，同时还能保持强度、塑性的良好配合，适合于高合金钢(如高速钢等)复杂形状工具的热处理。
㈥其它淬火方法此外，尚有液氮淬火法，立即工件直截了当淬入－196℃的液态氮中。
因为液氮的汽化潜热较小，仅为水的十一分之一，工件淬入液氮后赶忙被气体包围，没有一般淬火介质冷却的三个时期，因而变形、开裂较少，冷速比水大五倍。
液氮淬火可使马氏体转变相当完全，残余奥氏体量极少，能够同时获得较高的硬度、耐磨性及尺寸稳固性。
但成本较高，只适用于形状复杂的零件。
流态化床淬火的应用也日益广泛。
因其冷却速度可调(相当于空气到油的冷却能力)，且在表面不形成蒸汽膜，故工件冷却平均，挠曲变形小。
由于冷却速度可在相当于空冷至油冷的范畴内调剂，因而可实现程序操纵冷却过程。
它能够代替中断淬火、分级淬火等规程来处理形状复杂、变形要求严格的重要零件及工模具合金钢的优点：高的强度和淬透性第一节合金元素在钢中的作用常用合金元素：非碳化物形成元素——Co Ni Cu Si Al碳化物形成元素——Zr Nb V Ti W Mo Cr Mn Fe强中强弱一、合金元素对钢中差不多相的阻碍1、形成合金铁素体合金元素→溶入A →形成合金铁素体→固溶强化（Cr,Ni较好）2、形成合金碳化物弱碳化物形成元素形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C中强碳化物形成元素形成合金碳化物(Cr23C6，Fe3W3C)强碳化物形成元素形成专门碳化物（VC，TiC）熔点、硬度和稳固性：专门碳化物> 合金碳化物> 合金渗碳体> Fe3C二、合金元素对Fe-FeC相图的阻碍合金元素对A相区阻碍扩大A相区元素（Mn）——E、S点左下移缩小A相区元素（Cr）——E、S点左上移奥氏体钢：1Cr18Ni9铁素体钢：1Cr17莱氏体钢：W18Cr4V三、合金元素对热处理的阻碍1、对加热的阻碍多数元素减缓A形成，阻碍晶粒长大2、对冷却的阻碍多数元素溶入A后→过冷A稳固性↑→Vc↑→淬透性↑→Ms点↓→残余A量↑提高淬透性的意义：①增加淬硬层深度②减少工件变形、开裂倾向3、对回火的阻碍①回火稳固性→抗回火软化的能力②产生二次硬化（析出专门碳化物，产生弥散强化；A残→M或B下）第二节低合金钢一、低合金高强度钢碳素结构钢：Q195，Q215，Q235，Q255，Q275低合金高强度钢：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460Q235+Me(<3%) →Q3451、成分：0.1~0.2%C，合金元素2~3%主加元素：Mn ——固溶强化辅加元素：Ti,Cr,Nb ——弥散强化使用状态：热轧或正火（F + P），不需最终热处理2、性能：较高的σs ，良好的塑性韧性，焊接性，抗蚀性，冷脆转变温度低3、常用钢号：Q295 （09Mn2），Q345 (16Mn)用途：工程结构——桥梁，船舶，车辆外壳、支架、压力容器二、易切削结构钢牌号：Y12，Y12Pb，Y30，Y 40Mn性能：良好的切削加工性（170~240HBS，塑性低）切削抗力小，刀具不易磨损，加工表面粗糙度低应用：成批、大量生产时，制作性能要求不高的紧固件和小型零件第三节合金钢的分类与牌号一、合金钢分类低合金钢——低合金高强度钢、易切削结构钢合金结构钢——渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢合金工具钢——合金工具钢、高速钢专门性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢二、合金钢牌号1、合金结构钢——20CrMnTi，60Si2Mn，25Cr2Ni4WA2、滚动轴承钢——GCr153、合金工具钢——9Mn2V，CrWMn4、高速钢——W18Cr4V，W6Mo5Cr4V25、不锈、耐热钢——4Cr13，0Cr18Ni11Ti，00Cr17Ni14Mo26、高锰耐磨钢——ZGMn13学习思路：用途→工作条件→性能要求→成分特点→热处理特点→典型钢种应用第四节合金结构钢一、渗碳钢1、用途：受冲击和强烈磨损、摩擦的零件（各类齿轮、凸轮）2、性能：表面——高的硬度、耐磨性心部——强而韧3、成分：0.1~0.25%C ——低碳钢主加元素：Cr,Ni,Mn,B ——↑淬透性（心部得M板条）辅加元素：W,Mo,V,Ti ——细化晶粒（VC,TIC,耐磨性↑），4、最终热处理：渗碳+ 淬火+ 低温回火组织：表层：高碳回火M + Fe3C或碳化物+ 残A心部：淬透：低碳回火M未淬透：F+P5、常用钢号：20, 20Cr, 20CrMnTi, 18Cr2Ni4W淬透性：低中高适用：机床齿轮汽车变速齿轮飞机齿轮二、调质钢1、用途：受复合应力的重要结构件（齿轮、连杆、机床主轴）2、性能：良好的综合机械性能3、成分：0.3~0.5%C ——中碳钢主加元素：Cr,Ni,Mn,Si ——↑淬透性，强化基体辅加元素：W,Mo,V,Ti ——细化晶粒, ↑回火稳固性4、热处理：预备：正火——S——改善组织，排除锻造应力，便于切削加工最终：调质——回火S——获得良好的综合机械性能表面要求高硬度,耐磨,↑σ-1，→表面淬火+ 低温回火（回火M）三、弹簧钢1、用途：弹性元件2、性能：高的σe 、σb 、σ-1 ，一定的塑韧性3、成分：0.45~0.7%C （碳钢0.6~0.9%C）——保证↑σe主加元素：Mn, Si, Cr——↑淬透性，强化基体, ↑回火稳固性辅加元素：Mo, W, V ——防脱碳，细化,↑σe ，4、热处理：热成型弹簧（尺寸大，60Si2Mn）：加热成型→淬火+中温回火→喷丸（回火T ）38~50HRc冷成型弹簧（尺寸小，65Mn）：冷拉钢丝→冷绕成型→去内应力退火（200~300℃）5、常用钢号：65，65Mn，小尺寸的沙发弹簧60Si2Mn 大尺寸的汽车板簧四、滚动轴承钢1、用途：滚动轴承元件，冷冲模，量具（滚珠、滚柱、轴承套）2、性能：硬、耐磨，↑σ-1 ，一定的韧性3、成分：0.95~1.15%C ——硬、耐磨主加元素：Cr ——↑淬透性，硬，耐磨4、热处理：预备：球化退火——球状P（180~270HBS），改善切削加工性最终：淬火+低温回火——回火M+合金碳化物+残A5、常用钢号：GCr15第五节合金工具钢一、刃具钢性能：高硬度、耐磨性，红硬性（热硬性），足够的强度、韧性1、合金刃具钢⑴成分：0.8~1.5%C ——硬、耐磨Cr, W, Mn, V ——↑淬透性、回火稳固性，细化晶粒，⑵热处理：预备：球化退火——改善切削加工性最终：淬火+低温回火——回火M+合金碳化物+残A ↑HRC、耐磨性用于制作切削用量不大,形状复杂,精度较高的刀具：丝锥，板牙，拉刀2、高速钢红硬性高（600℃），淬透性好——锋钢。
淬火新工艺的发展及其生产中应用
随着科学技术的发展，人们对金属内部组织状态变化规律的认识有了更深一步的进展。
特别是在20世纪60年代以来，透射电镜和电子衍射技术的应用，各种测试技术的不断完善，在研究马氏体形态、亚结构及其力学性能的关系，获得不同形态及亚结构的马氏体的条件，第二相的形态、大小、数量及分布对力学性能影响等方面，都取得了很大进展。
建立在这些基础之上，淬火加工也发展了许多新的工艺。
一、循环快速加热淬火淬火、回火钢的强度与奥氏体晶粒大小有关，晶粒越细，强度越高，因为如何获得高于10级晶粒度的超细晶粒是提高钢的强度的重要途径之一。
提高加热速度，增多结晶中心也可使晶粒细化。
循环快速加热淬火即为根据这个原理或得超细晶粒从而达到强化的新工艺。
二、高温淬火高温淬火中的高温是相对于正常淬火加热温度而言的。
低碳钢和中碳钢若用较高的淬火温度，则可得到板条状马氏体，或增加板条马氏体的数量，从而获得良好的综合性能。
从奥氏体的含碳量与马氏体形态关系的实验证明，碳的质量分数小于0.3%的钢淬火所得到的全为板条状马氏体。
但是，普通低碳钢淬透性极差，若要获得马氏体，除了合金化提高过冷奥氏体的稳定性外，只有提高奥氏体化温度和加强淬火冷却才可以。
三、高碳钢低温、快速、短时间加热淬火高碳钢件一般在低温回火条件下，虽然具有很高的强度，但是韧性和塑性很低。
为了改善这些性能，目前采用了一些特殊的新工艺。
高碳、低合金钢，采用快速、短时加热。
因为高碳低合金钢的淬火温度一般比Ac1点稍高，碳化物溶解、奥氏体的均匀化，靠延长时间来达到。
如果采用快速、短时加热，奥氏体中含碳量低，因而可以提高韧性。
四、亚共析钢的亚温淬火亚共析钢在Ac1—Ac3之间的温度加热淬火成为亚温淬火，即比正常淬火温度低的温度下淬火。
其目的是提高冲击韧性值，降低冷脆转变温度及回火脆倾向性。
亚温淬火对提高韧性，消除回火脆性有特殊重要的意义，它既可在预淬火后进行也可以直接进行。
淬火温度究竟应该选择多高，由于实验数据不充分，所以结果并不一致，但是为了保证足够的强度，并使残余铁素体均匀细小，亚温淬火温度以选在稍低于Ac3的温度为宜。
铝合金厚板的火与拉伸技术
铝合金厚板的淬火与拉伸技术铝合金厚板的轧制工艺为热轧状态下轧制，变形率为60%-80%内部组织为热轧变形组织；而薄板为冷变形组织，变形率在98%以上，两者有很大的差异。
如图1-1所示，厚板淬火-拉伸的工艺流程可概括为：由热轧机提供满足拉伸工进行辊式矫直处理，以改善拉伸板的平直度；拉伸后的板材即可进行时效强化处理。
1、铝合金板材的淬火1.1、铝合金厚板的淬火工艺过程及生产方式A 、盐浴炉加热方式淬火的特点盐浴炉淬火流程如下图盐浴炉的特点是： 设备结构简单,制造及生产成本低，易于温度控制；但安全性差，耗电量大，不易清理，常年处于高温状态，调温周期长。
使用盐浴炉热处理具有加热速度快，温差小，温度准确等优点，充分满足了工艺对加热速度和温度精度的要求，对板材的力学性能提供了保证。
缺点是：转移时间很难由人工准确的控制在理想范围内，有不确定的因素；在水中淬火时，完全靠板材与冷却水之间的热交换而自然冷却，形成了不均匀的冷却过程，使得淬火后的板材内部应力分布很不均匀；板材变形较大，在随后的精整过程中易造成表面擦、划伤等缺陷，并且不利于板材的矫平；盐浴加热时，板面与熔盐直接接触，板面形成较厚的氧化膜，在淬火后的蚀洗过程中很容易形成氧化色（俗称花脸）影响表面的一致性。
B 、空气加热炉方式淬火的特点空气炉淬火流程如下图点：设备结构复杂，高，但安全性好，耗电量少，生产灵活，可随时根据生产要求调整温度。
与盐浴炉相比，空气炉热处理同样具有温度准确、均匀性好、温差小等优点，同时转移时间也能规范控制，由于采用了高压喷水冷却，不仅改善了不均匀的淬火冷却状态和应力分布方式，而且使板材的平直度和表面质量均大幅度提高，简化了工艺，易于实现过程自动化控制降低劳动强度和手工控制的不便。
缺点是相对盐浴炉而言加热过程升温时间相对较长，生产效率有所降低。
空气炉的加热方式分为辊底式空气炉和吊挂式空气加热炉。
目前国际上，最为先进的淬火加热炉为辊底式空气淬火加热炉。
化学热处理
化学热处理在金属切削加工中，经常遇到的是淬火、退火、正火和回火。
其中应用较多的是淬火与回火。
淬火是将钢件加热到临界点以上某一温度，保温适当时间后，在水或盐水等淬冷介质中快速冷却的一种金属热处理工艺。
淬火后硬度一般比原来硬度高，但有些牌号淬火后需要进行低温回火。
化学热处理的基本原理是把零件和工具浸没在一定浓度的化学介质(主要是渗碳剂)中进行加热处理，随着处理温度的升高和保温时间的增长，使渗碳层的组织转变为马氏体、贝氏体或托氏体，由于表面硬度升高，从而提高了零件表面的耐磨性。
这种表面处理叫做渗碳。
渗碳后还需要对零件进行高温回火。
它的目的是消除渗碳所引起的表面硬化及脆性，同时可降低零件中残余奥氏体的含量，并使工件具有良好的综合机械性能。
这种处理方法所能达到的硬度不高，只有60～70HRC左右。
一般低于60HRC的处理称为调质，它的工艺范围宽，适应性强。
用于各种类型、各种性能的钢材。
如弹簧钢、轴承钢、工具钢、高速钢以及要求特别硬度的工模具钢等。
正火是将工件加热到临界点以下某一温度后在空气中冷却，然后在水中冷却的金属热处理工艺。
正火后的组织比较均匀，有良好的综合力学性能，广泛用于各种结构零件的处理。
如碳素结构钢和低合金结构钢，各种工具钢，滚动轴承钢等。
常用于各种重要结构件、一般机器零件及高速切削刀具。
如车轴、机床主轴、内燃机曲轴、气缸体、齿轮、凸轮轴、连杆、小齿轮、活塞销等。
回火是将工件加热到临界点以上某一温度，保温一定时间，然后在水中或油中冷却，获得回火马氏体组织，以便进行切削加工或淬火后的中间退火。
最早的一种铝合金的化学热处理。
是在金属的碳氮共渗基础上开发出来的新工艺。
它采用较高的加热温度(一般为Ac1)和较低的加热速度(200 ℃/h)，使碳氮化合物分解而析出弥散分布的渗碳体，从而提高了硬度、耐磨性和疲劳强度。
现代铝合金的化学热处理广泛地应用于航空、宇航、汽车等领域。
近年来还在电子、电工等方面应用。
铝合金板料的新淬火状态
铝合金板料的新淬火状态高压柔性成形技术是自 60 年代 以来 ,随着高压柔性成形设备的出现而发展起来的一种钣金精 密成形技术 。该技术在国外一些先进的飞机制造企业中已得到 了广泛应用 ,它以大型高压橡皮囊液压机为成形设备 ,克服了传 统的飞机钣金成形工艺存在的主要缺陷 ,使铝合金板料的成形 精度和加工效率得到很大提高 。
311 在不同状态下材料的机械性能 由于铝合金的新淬火状态是一种中间状态 ,因此 ,冶标未给
出新淬火状态材料的机械性能指标 。为了合理地确定成形工艺 参数 ,必须了解材料在新淬火状态下的机械性能情况 。国内几 个主机厂作过这方面试验 ,现仅以 L C4 材料为例 ,其机械性能 见下表 。
L C4 在不同状态下的机械性能
随着材料硬度的提高 ,疲劳强度的上下限均可显著提高 。 冷挤压使材料表面形成了强化层 ,通过提高表面硬度 ,从而提高 了孔的疲劳强度 ,改善了带孔件的抗疲劳性能 。
(1) 淬火 —冷藏 —液压 ; (2) 淬火 —冷藏 —校平 —液压 ; (3) 淬火 —冷藏 —预成形 —液压 ; (4) 淬火 —冷藏 —校平 —预成形 —液压 ; (5) 预成形 —淬火 —冷藏 —液压 。 ·淬火 目的一是使材料强化 ,二是获得新淬火状态 。应 尽可能采用空气循环炉加热和聚醚等介质冷却 ,以减少淬火变 形和获得良好的新淬火状态 。
由图 5 (a) 可以看出 ,靠近挤入端的硬度比靠近挤出端稍 低 ,而挤出端的硬度最低 。这是因为孔的轴向挤压力随挤压过 程的进行而有增大的趋势 ,使孔的变化程度增大 ,因而硬度也增 大 。但在孔的两端因为自由边界的缘故 ,硬度都较低 。尤其在 挤出端 ,由于有铝被挤出 ,挤压后所得的硬度反而最低 。由图 5 (b) 看出 ,随着远离孔壁 ,硬度降低 ,然而稍远处硬度又升高 ,然 后又降低 。这是由于卸载时 ,孔壁周围的材料回弹 ,产生反向挤 压力 ,使得孔壁附近的材料反向屈服 ,硬度降低 。
铝合金生产工艺流程
铝合金生产工艺流程铝合金是一种常用的金属材料，具有轻重比低、强度高、耐腐蚀性好等特点，在航空航天、汽车制造、建筑等领域有广泛的应用。
以下将介绍一下铝合金的生产工艺流程。
1. 原料准备：铝合金的主要原料是铝和合金元素，其中合金元素可以分为主合金元素和辅助合金元素。
主合金元素通常是一些金属，如铜、镁、锌等。
辅助合金元素可以是一些非金属元素，如硅、锡等。
原料经过精确称量和配比后，按照一定比例加入到熔炼炉中。
2. 熔炼：原料进入熔炼炉，通过加热和搅拌等方式使其均匀熔化，并保持在一定的温度范围内。
在熔炼过程中，可以根据需要添加一些熔剂和脱气剂，以提高熔化效果和减少含气量。
3. 处理：熔炼完成后的熔液需要经过一系列的处理过程，以去除杂质和调整成分。
常见的处理方法有淬火和固溶处理。
淬火是将熔液迅速冷却，使其形成固态金属晶粒；固溶处理是将熔液加热到一定温度，使其溶解掉一些难融解的金属相。
4. 型材制备：经过处理的熔液被铸入模具中，冷却凝固后形成铝合金型材。
型材的形状和尺寸可以根据产品设计要求进行设计和加工。
常见的型材有板材、管材、型材等。
5. 加工：型材经过初步成形后，需要进一步加工，例如锻造、拉伸、冷挤压等。
这些加工方法可以增加型材的强度和韧性，同时改善表面质量和形状精度。
6. 表面处理：为了提高铝合金的耐腐蚀性和装饰效果，常常需要对其表面进行处理。
常见的表面处理方法有阳极氧化、喷漆、喷涂等。
7. 检测和质量控制：在生产过程中，需要对铝合金进行一系列的检测和质量控制，以保证产品的质量和性能符合要求。
常见的检测方法有金相显微镜观察、拉伸试验、硬度测试、化学成分分析等。
8. 成品包装和出厂：经过检测合格后的铝合金成品，需要进行包装和标识，并经过质检部门的验收后，方可出厂销售或进一步加工。
以上是铝合金生产的主要工艺流程，每个环节都需要严格控制和操作，以确保铝合金产品具有良好的质量和性能。
同时，不同的铝合金产品可能还需要其他特殊的工艺或处理方法，以满足不同的应用需求。
铝合金材料的热处理工艺研究
铝合金材料的热处理工艺研究近年来，铝合金材料在工程领域中得到了广泛应用。
其轻质、高强度和良好的可塑性特性，使其成为替代钢铁材料的理想选择。
然而，铝合金材料的力学性能和耐腐蚀性还有待提高，其中热处理工艺的研究成为提高铝合金性能的关键环节。
热处理工艺是通过控制铝合金材料的加热和冷却过程，以达到材料组织和性能的改良。
其中最常用的热处理方法包括固溶处理、时效处理和淬火处理。
固溶处理是将铝合金材料加热至溶解温度，使合金元素均匀溶解在基体中，从而改善材料的可塑性。
时效处理是通过在固溶处理后进行适当的时效保温，使材料再结晶，达到强化和稳定性的提高。
而淬火处理则是通过迅速冷却，使合金元素排列得更加紧密，提高材料的硬度和强度。
在铝合金热处理的过程中，加热温度和时间、冷却速度以及固溶和时效的参数都对材料的性能影响巨大。
因此，对于不同种类的铝合金材料，需要具体设计适合其组织和性能改善的热处理工艺。
例如，在A6061铝合金中，经固溶处理可以提高材料的塑性和延展性，但同时也会降低强度。
因此，在固溶处理后，需要通过适当的时效处理来提高材料的强度。
通过控制时效温度和时间，可以实现固溶和时效处理的最佳组合，从而使铝合金材料达到理想的力学性能。
另外，冷却速度也是铝合金热处理中需要考虑的重要因素。
当材料迅速冷却时，合金元素的扩散速率减缓，容易形成致密的晶体结构，从而提高硬度和强度。
相反，当材料缓慢冷却时，合金元素的扩散速率加快，晶体结构较为疏松，材料的可塑性增加。
因此，在热处理工艺中，通过控制冷却速度，可以实现硬度和塑性之间的平衡，使铝合金材料具备理想的综合性能。
除了上述常规的热处理方法，近年来，新型热处理工艺也在不断涌现。
例如，等离子体强化技术、高温拉伸和冷间隙淬火等都在提高铝合金材料性能方面显示出潜力。
这些新工艺能够更加精确地控制材料的组织和性能，在提高材料力学性能的同时，还能降低能源消耗和环境污染。
总之，铝合金材料的热处理工艺对于提高材料的力学性能和耐腐蚀性具有重要作用。
铝合金及热处理
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各铝牌号代表合金
1系代表有1050：0.3Si 0.4Fe 0.1Cu 0.1Mn 0.1Mg 0.1Zn 0.1V 。 高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途。 抗拉强度 σb (MPa)95～125 ，条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥75，1050主要
特性 为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性，高耐腐蚀 性，良好的焊接性和导电性。热处理工艺 热处理规范1)完全退火：加热 390～430℃，随材料有效厚度不同，保温时间30～120min，以30～50℃/h速 度随炉冷至300℃下，再空冷。2)快速退火，加热350～370℃，随材料有效 厚度不同，保温时间30～120min。空或水冷。 3)淬火和时效:淬火500～ 510℃，空冷，人工时效 95～105℃，3h，空冷，自然时效。应用举例 ：广 泛用于对强度要求不高的产品，如化工仪器，薄板加工件，深拉或旅压凹形 器皿，焊接零件，热交换器，钟表面及盘面，铭牌，厨具，装饰品。
变质处理：变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质 剂），使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒， 达到提高材料性能的目的。
孕育处理：在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长， 达到细化晶粒的目的。 习惯上，向铸铁中加入添加剂称为孕育处理；向有色合金中加入 添加剂则称变质处理。 从本质上说，孕育处理主要影响形核和促进晶粒游离；而变质处 理则是改变晶体的生长机理（抑制长大），从而影响晶体形貌。
铝合金热处理及牌号基本概念
铝合金热处理代号--（名称）
F 自由加工状态 (适用于在成型过程中对于加工硬化和热处理条件无特殊要求
的产品，该状态产品的力学性能不作规定)
铝合金淬火工艺
铝合金淬火工艺简介:一、淬火加热温度的选择工业挤压铝合金制品不像建筑铝型材6063合金，可以在挤压时用风冷或水冷进行淬火(在线淬火)，而多数合金要在专门的加热和冷却设备(淬火炉和冷却槽)中进行淬火处理。
淬火的...淬火加热温度的选择工业挤压铝合金制品不像建筑铝型材6063合金，可以在挤压时用风冷或水冷进行淬火(在线淬火)，而多数合金要在专门的加热和冷却设备(淬火炉和冷却槽)中进行淬火处理。
淬火的加热温度、转移时间、冷却方式都有严格的规定。
1．淬火加热温度的选择淬火加热温度主要根据相图中低熔点共晶温度和合金溶解度曲线的温度来选择。
如图3—5—2为二元相图示意图。
成分为B1的合金只有温度高于t溶时β相溶于基体形成单一的α固溶体。
当温度继续升高到t共时，超过了非平衡结晶条件下的低熔点共晶温度，即产生低熔点共晶体熔化，称过烧。
金属制品过烧，造成废品。
因此淬火加热温度必须低于共晶温度(过烧温度)，而高于合金的溶解度曲线温度。
从理论上讲共晶温度与过烧温度是一致的。
实际上由于非平衡结晶以及杂质元素的加入，实际的过烧温度比理论上的共晶温度略低。
所以一般选择淬火温度都是低于过烧温度l0～30℃。
t溶与t共之间的温度范围窄的选下限，t溶与t共之间的温度范围宽的视工艺和性能情况而选择。
淬火加热温度是铝合金热处理中的一个重要的工艺参数，由图3—5—2可知，铝合金的淬火加热温度范围很窄，应适当选择，且其温度波动范围一般不应超过±3℃。
但由于铝合金制品淬火大多采用立式淬火炉，其温差很难保证在±3℃以内，多数淬火炉的温差都有±5℃甚至更大，所以淬火加热温度的温差通常控制在±5℃。
一般来说在保证不发生过烧的前提下，应尽量提高淬火加热温度。
因为温度越高，合金元素和强化相固溶越好，则淬火时效后的力学性能就越高。
如图3 —5—3、图3—5—4和图3—5—5所示。
部分工业铝合金的淬火加热温度见表3—5—1。
老化座的工艺流程
老化座的工艺流程
《老化座的工艺流程》
老化座是指对铝合金产品进行老化处理的一种设备，其工艺流程如下：
1. 铝合金制品的准备：首先将铝合金制品进行清洁处理，去除表面的油污和杂质，以保证后续的处理效果。
2. 预处理：将铝合金制品放入老化座中，进行预热处理，以提高其老化效果。
预热温度一般在120-150摄氏度之间。
3. 淬火处理：将预热后的铝合金制品进行淬火处理，即将其迅速冷却，使其获得一定的硬度和强度。
4. 老化处理：通过老化座进行恒温老化处理，将铝合金制品放置在老化座中进行恒温保持一段时间，让其晶粒再次长大，提高其抗拉强度和抗蠕变性能。
5. 冷却处理：将老化后的铝合金制品进行逐步冷却，使其达到室温。
6. 检验：对老化后的铝合金制品进行表面质量和力学性能的检测，确保其符合相关标准和要求。
以上就是老化座的工艺流程，通过这一系列的处理，铝合金制
品可以获得良好的力学性能和表面质量，提高其使用寿命和安全性。
铝合金热处理工艺【详解】
铝合金的热处理工艺内容来源网络，由“XX机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在XX机械展.铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。
前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。
因为金属型铸件、低压铸造件、差压铸造件是在比较大的冷却速度和压力下结晶凝固的，其结晶组织比石膏型、砂型铸造的铸件细很多，故其在热处理时的保温也短很多。
铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀，有异形面或内通道等复杂结构外形，为保证热处理时不变形或开裂，有时还要设计专用夹具予以保护，并且淬火介质的温度也比变形铝合金高，故一般多采用人工时效来缩短热处理周期和提高铸件的性能。
一、热处理的目的铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切削加工和焊接等加工性能。
因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下几个方面：1）消除由于铸件结构（如璧厚不均匀、转接处厚大）等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力；2）提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能；3）稳定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化；4）消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。
二、热处理方法1、退火处理退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起的内应力，稳定加工件的外形和尺寸，并使Al-Si 系合金的部分Si结晶球状化，改善合金的塑性。
其工艺是：将铝合金铸件加热到280-300℃，保温2-3h，随炉冷却到室温，使固溶体慢慢发生分解，析出的第二质点聚集，从而消除铸件的内应力，达到稳定尺寸、提高塑性、减少变形、翘曲的目的。
2024铝合金t351热处理工艺
2024铝合金t351热处理工艺
2024 铝合金 T351 是一种高强度、高硬度的铝合金，常用于制造飞机、汽车、船舶等制造业中的零件。
为了获得最佳的性能，通常会进行热处理工艺来强化铝合金。
以下是 2024 铝合金 T351 热处理工艺:
1. 预热：将铝合金工件加热至高温并保持一段时间，以消除加工应力和均匀化合金元素。
通常预热温度为 500-600°C，时间根据工件大小和形状而定，一般在 10-30 分钟之间。
2. 淬火：将预热后的铝合金工件迅速加热至高温 (一般大于850°C),并在水中或油中快速冷却，以获得镜面硬度和高强度。
淬火后，铝合金工件需要在空气中冷却并室温存放。
3. 回火：将淬火后的铝合金工件加热至高温，一般大于 300°C，并在空气中冷却，以消除淬火应力和提高韧性。
回火后，铝合金工件需要室温存放。
4. 电镀：热处理后的铝合金工件可以进行电镀，以获得更好的表面质量和性能。
常见的电镀工艺包括锌合金电镀、铝合金电镀等。
需要注意的是，不同的热处理工艺会影响 2024 铝合金 T351 的性能和质量，因此需要根据具体需求选择适合的热处理工艺。
同时，热处理工艺需要严格控制温度、时间、冷却方式等参数，以确保铝合金工件达到所需的性能和质量。
高强度铝合金淬火敏感性表征方法建立与应用
高强度铝合金淬火敏感性表征方法建立与应用1. 引言- 研究背景和意义- 相关研究概述- 本文研究内容和目标2. 高强度铝合金淬火敏感性表征方法建立- 材料和试验方法介绍- 宏观性能测试- 组织观察与分析- 微观性能测试- 基于结果的表征方法建立3. 表征方法的应用与优化- 对比分析不同淬火工艺的表征结果- 优化淬火工艺以改善淬火敏感性- 尝试应用表征方法到其他高强度铝合金材料中4. 结果与讨论- 对淬火敏感性进行定量表征- 淬火工艺对宏观与微观性能的影响- 表征方法的优缺点分析- 结果讨论和解释5. 结论和展望- 本文工作的意义和局限性- 总结本文研究成果- 提出未来研究的方向和展望6. 参考文献1. 引言随着工业发展和现代科技的不断进步，高强度铝合金被广泛应用于航空、汽车、船舶等领域。
其中，7系列铝合金具有优异的强度、刚度和耐腐蚀性能，因此被广泛使用。
然而，高强度铝合金在淬火过程中，由于形变和残余应力的存在，容易引起淬火敏感性，导致材料性能的降低和组织缺陷。
因此，对高强度铝合金的淬火敏感性进行研究是至关重要的。
此外，近年来，关于高强度铝合金淬火敏感性的研究已经非常广泛。
许多研究表明，淬火过程的参数，如淬火速率、淬火温度和保温时间等因素，对材料性能的影响非常重要。
然而，淬火敏感性的评价仍然存在很多挑战和困难，因为淬火过程中发生的复杂的相变和组织演变难以被直接观察和了解。
因此，建立一种合适的表征方法来评估高强度铝合金的淬火敏感性显得非常必要。
本文旨在通过分析不同淬火工艺下高强度铝合金的性能，建立一种高强度铝合金淬火敏感性表征方法，并优化淬火工艺以改善淬火敏感性。
该研究将有助于为高强度铝合金的淬火工艺优化提供参考，同时也可以为其他类似铝合金的材料提供有用的表征方法。
本文的一般结构如下：第一章介绍本文的研究背景和意义、相关研究概述以及本文研究内容和目标。
第二章描述建立高强度铝合金淬火敏感性表征方法的材料和试验方法。
211085623_正常淬火与延迟淬火对6061铝合金性能的影响
2023年 1月上 世界有色金属1正常淬火与延迟淬火对6061铝合金性能的影响张亚桐，李金轩，陈思羽，梁 栋，庞 鑫，冀连锁（中信渤海铝业公司，河北 秦皇岛 ０６６０００）摘 要：本实验取挤压生产６０６１铝合金型材，重新固熔后，同一支料部分正常淬火，部分延迟淬火。
通过硬度检测，性能测试，ＡＮＳＹＳ模拟分析等方法，分析正常淬火区和延迟淬火区、以及两者交界处硬度、性能的变化规律。
结果显示相比于正常淬火，９０ｓ延迟淬火后型材硬度、性能降低，且受热传导影响。
延迟淬火端性能先降低，后小幅度增加直至性能平稳的规律。
在距正常淬火与延迟淬火的分界线的延迟淬火区域８０ｍｍ处型材经９０ｓ空冷后温度降低至２１０℃左右，正在经淬火后测布氏硬度，硬度最低（７７ＨＢ）且性能不合格；距离淬火分界线１３０ｍｍ以上的延迟淬火区不受水冷影响，空冷９０ｓ后温度降低至３６０℃，淬火后硬度有所下降（８３ＨＢ），但性能合格。
关键词：延迟淬火，模拟分析，性能危险点中图分类号：Ｖ２５２．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０１－０００１－３Effect of Normal Quenching and Delayed Quenching on the Properties of 6061 Aluminum AlloyZHANG Ya-tong, LI Jin-xuan, CHEN Si-yu, LIANG Dong, PANG Xin, JI Lian-suo（ＣＩＴＩＣ Ｂｏｈａｉ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ， ６０６１ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ． Ａｆｔｅｒ ｒｅｍｅｌｔｉｎｇ， ｔｈｅ ｓａｍｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｑｕｅｎｃｈｅｄ ｎｏｒｍａｌｌｙ ａｎｄ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｄｅｌａｙｅｄ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｉｎｇ， ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ， ＡＮＳＹＳ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｒｕｌｅｓ ｏｆ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｎｏｒｍａｌ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｚｏｎｅ， ｄｅｌａｙｅｄ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｚｏｎｅ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｎｏｒｍａｌ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ， ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｆｉｌｅ ａｆｔｅｒ ９０ｓ ｄｅｌａｙｅｄ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ａｒｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｎｄ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｈｅａｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｑｕｅｎｃｈｅｄ ｅｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｆｉｒｓｔ， ｔｈｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｕｎｔｉｌ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ． Ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｆｉｌｅ ａｔ ８０ ｍｍ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｅｌａｙｅｄ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｎｏｒｍａｌ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ａｆｔｅｒ ９０ ｓ ａｉｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｏ ａｂｏｕｔ ２１０ ℃， ａｎｄ ｔｈｅ Ｂｒｉｎｅｌｌ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｉｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｆｔｅｒ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ， ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｉｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ （７７ＨＢ） ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｕｎｑｕａｌｉｆｉｅｄ； Ｔｈｅ ｄｅｌａｙｅｄ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｚｏｎｅ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ １３０ｍｍ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｉｓ ｎｏｔ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ． Ａｆｔｅｒ ９０ ｓ ｏｆ ａｉｒ ｃｏｏｌｉｎｇ， ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｔｏ ３６０ ℃， ａｎｄ ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ａｆｔｅｒ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ （８３ＨＢ）， ｂｕｔ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｑｕａｌｉｆｉｅｄ．Keywords: ｄｅｌａｙｅｄ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ， ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｈａｚａｒｄ ｐｏｉｎｔ收稿日期：２０２２－１１作者简介：张亚桐，男，生于１９９２年，汉族，河北秦皇岛人，硕士研究生，中级工程师，研究方向：挤压铝合金的强韧化。
淬火工艺——精选推荐
淬火工艺钢的淬火是将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或在一定范围内发生马氏体不稳定组织结构转变的热处理工艺。
一. 淬火工件的工艺流程一般工件：淬火→清洗→回火→喷砂（或喷丸等）表面清理→检验。
轴类零件及易变形工件：淬火→清洗→回火→校直→去应力处理→喷砂→检验。
二. 淬火前的准备（1）核对工件数量、材质及尺寸，并检查工件有无裂纹、碰伤、缺边、锐边、尖角及锈蚀等影响淬火质量的缺陷。
（2）根据图样及工艺文件，明确淬火的具体要求，如硬度、局部淬火范围等。
（3）根据淬火要求，设计选用合适的工夹具，有的工件进行适当的绑扎，在易产生裂纹的部位，采取相应的防护措施，如用铁皮或石棉绳包扎及堵孔等。
（4）表面不允许氧化、脱碳的工件，应在盐浴炉或预抽真空保护气氛炉中加热，或采取以下防护措施：a. 涂料防护b. 将工件装入盛有木炭或已使用过的铸铁屑的铁箱中，加盖密封。
（5）大批工件必须作单件或小批量试淬，制订工艺后方可进行批量淬火，并在生产过程中经常抽检。
三. 装炉（1）允许不同材质但具有相同加热工艺的工件装入同一炉中加热。
（2）装炉工件均应干燥、不得有油污及其他脏物。
（3）截面大小不同的工件装入同一炉时，大件应放在炉膛后部，大、小工件分别计算保温时间。
（4）装炉时必须将工件有规律摆放在装炉架或炉底板上，用钩子、钳子或专用工具堆放，不得将工件直接抛入炉内，以免碰伤工件或损坏炉衬。
（5）细长工件必须在井式炉或盐炉中垂直吊挂加热，以减少变形。
（6）在箱式炉中装工件加热时，一般为单层排列，工件间隙10~30mm。
小件允许适当堆放，但保温时间应适当增加。
四. 加热1. 加热方式（1）碳钢及合金钢工件，一般可直接装入比规定的淬火温度高20~30℃的炉中加热。
（2）高碳高合金钢及形状复杂的工件应先预热。
2. 加热温度选择。
3. 工件加热时间的计算：炉中的工件应在规定的加热温度范围内保持适当的时间，保证必要的组织转变和扩散。
2024铝合金(包铝)薄板t3、t361、t81、t861状态热处理工艺制度研究
2024铝合金是一种常见的铝合金材料，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
其中，t3、t361、t81、t861等状态是2024铝合金经过不同热处理工艺后的不同状态。
这些状态具有不同的力学性能和加工性能，因此在不同应用场合下需要根据需要选择合适的热处理工艺制度。
下面分别介绍一下这几种状态的2024铝合金的热处理工艺制度：T3状态：T3状态是2024铝合金在高温下进行固溶处理后，再进行自然时效的一种状态。
其热处理工艺制度如下：(1) 固溶处理：将铝合金加热至500~525℃之间，保温一定时间后进行水淬。
(2) 自然时效：将淬火后的铝合金放置在室温下进行自然时效，时间为12~14小时。
T361状态：T361状态是2024铝合金在高温下进行固溶处理后，再进行人工时效的一种状态。
其热处理工艺制度如下：(1) 固溶处理：将铝合金加热至500~525℃之间，保温一定时间后进行水淬。
(2) 人工时效：将淬火后的铝合金加热至150~175℃之间，保温一定时间后进行时效。
T81状态：T81状态是2024铝合金在高温下进行固溶处理后，再进行变形加工，然后进行自然时效的一种状态。
其热处理工艺制度如下：(1) 固溶处理：将铝合金加热至500~525℃之间，保温一定时间后进行水淬。
(2) 变形加工：将淬火后的铝合金进行变形加工，如拉伸、弯曲等。
(3) 自然时效：将变形加工后的铝合金放置在室温下进行自然时效，时间为12~14小时。
T861状态：T861状态是2024铝合金在高温下进行固溶处理后，再进行变形加工，然后进行人工时效的一种状态。
其热处理工艺制度如下：(1) 固溶处理：将铝合金加热至500~525℃之间，保温一定时间后进行水淬。
(2) 变形加工：将淬火后的铝合金进行变形加工，如拉伸、弯曲等。
铝合金的时效强化是如何进行和完成的
铝合金的时效强化是如何进行和完成的经淬火后的铝合金强度、硬度随时间延长而发生显著提高的现象称之为时效，也称铝合金的时效硬化。
这是铝合金强化的重要方法之一。
由定义可知，铝合金时效强化的前提，首先是进行淬火，获得饱和单相组织。
在快冷淬火获得的固溶体，不仅溶质原子是过饱和的，而且空位(晶体点缺陷)也是过饱和的，即处于双重过饱和状态。
以Al -4%Cu 合金为例，固溶处理后，过饱和α固溶体的化学成分就是合金的化学成分，即固溶体中钢含量为4%。
由Al-Cu 相图可知，在室温平衡态下，α固溶体的含铜量仅为0.5%，故3.5%Cu过饱和固溶于α相中。
当温度接近纯铝熔点时，空位浓度接近10-3数量级，而在常温下，空位浓度为10-11数量级，二者相差10-8级。
经研究可知；铝合金固溶处理温度越高，处理后过饱和程度也越大，经时效后产生的时效强化效果也越大。
因此固溶处理温度选择原则是：在保证合金不过烧的前提下，固溶处理温度尽可能提高。
固溶处理后的铝铜合金，在室温或某一温度下放置时，发生时效过程。
此过程实质上是第二相Al2Cu 从过饱和固溶体中沉淀的过程。
这种过程是通过成型和长大进行的，是一种扩散型的固态相变。
它依下列顺序进行：a过→G.P区→θ’’相→θ’相→θ相G.P区就是指富溶质原子区，对Al-Cu合金而言，就是富铜区。
铝钢合金的G.P区是铜原子在(100)晶面上偏聚或从聚而成的，呈圆片状。
它没有完整的晶体结构，与母相共格。
200℃不再生成G.P 区。
室温时效的G.P区很小，直径约50A，密度为1014-1015/mm3，G.P区之间的距离为20-40 ?。
130℃时效15h后，G.P 区直径长大到90 ?，厚为4-6 ?。
温度再高，G.P区数目开始减少。
它可以在晶面处引起弹性应变。
θ’’相是随时效温度升高或时效时间延长，G.P区直径急剧长大，且铜、铝原子逐渐形成规则排列，即正方有序结构。
在θ’’过渡相附近造成的弹性共格应力场或点阵畸变区都大于G.P区产生的应力场，所以θ’’相产生的时效强化效果大于G.P区的强化作用。
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铝合金淬火新工艺84-6武汉水利电力学院机械系管鄂一、铝合金淬火的意义铝合金的淬火与一般结构钢的淬火意义不同。
单一用淬火工序不能使铝合金达到强化的目的。
刚刚淬火的铝合金，强度提高很少很少。
但铝合金常常采用淬火工艺，其主要意义在于两个方面：一是使它的塑性提高有利于拉伸矫直等精整工作；二是为时效强化作准备工序。
淬火加热时将强化相充分溶解，在高速冷却后得到均匀过饱和固溶体，通过人工时效或自然时效，使过饱和固溶体发生分解，从而使铝合金的强度、硬度大幅度提高。
淬火是时效强化前不可缺少的前置工序。
铝合金根据其成份可分为热处理可强化铝合金以及热处理不可强化铝合金。
下列五类铝合金均可通过淬火——时效处理实现强化：Al-Cu-Mg系硬铝合金，如LY11、LY12、LY6、LY2等；Al-Mg-Si-Cu系锻铝合金，如LD2、LD5、LD10等；Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金，LC4、LC5、LC9等；Al-Cu-Mn系耐热铝合金，如LY17等；Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金，如LD7、LD8、LD9等。
二、铝合金淬火加热规范的选择铝合金淬火加热规范选择正确与否对淬火质量和时效后强化效果以及抗腐蚀性等都有密切关系。
加热规范主要包括以下内容：图1 铝合金淬火温度对其淬火——时效后机械性能的影响α)铝合金淬火温度与合金成份的关系；b)硬铝在淬火一时效后机械性能与淬t共晶——共晶温度，t淬——淬火温度火温度的关系。
δ——延伸率与淬火温度的关系曲线；——强度与淬火温度的关系曲线。
σb1.淬火温度铝合金淬火温度选择相当严格。
从铝的二元合金相图(图1α)看出：高合金硬铝(化学成份I-I)固溶线与共晶线十分接近，因此淬火温度选择范围很窄。
超过共晶熔化温度就引起过烧，铝合金过烧将导致局部熔化和氧化，对零件耐腐蚀性有较严重影响。
时效后强度效果也明显下降；加热温度太低时又可能使合金元素强化相不完全固溶，也影响时效强化效果。
(见图1α和b)所以淬火温度要严格控制。
例如LY12的过烧温度为504℃，实际淬火温度只能498±3℃；LC4的淬火温度在470-475℃之间，490℃则有严重过烧。
2.保温时间与淬火转移时间加热后的铝合金保温足够的时间主要是使强化相充分溶解，提高时效强化效果，而强化相溶解速度与加热温度、加热条件以及工件材质、成份、形状、大小有关。
保温时间不足，强化相溶解不充分，时效强化效果不好；保温时间太长，尤其加热温度偏高，容易引起过烧。
一般应根据工件厚度按手册规范选取。
保温后从炉内取出，到淬入淬火介质的时间叫淬火转移时间。
当转移时间过长时，工件温度下降很快，过饱和固溶体局部分解，淬火——时效强化效果降低，处理后防腐蚀性能也明显下降。
因此一般规范建议淬火转移时间越短越好。
严格的加热规范是淬火新工艺实现的重要工序保证。
三、铝合金的淬火新工艺目前，铝合金的常规淬火是水淬。
效果不好。
往往出现严重变形和裂绞，或者淬火后时效强度低，耐腐蚀性差。
为了解决上述工艺问题，国内外一直在探索新的淬火工艺。
新淬火工艺主要是采用新的淬火冷却方式。
归纳起来有以下几种：1.水温调节淬火图2 热水淬火装置与热水温度对淬火冷却性能的影响。
α)热水淬火装置及温度调节系统1-热水槽；2-加热器；3-热电偶；4-温度调节器。
b)不同温度下在1/2英寸7050铝板中心处测得的冷却曲线。
曲线上数字为热水温度(华氏°F)。
业已判明，水的淬火冷却特性与水温有关。
(见图2b)淬火工件的冷却速度随水温的升高而降低。
常温下的水，冷却能力大，最大冷却速度可达750℃/S以上，冷却太快，工件内部产生较大的内应力导致淬火变形或裂纹出现。
在热水中淬火，由于气膜冷却阶段较长，工件冷却比较缓慢，而且冷却速度随水温的变化可以在较大范围变动。
因而可以调节水温的办法来得到接近理想的冷却淬火。
控制调节水温的淬火装置如图2α所示。
对不同材质和厚度的铝合金工件应选择相应的水温。
有时也用到沸水淬火。
对变形倾向较大的铸、锻铝件均可用调节水温淬火。
由于水的热惯性大，水温调节宜采用DDZⅡ组合仪表组成的温度调节系统来调节。
这种工艺的缺点是耗能大，水温选择难于准确。
一般经试验确定淬火水温。
2.液-气雾化介质淬火液一气雾化介质淬火是喷射淬火的一种，一般的液束喷射冷却淬火，冷却速度较大，冷却烈度可大于浸没冷却淬火。
而液——气雾化介质冷却淬火，尤其是轻雾喷淬，使工件冷却速度较为平缓，而且可以在较大范围内调节，适应于淬透性较好的合金钢以及不同厚度，对冷却速度有不同要求的铝工件。
一般的雾化设备是两套装置组成：一是水压系统，它的喷咀向工件喷射液束，另一系统是空压系统，它的喷气气咀与液束成一定角度，高压气体使液束碎化成雾，形成液——气雾联合喷在灼热工件表面，因为水压、气压；使雾滴以一定速度喷射在工件上，几乎不大可能出现明显的气膜冷却-泡沸腾冷却-对流冷却三个阶段，使整个冷却温度范围内摆脱不均匀冷却的状况，使淬火避免变形与淬裂。
喷雾淬火最主要的工艺参数有：喷水压力与流量、气压及气流量，喷射的均匀度。
一般情况下，水压与水流量大而气压及气流量小时，雾粒大，冷却烈度(H)大；当液束压力较小，流量也小，而气压、气流量大时，雾粒较细，冷却烈度较小。
此外喷咀与工件间的距离也是重要工艺参数。
喷咀距离及分布情况也影响冷却烈度和冷却的均匀程度。
一般生产应用上，生产前可进行试验鉴定后选择工艺参数。
对铝合金淬火，无论是液束喷射或轻雾喷射，要防止工件变形，均匀喷射至关重要。
对园柱体工件，可以在一般有旋转工作台的淬火机床上淬火，工件旋转有利于冷却均匀，防止工件变形。
平板型工作，则应竖立对称均匀喷淬。
雾化的介质可以用水，也可以用聚合物水溶液。
资料[9]提供了省去一套气压系统的雾化设备，只用单一的水压系统，用特制的一种简单喷咀就可以使液体雾化，实现雾喷淬火，可供参考。
3.聚合物淬火如上所述，冷水淬火，对很多铝合金来说冷速太快，易引起内应力变形。
用热水、沸水淬火，温度难以掌握好，且耗能太大。
采用聚合物的水溶液淬火将克服上述两种介质淬火的缺点，是一种很有前途的淬火新工艺。
应用于钢淬火的聚合物水溶液或混合溶液已近20种。
其中聚乙稀醇、聚醚、聚氧化乙稀的水溶液已开始应用于铝合金的淬火工艺中。
聚醚一类的有机物水溶液作为淬火介质很重要的原因是利用它的逆溶性。
当灼热工件淬入介质时，工件周围的液温剧烈上升，聚醚从水中析出，介质混浊、粘度上升，并在工件表面形成连续均匀的薄膜，随着工件的冷却，膜又逐渐溶解，使工件低温时加快冷却，这样使工件在高温和低温时都具有比较均匀的冷却速度，从而减少工件由于冷却不均匀而造成变形开裂现象。
对于那些厚度不匀，结构复杂的工件，由于这种冷却自调节过程都可使其各部趋近均匀冷却防止变形。
一般聚合物的冷却特性与其在水中的浓度有关。
浓度大，冷却速度缓慢；浓度小，冷却速度快。
(见图3)调节浓度，可以调节聚合物水溶液的冷却特性，以适应大小与厚度不同的工件淬火。
图3 不同浓度的聚醚水溶液与20℃、70℃水冷却特性的比较考察铝合金加热到淬火温度在不同浓度的聚醚中冷却表明，8%～40%浓度的水溶液的冷却速度在冷水与沸水之间，而且冷速均匀。
在400℃～250℃之间有足够的冷速保证不发生溶解相的析出，同时也不超过太大的冷却速度使铝合金增加内应力和变形。
实践证明聚合物水溶液用于铝合金淬火，效果很好，变形比水淬小，时效后强度也很高，耐腐蚀性不会降低。
下表1是聚醚(Ucon)和聚氧乙稀用于铝合金淬火的工艺实例。
4.固——气流态化介质淬火图4 流化床及其淬火冷却特性α)流化床结构简图1-淬火槽；2-水壁；3-孔板与风帽；4-气腔；5-固气流态化淬火介质。
b)液化床冷却特性与聚醚80℃水及20℃水冷却特性的比较。
固一气流态化介质是一种固体细粒(如石墨或氧化铝等)在压缩气体作用下，以一定方式形成的一种具有某些液相性能的假液状态的介质。
形成固——气流态化介质的装置称为流化床。
(见图4α)容器1内装有固态细粒，容器底部是一个能透气的孔板，板的上面有一风帽。
最底层是气腔4。
压缩空气由气孔进入空腔，穿过孔板与风帽3进入淬火槽。
当气体压力较小，气流速度较低，槽内固体粒子处于静止状态；当气体压力增大并超过一定流速，固体粒子被托起，在槽内上下运动，翻滚沉浮，形成类似液体沸腾状态，此时呈现一定的液相性能。
这种具有液相性能的介质称为固-气流态化介质。
也称“沸腾层”或“假液”。
用这种固-气流态化介质作为冷却介质的淬火也称“流化床淬火”。
固-气流态化介质具有良好的冷却性能。
冷却能力由其最大传热系数表示：αm=0.548λg d s-0.4·μ-0.4·r s0.2·r g0.2式中：αm-固气流态化介质最大传热系数；λg-气体的导热系数μ-气体的粘度系数；r g-气体的重度；d s-固体粒子的粒度，(尺寸大小)从上式看出，固体粒子越细，重度越大，则介质的冷却能力越大；气体粘度愈小，流速越大，介质冷却能力也越大。
然而气体流速有一个保证介质流态化的最佳值，调节范围有限。
氢气、氮气的粘度很小，如用氢气或氮气来冷却，可以强化介质的冷却能力。
对氧化铝砂粒(粒度=0.2毫米)，流量为1.9米3/小时的空气形成的流化床，用铝试件进行冷却特性的测定的结果表明：其冷却能力比40%的聚醚和80℃水的冷却能力要低。
但冷却速度均匀。
最大冷却速度在50℃/s-60℃/s之间。
(图4b)用52×12开口偏心环变形试件(材料LY12CZ)在上述流态化介质中淬火后测定其变形的结果说明比在水、油中淬火的变形量小得多，与空冷后变形量基本一样。
由此证明流化床是适合于铝合金淬火。
表2和表3是固-气流态化介质用于铝合金淬火的工艺实例。
注：机械性能均在淬火后时效处理完毕测得的数字。