高强铝合金的热处理技术
铝合金热处理基本形式
退火及淬火时效是铝合金的基本热处理形式。
退火是一种软化处理。
其目的是使合金在成分及组织上趋于均匀和稳定,消除加工硬化,恢复合金的塑性。
淬火时效则属强化热处理,目的是提高合金的强度,主要应用于可热处理强化的铝合金。
1退火根据生产需求的不同,铝合金退火分铸锭均匀化退火、坯料退火、中间退火及成品退火几种形式。
一、铸锭均匀化退火铸锭在快速冷凝及非平衡结晶条件,必然存在成分及组织上的不均匀,同时也存在很大的内应力。
为了改变这种状况,提高铸锭的热加工工艺性,一般需进行均匀化退火。
为促使原子扩散,均匀化退火应选择较高的退火温度,但不得超过合金中低熔点共晶熔点,一般均匀化退火温度低于该熔点5~40℃,退火时间多在12~24h之间。
二、坯料退火坯料退火是指压力加工过程中第一次冷变形前的退火。
目的是为了使坯料得到平衡组织和具有最大的塑性变形能力。
例如,铝合金热轧板坯的轧制终了温度为280~330℃,在室温快速冷却后,加工硬化现象不能完全消除。
特别是热处理强化的铝合金,在快冷后,再结晶过程未能结束,过饱和固溶体也未及彻底分解,仍保留一部分加工硬化和淬火效应。
不经退火直接进行冷轧是有困难的,因此需进行坯料退火。
对于非热处理强化的铝合金,如LF3,退火温度为370~470℃,保温1.5~2.5H后空冷,用于冷拉伸管加工的坯料、退火温度应适当高一些,可选上限温度。
对于可热处理强化的铝合金,如LY11及LY12,坯料退火温度为390~450℃,保温1~3H,随后在炉中以不大于30℃/h的速度冷却到270℃以下再出炉空冷。
三、中间退火中间退火是指冷变形工序之间的退火,其目的是为了消除加工硬化,以利于继续冷加工变形。
一般来说,经过坯料退火后的材料,在承受45~85%的冷变形后,如不进行中间退火而继续冷加工将会发生困难。
中间退火的工艺制度基本上与坯料退火相同。
根据对冷变形程度的要求,中间退火可分为完全退火(总变形量ε≈60~70%),简单退火(ε≤50%)和轻微退火(ε≈30~40%)三种。
热处理中的铝合金热处理技术
热处理中的铝合金热处理技术铝合金是一种广泛应用的轻质高强度材料，其优良的性能使得它被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。
在生产过程中，对铝合金进行热处理是常用的工艺，通过热处理可以改变其组织结构和机械性能，进而满足不同需求。
本文将介绍铝合金的热处理技术。
1. 铝合金热处理的概念和作用热处理是指将材料加热到一定温度，保温一段时间，然后冷却到室温的一种材料改性工艺。
铝合金的热处理是指对铝及其合金材料进行的一系列加热、保温和冷却等工艺，通过控制工艺参数，改变其组织结构和性能。
铝合金热处理的主要作用有以下几个方面：1）改善铝合金的力学性能，可以提高抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标；2）改变材料的内应力状态，降低脆性和应力腐蚀敏感性；3）调整铝合金的组织结构和晶粒尺寸，改善其铸造、加工性能，使得材料更易于加工和成形。
2. 铝合金热处理的分类热处理工艺分为多种，不同的铝合金材料需要采用不同的热处理工艺，主要有以下几种：1）时效处理：主要用于4XXX系和6XXX系铝合金，将材料在较高的温度下保温一定时间，使材料的硬度和强度提高，并增加抗腐蚀性能；2）固溶处理：主要用于2XXX系和7XXX系铝合金，将材料加热到一定温度，然后快速冷却，使其大部分溶解，形成均匀的固溶组织，从而提高材料的强度和塑性；3）回火处理：主要用于7XXX系铝合金，将材料固溶后，进行一定时间的保温，再快速冷却，可以综合地提高材料的强度和韧性；4）再结晶退火：主要用于变形加工后的铝合金，通过加热处理，使铝合金恢复原有的晶粒结构，进而提高铝合金的延展性和塑性。
3. 铝合金热处理的工艺参数铝合金热处理的工艺参数包括加热温度、保温时间、冷却速率等，不同参数的选择会影响铝合金的性能。
常用的工艺参数如下：1）加热温度：加热温度是影响铝合金热处理的重要因素。
通常情况下，加热温度不宜过高，以避免铝合金的固溶温度过高，导致铝合金熔化或溶解度下降；2）保温时间：保温时间是指材料在加热后达到一定温度后，并保持在该温度下的时间。
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。
高强铝合金热处理技术的运用
高强铝合金热处理技术的运用摘要：高强铝合金具有密度小、比强度高、耐蚀性和成型性好、成本低等一系列优点，在航空、航天、船舶以及军事工业得到了广泛的应用。
其在重工业领域的作用越来越凸显出来，并受到社会的广泛关注。
但是从我国高强铝合金研究界来看，对热处理技术还没有一个准确的定位和标准，各个企业在高强铝合金的热处理技术也是根据自身的发展经验，致使生产出来的高强铝合金质量良莠不齐，从而不能够把高强铝合金的功能彻底的发挥出来。
本文将对高强铝合金热处理技术进行分析与研究，将深冷处理和均匀化处理运用到高强铝合金的热处理技术中，从而提高高强铝合金的性能，以便更好的服务于航空、航天、军事等重工业领域。
关键词：高强铝合金；热处理；技术；运用引言随着我国社会经济的快速发展以及国际形势的不断变化，人们越来越重视航空航天技术的发展，以增强我国的国防能力和综合国力。
高强铝合金作为航空航天以及军事工业的重要材料，得到了广泛的运用，并具有不可替代的地位。
但是与国外相比，我国对高强铝合金的热处理技术研究还存在着一定的差距，不能够很好的开发高强铝合金的利用潜能。
将深冷处理和均匀化处理运用到热处理技术中，将能够生产处性价比比较高的高强铝合金，从而为我国的重工业发展提供良好的物质基础。
1均匀化处理由于高强铝合金具有非常高的合金化元素总量，因此，在铸造铝合金的过程中，均匀化是对其进行初步处理的必经工序。
在对合金凝固的过程中，通常会出现枝晶偏析，而对其进行均匀化处理能够降低或者消除枝晶组织及化学成分不均匀性，同时减少或者消除在对快速冷却铸锭的过程中所导致的内应力，使其热塑性得到有效改善。
对高强铝合金进行均匀化处理可以保证在铸造铝合金的过程中出现的非平衡进行二次溶解，降低二次溶解时的体积分数，是合金塑性得到有效改善，提高在基体中高强铝合金的固溶度，同时使其固溶强度得到提高。
均匀化高强度铝合金的时间越长，热处理的过程也就会越彻底。
但是，由于高强度铝合金具有非常高的合金元素含量，所以，对高强度铝合金进行均匀化通常会很困难。
al-zn-mg-cu系超高强铝合金热处理工艺的研究
Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金热处理工艺的研究在Al-Zn-Mg-Cu系合金中起主要作用的元素是Zn和Mg,若加入Cu 能提高合金的塑性、抗应力腐蚀性能及重复载荷下的持久强度。
加入微量的Zr可提高合金再结晶温度,降低淬火敏感性,该元素有一定的细化晶粒作用,但同时会影响AI-Ti-B的细化效果(即“中毒”)。
因此,在合金成份方面,针对其主要元素Zn、Mg、Cu在合金中的作用及对铸造成型性的影响,合理增减这些元素的含量,尽量降低Fe、Si杂质含量,且将Fe/si控制在一定范围内,使其最大限度满足工艺生产和提高产品综合性能.在对每种合金的化学成分进行优化配比的前提下,进行熔炼(即合金化),熔体净化及晶粒细化处理,并用铁模铸成Φ45x120mm的铸棒,经均匀化处理后,车去表面氧化皮,挤压成Φ10mm和Φ14mm的小棒材,作为热处理试验材料。
在整个工艺流程中要做到“三纯”:一是Fe、Si等杂质含量低;二是氧化物等氧化夹杂低;三是含氢夹杂低。
具体的工艺流程如图2一1所示:铸造用铸模及铸锭加工示意图见图2一2:制备试验材料的主要工艺参数如下:1.合金化学成分优化:针对合金中主要合金元素和Fe、si杂质对铸造成型性及材料综合性能的影响,适当增减Zn、Mg、uc元素的含量及其之间的比例,尽量降低Fe、Si杂质含量,严格控制Fe、Si比。
尽量避免产生会严重影响合金的断裂韧性的(Fe,Cr)Si、(Fe,Mn,Cu)、Cu2Fe,Mg2Si 等杂质相粗大粒子。
2.AI-5Ti-1B晶粒细化剂用量2Kg/t。
3.熔体挣化采用N2精炼,使其达到低的含氢量,避免氢致断裂。
4.均热采用复合均匀化处理:℃/46h+℃/2h,然后出炉空冷。
5.挤压时,金属温度为400~440℃,加热时间为80min;挤压筒、模具、垫子的温度为440~480℃,加热时间为12h。
试样加工，常规力学性能侧试试样均按国际GB/16865一1997规定制作,其加工模型及尺寸如图2-3和表2-2所示;“V”形环断裂韧性试样加工模型及尺寸如图2-4和表2-3所示,开角应保证在60±02°精度内;电导率试样和高倍试样切取长度为25m。
探讨高强铝合金热处理技术
强铝 合金 作为航空 航天以 及军事 工业的重要材料 ， 得到了广泛 的运用 ，
并 具有 不可替 代的地 位。 但 是与国外相比 ， 我国对高强铝 合金的热 处理 技 术研 究 还存 在着 一定的 差距 ， 不能 够 很好 的开发高 强铝 合金的利 用 潜 能。 将深 冷处 理和均 匀化处理运 用到热处 理技术 中， 将 能够生 产处 性 价 比 比较 高的 高强铝 合金 ， 从 而为 我 国的重工业发 展提 供 良好 的物质
理 技 术能 够降 低非 平衡 第二 相的体 积分 数 ， 改善合 金的 塑性以 及高强 铝 合金在 基体 中的固溶度 ， 以达 到提 高合金 固溶 强度的 目的。 在 对高强 铝 合金 进行均匀化 处理时 使用的时 间越 长。 处理过 程就会越 彻底 ， 生产 出来的铝 合金 强度也 就会越 高。 但是， 由于 高强铝合 金含有很高 的合金 元素， 这 就 导致 均匀 化处 理一 般 都很 难 实现 。 从 当前合 金均 匀处理 技 术 的发 展 来看 ， 有几种 比较 好的 均匀化 制度 广泛 的运用 到均 匀化处 理 技术 中。 一是两 级均匀化 效果要高于单 极均匀化 的效果 ； 二是短 时 间的 保温能 够弥 散析 出粒子 ， 使 亚 晶粒子得 到细化 ， 从而提 高高强铝 合金 的 性能， 三是 使用高温进 行均匀化能 够加快 合金溶解的 速度， 为后续 的技 术处理 提供了较高 的过饱和 度。 实践 表明 ， 经过均 匀化 处理的 高强铝合 金， 枝 晶间偏 析 的先现 象大大 减少 ， 并 呈现断 续分布的 状态 ； 均 匀化在 完 成保温 后迅速 的冷去 能够得 到高的析 出相密 度。 二． 目 溶 处理 技术
高强铝合金的微合金化及热处理工艺研究
高强铝合金的微合金化及热处理工艺研究
高强铝合金由于其优异的力学性能，被广泛应用于汽车、航空航天等领域。
本论文围
绕高强铝合金的微合金化及热处理工艺展开研究。
首先，本文介绍了高强铝合金的微合金化原理。
通过添加微量的合金元素，如Mn、Zr 等，可以改善铝合金的力学性能。
其中，Mn可以提高铝合金的屈服强度和塑性韧性，而Zr 可以增加晶粒细化效果。
合适的微量添加量可以达到最佳的微合金化效果。
其次，本文探讨了高强铝合金的热处理工艺。
热处理工艺是改善铝合金力学性能的重
要手段。
通过淬火、固溶和时效等步骤，可以提高铝合金的强度和抗疲劳性能。
其中，固
溶温度和时效时间是影响热处理效果的重要参数。
适当的固溶温度和时效时间可以使高强
铝合金的力学性能达到最佳状态。
最后，本文阐述了高强铝合金的应用前景。
随着社会对轻量化和高强度材料的要求越
来越高，高强铝合金在汽车、航空航天等领域中的应用前景广阔。
同时，对高强铝合金的
微合金化和热处理技术的不断研究和提高也将进一步推动其在各个领域中的应用。
综上所述，高强铝合金的微合金化和热处理工艺是影响其力学性能的重要因素。
通过
适当的微量添加元素和热处理工艺，可以使高强铝合金的强度和耐疲劳性能达到最佳状态，从而更好地满足社会对高性能材料的需求，并推动其在各个领域中的应用。
探析高强度铝合金铸造及热处理技术
探析高强度铝合金铸造及热处理技术摘要：注重高强度铝合金铸造及热处理工艺分析，扩大这些工艺在高强度铝合金生产制造过程中的实际应用范围，有利于提高铝合金质量，确保高强度铝合金的性能可靠性，最大限度地满足实际生产活动开展需求。
因此，需要提高对高强度铝合金铸造及热处理工艺的正确认识，确保其实践应用中能够达到预期效果。
本文主要探究了高强度铝合金铸造及热处理的难点以及技术要点。
关键词：高强度；铝合金；铸造；热处理引言随着我国经济快速发展，国家对于工业生产的重视程度也不断加大，工业生产过程中的某些重要材料更是被广泛关注。
在有色金属技术快速发展的过程中，铝合金凭借其多方面的优点从众多的金属材料中脱颖而出，主要表现在铝合金密度低而强度高、导电性能好以及抗腐蚀性强等优势被广泛的应用到我国诸多重要领域。
在高强度铝合金的生产应用过程中，热处理工艺很大程度上影响到了铝合金的综合性能，因而对铝合金热处理的探究十分必要。
一、高强度铝合金铸造及热处理的概述顾名思义，高强度铝合金铸造是一种通过高温高压的方式来压铸铝合金材料的过程，这是一种节约能源和改善环境的材料铸造方式。
强度压铸的铝合金的使用量仅次于钢，普通的重力铸造等合金的铸造成型方式铸成的材料的经常会出现缩孔疏松、晶粒过大等不足，但高强度压铸铝合金结合了铸造和锻造特点的液态成形技术，不仅能够减少缩孔疏松现象，还能够细化晶粒，铸造出的铸件有比较优良的力学性能。
与此同时，高强度的铸造方式能提高流动性小的材料的充型能力，能够将材料制造成形状比较复杂的铸件，而且高强度铸造过程中材料的利用率比较高，铸造出的零件表面比较理想，不需要再次加工。
二、高强度铝合金铸造及热处理的难点1、压铸工艺的难点①在对高强度铝合金进行铸造工作时，铸件的几何尺寸越大，合金充塑的时间越长，直接给铝合金的浇铸成型增加难度，影响压铸件的生产效率及其本身的性能。
②高强度铝合金在铸造中由于壁厚较大，容易出现局部不均匀的现象，从而影响到铸件的凝固效果。
关于高强铝合金的热处理技术的研究分析
随着环保意识的提高，研究高效、环保的铝合金热处理技术成为重要趋势， 例如采用高频电磁感应加热、激光加热等新型加热方式，替代传统燃油炉或 燃气炉加热，实现节能减排。
高性能铝合金材料的研发
研发高性能铝合金材料，提高铝合金的力学性能、耐腐蚀性能和高温性能等 ，以满足现代化工业和航空航天等领域对材料性能的更高要求。
高强铝合金的应用范围
航空航天领域
01
用于制造飞机、卫星等结构部件，要求材料具有轻质、高强度
、高韧性等特点。
汽车制造领域
02
用于制造车身、车架等结构部件，要求材料具有轻质、高强度
、耐腐蚀等特点。
轨道交通领域
03
用于制造车体、车轮等结构部件，要求材料具有轻质、高强度
、耐腐蚀等特点。
03
高强铝合金热处理技术
热处理与其他加工工艺的结合
热处理与挤压成形工 艺结合
通过挤压成形工艺与热处理的结 合，制备高性能铝合金制品。
热处理与锻造工艺结 合
通过锻造工艺与热处理的结合， 制备高强度铝合金制品。
热处理与焊接工艺结 合
通过焊接工艺与热处理的结合， 提高铝合金焊接接头的性能。
05
高强铝合金热处理技术的发展趋势
高强铝合金热处理技术的研究热点
应开展更为深入的理论研究，探索新型热处理工 艺对铝合金微观组织、晶体结构、残余应力等方 面的变化规律，为优化热处理工艺参数和提升铝 合金性能提供理论支撑。
高强铝合金热处理技术在实际应用中可能涉及多 方面的技术问题。如设备投资、生产成本、产业 标准等。需要结合产业界和政府部门的力量。加 强产学研合作
THANKS
对未来研究的建议与展望
需要进一步研究新型热处理工艺对高强铝合金在 各种复杂环境下的服役性能的影响，如高温、低 温、腐蚀等环境因素，为实际应用提供更为全面 的性能数据支持。
高强度铝合金铸造及热处理工艺
高强度铝合金铸造及热处理工艺摘要：在新的时代背景下能源节约与环境污染问题逐渐的成为了多数人所关注的对象，如何有效的节约能源，抑制环境污染问题也随之成为了亟待完成的任务。
在这样的情况下，高强度铝合金铸造和热处理工艺技术的应用十分符合当今时代背景下的环保理念，有利于新时期下的生产任务的完成。
基于此，本文将对高强度铝合金铸造及热处理工艺展开研究。
关键词：高强度；铝合金；铸造；热处理工艺前言：对高强度铝合金铸造和热处理工艺技术的有效应用，一方面可以让高强度铝合金铸造的质量得到切实的保障，有效的提高生产的品质，得到更多的人的认可，创造出更多的经济效益。
另一方面则能够有效的扩大新型铸造技术的应用范围，在更广范围上实现节能减排，同时达到生产要求。
由此可见，对高强度铝合金铸造及热处理工艺进行探究是十分必要的，具体策略综述如下。
1高强度铝合金铸造的发展现状在以往的高强度铝合金铸造中所采取的生产方法相对传统，操作人员会先将准备好的铝合金材料熔化，而后进行精炼处理、真空熔炼处理等，最终经过锻造等方式让铝合金成形。
这种方法能够满足高强度铝合金铸造的基础要求，但却也存在着诸多的不足，其中以因固溶度较低而导致的铝合金性能无法有效提高最为严重，为高强度铝合金的铸造带来了较大的难度。
对此，在新的时代背景下我国致力于对高强度铝合金铸造问题的攻克，通过深度研究最终获得了一定的成果，能够通过快速凝固等先进的冶炼技术解决一起上问题，但由于操作流程较为繁琐，且难度较大，一直未能被大范围的推广使用。
随着新型的喷射成型技术的诞生，我国也加强了在这一方面的研究，经过不断的尝试深入探索，实现考虑对挤压比等一系列参数的有效优化，并将以往较为繁琐和存在着诸多弊端的高强度铝合金铸造流程化繁为简，极大的提升了高强度铝合金铸造的效率性和品质，使其成为了高强度铝合金铸造的重要热处理工艺技术。
2高强度铝合金铸造及热处理工艺优化措施2.1均匀化均匀化处理是热处理的一部分，在高强度铝合金铸造中占据着十分重要的地位，直接的关系着锭坯的冶金品质、挤压性能等，因此在新时期得到了较高的关注，被赋予了更好的生产铸造要求。
铝及铝合金热处理工艺
1. 铝及铝合金热处理工艺1.1 铝及铝合金热处理的作用将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。
1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理1.2.1 铝及铝合金热处理的分类（见图1）图1 铝及铝合金热处理分类1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理(1) 退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。
通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。
①铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使材料表面处理质量提高。
②中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性，消除材料内部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。
③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。
(2)固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。
但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。
①在线淬火：对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。
②离线淬火：对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。
(3)时效：经固溶淬火后的材料，在室温或较高温度下保持一段时间，不稳定的过饱和固溶体会进行分解，第二相粒子会从过饱和固溶体中析出（或沉淀），分布在α（AL）铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出（沉淀）强化。
高强铝合金的热处理技术
经双级时效处理 ,合金中的主要强化相是较 细的η′相 。合金晶界上分布着断续的粗大η沉淀 相 η, 相是平衡相 ,与基体不共格 ,产生的基体点 阵畸变程度较弱 ,因此对自由电子散射作用减弱 , 位错滑移机制也从切过转变为绕过 ,所以处理后
双级时效是指在不同温度进行两次时效 ,如 图 6 所示 。
第一级时效为低温预时效 (预时效) 是成核处 理阶段 ,形成高密度的 GP 区 。GP 区通常是均匀 生核 ,当其达到一定尺寸 ,就可以成为随后时效沉
淀相的核心 ,从而大大提高组织的均匀性 。预时 效温度应低于 GP 区的溶解温度 。那些能在高温 时效温度下稳定存在的 GP 区优先成核转化为η′ 相。
解 ,为后续时效提供了较高的过饱和度 。 均匀化处理后的合金组织中 ,枝晶间偏析明显
减少 ,大部分呈断续分布 ;枝晶内部析出相密集 。均 匀化保温完成后快速冷却 ,获得的析出相密度较 高。慢速冷却条件下 ,由于铸锭在高温停留时间长 ,枝晶内部析出物难以形核 ,数量减少[1] 。
2 固溶处理
211 强化固溶 固溶处理是获得过饱和固溶体的方法 。它是
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9 8
上 海 有 色 金 属
第 26 卷
(a)
( b)
图 1 一般固溶和强化固溶的金相组织
一种铝合金材料的快速热处理工艺
一种铝合金材料的快速热处理工艺
一种常见的铝合金材料的快速热处理工艺是快速淬火。
快速淬火是通过将铝合金材料迅速冷却来改变其晶体结构和性能。
该工艺可用于改善材料的强度、硬度和耐磨性。
具体的工艺步骤如下：
1. 准备材料：选择适合快速淬火的铝合金材料，通常是含有较高硅含量的铝合金。
2. 加热：将材料加热至高温，通常在500°C到550°C之间。
加热时间取决于材料的厚度和形状。
3. 快速冷却：迅速将加热的材料浸入冷却介质中，如水或油中。
快速冷却可以通过浸入、喷淋或喷射冷却介质来实现。
4. 固定：在冷却过程中，材料的晶体结构会发生变化，快速冷却会固定这种结构。
固定过程中，材料的强度和硬度会增加。
5. 热处理：在完成快速淬火后，材料可能会产生一些不稳定的晶体结构。
为了进一步稳定材料的性能，可以进行进一步的热处理，如时效处理。
快速淬火工艺可用于制备高强度、高硬度和高耐磨性的铝合金材料。
然而，该工艺也可能导致材料的脆化和变形，因此需要谨慎控制加
热和冷却参数，以确保获得所需的材料性能。
高强度铝合金铸造与热处理技术研究
高强度铝合金铸造与热处理技术研究摘要与普通的铝合金进行对比，高强度铸造的铝合金具有非常高的强度以及防腐性能，在机械、汽车、航空、航天等领域中进行了非常广泛的应用。
现阶段，对高强度的铝合金的需求越来越高，对铝合金压铸工艺也提出了新的要求，需要对其进行大规模高效的生产，因此，探索铝合金高强度铸造和热处理工艺的优化途径成为了比较重要的工作。
关键词高强度；铝合金铸造；热处理技术；研究Research on casting and Heat treatment technology of High strength Aluminum alloyWang JinhuiTianjin New Wei San Industry Co., LTD., Tianjin 301701, ChinaCompared with ordinary aluminum alloy, high-strength cast aluminum alloy has very high strength and corrosion resistance, which is widely used in machinery, automobile, aviation, aerospace and other fields.At present, the demand for high-strength aluminum alloy is higher and higher, and new requirements for aluminum alloy die casting processare put forward, which requires large-scale and efficient production. Therefore, it is more important to explore the optimization way ofhigh-strength aluminum alloy casting and heat treatment process.Key words high strength; Aluminum alloy casting; Heat treatment technology; research引言铝合金具有轻质、耐腐蚀、导热等性能好、可塑性的优势，因此广泛应用于机械零件的生产。
铝合金热处理工艺
铝合金热处理工艺铝合金热处理原理铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定的速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。
3.1.1铝合金热处理特点众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。
然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。
但这种淬火后的合金，放置一段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。
淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。
时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。
3.1.2铝合金时效强化原理铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。
目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。
这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。
由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。
淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。
淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。
沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。
沉淀硬化所要求的溶解度－温度关系，可用铝铜系的Al－4Cu合金说明合金时效的组成和结构的变化。
图3－1铝铜系富铝部分的二元相图，在548℃进行共晶转变L→α＋θ（Al2Cu）。
浅谈超高强铝合金热处理工艺及应用
浅谈超高强铝合金热处理工艺及应用发布时间：2022-10-20T09:58:14.659Z 来源：《中国科技信息》2022年第12期作者：焦宇郭晓琳[导读] 高强度铝合金具有密度小、强度高、加工性能好及焊接性能优良等特点。
焦宇郭晓琳中航西安飞机工业集团股份有限公司,陕西西安 710089摘要：高强度铝合金具有密度小、强度高、加工性能好及焊接性能优良等特点。
被广泛地应用于航空工业及民用工业等领域，尤其在航空工业中占有十分重要的地位，是航空工业的主要结构材料之一。
近几十年来，国内外学者对高强度铝合金的热处理工艺及其性能等进行了大量的研究，取得了重要进展，并极大地促进了该类材料在工业生产中的广泛应用。
关键词：超高强铝合金；热处理；应用要点；工艺水平1超高强铝合金材料的国内发展现状超高强铝合金的硬度比较高、强度比较大，是一种应用范围比较广泛的铝合金材料。
超高强铝合金的制作成本相对较低，在民用领域以及军事领域中的应用都比较广泛。
我国关于超高强铝合金的研发时间起步相对较晚，随着我国社会经济的快速发展，科技水平在不断加强，目前超高强铝合金在我国的制备方法也越来越多。
对不同的铝合金制备方法进行应用，能够获取性能不同的铝合金结构材料。
开发出的低频电子半连续铸造技术，不仅能够有效提高超高强铝合金的晶粒细化效果，而且能够对铝合金表面质量进行有效改进。
此外，超高强铝合金材料制备过程中可以在极大程度上提高溶质元素的固溶度，并进一步推动超高强铝合金制备方法的创新发展。
在对超高强铝合金进行热处理时，需要研究和分析热处理工艺的具体情况，才能保证超高强铝合金的性能以及质量达到应用要求。
文章探讨了超高强铝合金热处理工艺的各个环节，有助于技术人员掌握铝合金的操作要点，推动超高强铝合金材料进一步发展。
2超高强铝合金制备与性能测试 7000系(A1-Zn-Mg系)铝合金也被称为超硬铝，属于高强度铝合金，在刚淬火和退火状态下塑性尚好，可热处理强化，通常在淬火人工时效下应用，这是可得到较一般硬铝高的强度，但是塑性较低，合金的点焊接性能良好，气焊不良，退火后可切削性不佳，如7050。
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[ 2]
高温预析出对金相组织的影响如图 3 所示。
图2
高温预析出示意图
( a)
( b)
( c)
( d)
图 3 Al Zn -Mg - Cu 铝合金固溶 ( 预析出) 金相组织
( a) 、 ( c) 485 3h 固溶处理 ; ( b) 、 ( d) 485 3h+ 465 5h 固溶处理
由图 3 可以看出, 合金经过 485 固溶后 , 晶 内和晶界都很干净 ; 而 合金再经 465 预析出处 理后 , 析出相不连续地分布于晶界 , 晶内比较干 [ 4] 净 。 同时 , 陈康华等研究后也认为 , 在近固溶度条 件下 , 预析出不仅可以形成不连续晶界析出相 , 还 可增加随后时效状态下晶界析出相颗粒的尺寸和 间距 , 在保持合金强度的同时 , 提高合金的应力腐 [ 5] 蚀抗力 。这是因为经充分固溶的高强铝合金, 在固溶限温度附近保温 , 在晶界上优先形成析出
工时效制度 , 经过这种处理的合金横向的屈服强 度不 大 于 292MPa。 第 一 级 人 工 时 效 制 度 为: 165 ~ 130 / 15min~ 24h; 第二级人工时效制度 为 130 ~ 90 1h~ 72h。 图 6 ( a ) 是一种低 温两级分级时效 制度, T 1 和 T2 均低于 T c , 经 T1 成核处理后 , 可获得比只在 T2 进行单级时效更弥散的组织 , 相应综合性能较 高。图 6 ( b ) 是高温分级时效 , T2 大于 Tc , 常用于 改善合金的性能 , 包括提高应力腐蚀抗力。因为 最终时效温度超过 T c , 合金已进入过 时效阶段, 故强度比低温分级时效或单级时效略低, 但 K Ic 和 KIscc 值较高。 3 3 多级时效处理 多级时效处理制度如图 7 所示。
3
时效处理
时效处理可以分为单级时效和分级时效。 3 1 单级时效 以临界值 T c ( GP 区的 溶解温度 ) 为分界点, 单级时效可以分为两种形式 , 如图 5 所示。而以 时效后的组织 , 时效又可分不完全时效 ( 欠时效) 、 完全时效 ( 峰值时效 ) 和过时效。欠时效的时效温 度较低, 或时效时间较短 , 以保留较高的塑性。过 时效处理则相反, 但其合金的综合性能较好。
收稿日期 : 2004 -09 -02 作者简介 : 尚 勇 ( 1978~ ) , 男 , 陕西西安人 , 硕士研究生 , 主要从事材料加工工程。
98
上
海
有
色
金
属
第 26 卷
( a)
( b)
图1
一般固溶和强化固溶的金相组织
( a) 一般固溶 ; ( b) 强化固溶
迹象 , 从而提高合金的固溶程度 。 强化固溶与一般固溶相比 , 在不提高合金化 元素总含量的前提下提高了固溶体的过饱和度, 同时减少了粗大未溶结晶相, 对于提高时效析出 程度和改善抗断裂性能具有积极意义 , 是提高高 [ 3] 强铝合金综合性能的一个有效途径 。 2 2 高温预析出处理 高温预析出是指先在高温充分固溶, 后在略 低于固溶温度下保温 , 即两步固溶处理 , 来改善晶 界和晶内的析出状态 , 使材料具有良好的综合力 学性能, 尤其是抗应力腐蚀性能得到改善。处理 制度如图 2 所示。
第2 期
尚
勇等 : 高强铝合金的热处理技术
99
次淬火。这种固溶温度处理下短时保温不会引起 固溶体晶粒长大 , 和金属间化合物的聚集。第一 次淬火能大大提高空位浓度, 从而保证了第二次 淬火时强化相的活性补溶。
接影响。重复淬火在 保持首次淬火 温度的条件 下, 若保温时间与首次保温时间相同, 则材料性能 会有较大幅度的改善。若保温时间缩短 , 则材料 性能变坏。同时, 研究证明重复淬火的时效温度 提高和时间延长, 会对材料性能产生有利影响。
淀相的核心, 从而大大提高组织的均匀性。预时 效温度应低于 GP 区的溶解温度。那些能在高温 时效温度下稳定存在的 GP 区优先成核转化为 相。 第二级是高温时效, 为稳定化阶段 , 在晶内主 要形成均匀分布的盘状相 , 在亚晶界上形成尺寸 较大的 相 , 在大角度晶界上形成粗大稳定的 相。随着时效时间的延长 , 晶内 相粗化, 晶界 相稳定并长大 , 亚晶界上 P F Z 明显增宽。 经双级时效处理 , 合金中的主要强化相是较 细的 相。合金晶界上分布着断续的粗大 沉淀 相, 相是平衡相, 与基体不共 格, 产生的基体点 阵畸变程度较弱, 因此对自由电子散射作用减弱, 位错滑移机制也从切过转变为绕过 , 所以处理后
第 26卷
第2 期
上海有色金属
SHANGHAI NONFERROUS METALS
Vol 26
No 2
2 005 年 6月
Jun. 2 0 0 5
文章编号 : 1005- 2046 ( 2005) 02- 0097- 06
高强铝合金的热处理技术
尚 勇, 张立武
( 航天科技集团第四研究院 43 所 , 陕西西安 710025) 摘 要 : 介绍了高强铝合金热处理的研究现状 , 将均匀化处理、 深冷处理归入铝合金热处理范 畴, 对升温固溶、 高温预析出、 双重淬 火、 回归热 处理 ( RRA ) 和过时效 - 重固 溶 - 再时效处理 ( ORR ) 等热处理制度进行了归纳总结。 关键词: 高强铝合金 ; 热处理; 固溶 ; 时效 中图分类号 : TG166 3 文献标识码: A 解, 为后续时效提供了较高的过饱和度。 均匀化处理后的合金组织中, 枝晶间偏析明显 减少, 大部分呈断续分布; 枝晶内部析出相密集。 均 匀化保温完成后快速冷却 , 获得的析出相密度较 高。慢速冷却条件下, 由于铸锭在高温停留时间长 [ 1] , 枝晶内部析出物难以形核 , 数量减少 。
图 4 双重淬火示意图 2 4 重复淬火 有研究认为重复淬火对铝合金材料性能有直
图 5 单级时效制度示意图
( a) T A > T c 的单级时效 ; ( b) TA < T c 的单级时效
对于高强铝合金来说 , 在单纯追求高强度时 开发出了单级时效制度为 T b 的峰值时效。峰值 时效后, 晶内析出相为共格的 GP 区和半共格的 相, 而晶界上则是连续分布的 平衡相。但是 由于晶内 GP 区和 相的共格性导致基体发生严 重畸变 , 从而增强对电子的散射作用和位错的滑 移阻力 , 因此峰值时效状态合金的电导率低而强 度较高。 3 2 双级时效处理 双级时效是指在不同温度进行两次时效, 如 图 6 所示。 第一级时效为低温预时效 ( 预时效 ) 是成核处 理阶段 , 形成高密度的 GP 区。GP 区通常是均匀 生核 , 当其达到一定尺寸 , 就可以成为随后时效沉
高强铝合金作为一种高性能材料 , 无论是军 工还是民用, 应用都极为广泛。我国的高强铝合 金研究与国外相比, 不论是基础理论、 工艺技术, 还是技术装备水平及其完善程度差距都很大。本 文从热处理角度出发 , 讨论到目前为止高强铝合 金有关热处理技术的研究。
1
均匀化处理
2
2 1
固溶处理
强化固溶
超高强铝合金的合金化元素总量较高, 所以 均匀化是合金完成铸造进行初步处理的一个必不 可少的工艺过程。 由于合金凝固时存在枝晶偏析 , 通过均匀化 处理可以消除或降低晶内化学成分和组织的不均 匀性, 消除或减少在铸锭快速冷却时所产生的内 应力 , 改善铸锭的热塑性。均匀化处理能促使铸 造过程中形成的非平衡第二相溶解, 减少第二相 的体积分数, 改善合金的塑性 , 并提高合金元素在 基体中的固溶度 , 从而提高合金的固溶强度。均 匀化时间越长, 过程越彻底, 时效后合金的强度越 高。然而 , 高强铝合金由于合金元素含量高, 因此 均匀化比较困难。从改善合金性能的角度出发, 目前有几种均匀化制度。研究发现, 两级均匀化 优于单级均匀化; 短时保温能够促进粒子的弥散 析出 , 细化亚晶粒 , 有利于提高合金的综合性能。 高温均匀化比低温均匀化更能促进合金元素的溶
固溶处理是获得过饱和固溶体的方法。它是 将第二相能在基体中随温度降低而减小的合金加 热至第二相能全部或最大限度地溶入固溶体的温 度, 保温一段时间, 以快于第二相自固溶体中析出 的速度冷却, 从而获得过饱和的溶质原子和空位。 目前固溶处理有一般固溶和强化固溶两种处 理方法。常规固溶处理方法是在某一温度下保温 一定时间; 强化固溶处理方法是先在某一温度下 保温一定时间, 然后以一定的升温速度升温至更 高的温度 , 保温后在室温下冷却。如果随后的时 效制度一样, 则可以看到强化固溶的优点。如图 [ 2] 1 所示 。 文献对强化固溶进行了研究 , 通过逐步提高 固溶温度 , 直至超过多相共晶温度 , 和延长固溶时 间等强化固溶手段 , 有效地减少了均匀化后未溶 解的粗大第二相, 同时没有形成过渡相和过烧的
图 7 多级时效处理示意图
( a) 低温成核处理 ; ( b) 高温成核处理
图 7( a) 为一种多级时效, 其中包括两次成核 处理 , 一次是在淬火后的停放时间进行的, 另一次 是在 T 1 进行, 最终时效根据性能要求可在 Tc 温 度以上或以下进行。经三级时效处理后 , 可获得
极细小的显微组织。 图 7 ( b) 为高温成核处理的多级时效。高温 成核处理可以消除原室温停放的有害影响。RRA 处理实质上也是一种三级时效 , 通常被称作回归
相, 在随后的时效过程中 , 新相若能在原有析出的 基础上形核长大, 则可以改变晶界析出相的状态, 使其更加粗大、 离散 , 从而有利于提高合金的抗应 力腐蚀性能。 2 3 双重淬火处理 双重淬火制度如图 4 所示。有研究表明, 对 B95 合金采用预先双重淬火 , 既可以达到单级时 效以后的强 度值, 又可获得双级时 效后强度、 塑 性、 抗腐蚀性的最佳结合。即在 470 保温 10min 进行第一次淬火 , 再在 470 保温 10min 进行第二
100
上海有色金 Nhomakorabea属