铝合金热处理原理及技术探析

铝合金热处理原理及技术探析
摘要：在现代化发展的今天，世界正处于飞速发展的状态，以和平和发展为主
题正推动着世界经济的快速增长。

在这样的背景之下，我国也开展了多方面的发
展措施，各行各业都得到了快速发展的契机。

工业作为支撑国家经济发展的重要
行业，一直以来都被国家所重视，工业材料的广泛应用更是关乎到了人民生活的
方方面面。

本文中所要介绍的是铝合金这一工业材料，铝合金的应用当前已经极
为广泛，我国航空航天、建筑等多个领域都广泛的使用铝合金材料，铝合金材料
在这些领域占据着不可替代的地位。

而铝合金在使用的过程中其综合性能在一定
程度上受到了热处理工艺的影响，热处理能够改善铝合金的性能，对于铝合金的
应用有着极为重要的影响。

本文中就铝合金热处理工艺的原理及相关技术进行简
要的分析，介绍了铝合金的退火及淬火时效的关键性技术，并探析了某些铝合金
原件经热处理后变形过大的问题，提出了相应的解决措施。

关键词：铝合金；热处理工艺；原理及技术探析
1引言
随着当前我国发展逐步加快，国家对于工业生产的重视程度也在不断加大，
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之中脱颖而出，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诸多方面，铝合金凭借这
些方面的优势被广泛的应用到了我国诸多重要领域，军事、造船、医疗等方面都
广泛的使用到了铝合金材料，铝合金材料在这些领域的广泛使用也进一步提高了
铝合金在我国工业生产中的重要地位。

在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，因而对于铝合金热处理的探究十分有必要，这决定着我国诸多行业对于铝合金的应用能否进一步推广。

以下结合铝合金
热处理的具体实践经验进行简要的探讨，为铝合金热处理在日后使用过程中提供
一定的参考。

2铝合金热处理的原理简要叙述
“热处理”一词简单的来说就是指用于改变金属产品的机械性能、冶金机构或
是残余应力状态的任何加热或是冷却的操作，这是广义上来对热处理进行定义，
其包含的方面也是比较广的。

针对铝合金的热处理则是指对铝合金进行加热处理，但需要对加热的速度进行控制，一直加热到适宜温度时将铝合金在该温度下进行
一段时间的保温操作，最后在以一定的速度进行铝合金的冷却操作，整个铝合金
热处理工艺便完成了。

这个过程能够改变铝合金的内部组织结构，由此来对其内
部的性能质量进行改善。

铝合金热处理整个过程都是人为的进行控制的，不论是
加热还是冷却过程都是由人为进行温度的控制，特定温度下再由人为的进行加热
或冷却的停止，最终铝合金热处理的目的是为了对铝合金构件的机械性能进行有
效的提升，由此可以提高铝合金构件的强度以及其他方面的一些性能，除此之外，热处理的目的还在于保证铝合金铸件的尺寸或是组织的稳定性，需要尽可能地消
除由于高温所引起的铝合金铸件体积胀大的现象。

以上便是对于铝合金热处理的
原理及其目的的简要分析。

3铝合金的热处理技术研究分析
3.1铝合金热处理过程中所要使用的设备以及基本的热处理工艺分析
铝合金的热处理工艺在工业生产过程中广泛使用，热处理工艺本身是一项比
较细致精密的工艺，在实际进行操作的过程中必须要严格保证热处理工艺的精细，
这就需要对热处理工艺的加热条件以及控制仪表炉进行合理的使用。

当前我国工
业生产过程中主要使用到的热处理工艺设备包括周期式均热炉、冷却室、装卸料
台等，这些设备都是用来挤压铝锭的均热生产线所要使用到的设备，这些设备在
使用过程中都有着严格的使用要求，必须要有专业的人员进行设备的使用操作，
保证热处理工艺的顺利进行，避免出现仪器设备使用上的错误。

铝合金热处理工
艺则是主要通过退火或是淬火时效来实现的，退火操作主要是用来保证铝合金的
塑性以及组织稳定性，相当于对铝合金进行了软化处理，相反淬火操作则是对铝
合金材料进行了硬化处理，进一步的对铝合金材料进行了强化，改变了铝合金的
综合性能。

3.2铝合金热处理工艺的具体分析
铝合金材料热处理工艺主要包含退火和淬火两道工序，退火工序简单的说就
是将工件先进行加热，当加热到一定温度时在进行保温操作，最后再将铝合金工
件进行冷却处理，这便是退火的整个工作程序。

退火主要可以分为三种，分别是
去应力退火、再结晶退火和均匀化退火。

这三种退火方式在根本目的上存在着一
定的差异，首先是去应力退火，去应力退火主要目的便是减小或者消除金属构件
内部的应力，由于一些铸件、塑性变形工件等的内部往往会存在着一定的应力，
这些内应力会严重影响到工件机械性能的稳定，同时也会导致构件的抗腐蚀性减弱，因而需要进行去应力退火工作处理。

去应力退货工作能够极大程度的减少或
是消除晶体晶格中的缺陷，晶格的弹性畸变也能够有效的减少，最终能够很大程
度上保证铝合金构件的强度及硬度，有着诸多方面的好处。

第二是再结晶退火，
再结晶退火即是将首先将铝合金工件进行加热，当温度达到了铝合金构件的再结
晶温度时，这时就需要先保持一段时间在进行缓慢的冷却操作，这是为了将铝合
金构件颗粒细化，由此可以有效的消除内应力以及合金的硬度，这就在一定程度
上提高了铝合金构建的塑性变形能力。

在此过程中，需要保证能够获取细化的晶
粒组织，这就需要从再结晶退火过程中的加热温度、保温时间以及加热的速度三
方面入手进行控制。

做好这些方面的工作就能够很好的获取细化的晶体颗粒，达
到再结晶退火的根本目的。

最后一种退火工艺均匀化退火进行操作的过程中如果
冷却速度太快，就会导致结晶过程的进行处于不平衡状态，因而会对铝合金构件
造成一定的影响，最终所影响到的仍是金属构件的强度、抗蚀性等基本性能，而
均匀化退火工序即是为了防止此类现象的出现而进行的。

均匀化退火是将铝合金
加热到接近合金熔点的温度时，保持该温度一段时间后再进行冷却，冷却的过程
也是缓慢进行的，这个过程能够有效的保证铝合金的整体性能不受影响。

总的来说，以上三种铝合金热处理过程中退火操作基本一致，主要在于其操作目的的不同，因而需要根据具体的情况来决定选取哪一种操作过程。

淬火时效也是铝合金热处理的重要工序，铝合金热处理过程中淬火时效也被
称作是固溶化处理，具体的操作过程是将铝合金进行加热到高温状态，同时需要
在高温条件下保持足够长的时间，之后再将铝合金构件迅速的淬入到水或油之中，由此来使固溶体呈现过饱和状态。

淬火过程中铝合金构件的冷却速度很大，这就
很容易导致合金在非平衡状态下进行结晶容易出现非平衡性共晶体，因而淬火过
程中需要对淬火的温度进行控制，主要是控制温度在合金共晶的熔点之下，由此
便可以有效的防止共晶体的出现。

不仅如此，还可以在加热的过程中进行保温时
间的长短的控制，保温时间的控制所依据的是强化相溶入固溶体之中所需要的时间，经过多方面的实践探究得出，淬火时间的控制一般情况下呈现以下的规律，
如果铝合金中强化相溶入固溶体的速度越大，则保温的时间越短，反之则反。

结束语
本文中就铝合金热处理的原理及相关的技术进行了简要的研究分析，主要介绍了铝合金热处理过程中的退火和淬火时效两项工序，具体分析的过程中，了解了淬火和退火两项工序的主要目的，进而在实际的施工过程中合理有效的选用热处理方式。

参考文献：
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