均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响
退火处理对铝复合板力学性能的影响
退火处理对铝复合板力学性能的影响摘要：在本文中，评价了退火温度和时间对铝复合板力学性能和粘结强度的影响，试验结果表明在一个最佳的退火温度和时间在融覆层和基体金属之间获得一个合适的成形性和粘结强度。
在这个退火时间和温度下，各层的紧密接口处金属间化合物层被最小化。
1. 前沿铝覆钢板是优良的复合材料，它利用刚优良的强度、经济性和铝的耐久性相结合。
铝包的方法是覆铝最可取的方法之一，因为它提高了表面层的耐腐蚀和成型性，爆炸焊接和轧制方法是众所周知的铝覆钢板的制作工艺，爆炸焊接的高成本对这种制作工艺有很大的限制。
在轧制方法中，一层刚位于两层铝中间，然后迅速轧制粘合成为三层复合板。
因此各层金属之间创建了有效变形结合力，在众多参数中，金属表面的制作是控制键形成的最重要的因数之一。
因此，对每种金属的结合，一个最佳的表面制备方法已被发现。
钢和铝表面的除油和洗刷处理创建层之间的高粘结强度。
在轧制过程中存在加工硬化现象，因此复合板必须经过退火处理以获得良好的成形性。
退火过程应小心的控制，因为钢和铝的接口形成的脆性金属间化合物会降低金属的粘结强度。
一般而言，金属间化合物的厚度为3—5um时粘结强度不会下降，但当厚度增加到10um 或以上时粘结强度就会下降，而使复合板的使用性能下降。
此外在本次调查中，由上述复合板的热处理现象，研究退火时间温度对复合板力学性能的影响，通过降低各层金属表面间相的厚度以期获得良好的成形性和粘结强度。
2.试验程序2.1试验材料和冷轧实验这个冷轧焊实验在实验室20吨承载能力的冷轧机上进行。
轧辊直径为150mm，轧制速度是42.5转/min，相应的圆周速度为362mm/s，在焊接过程中，记录轧制时的负荷。
在实验过程中以下两种材料被用到：退火铝（Al 1050)和中碳钢（ST37)。
从冷轧板上得到的初始材料分别尺寸为10×5×0.5mm和10×5×1mm。
松散的铝/钢/铝复合板在制备之前先用冷压焊处理后再用脱脂和刷光材料表面处理，然后，三个金属条放在紧靠其他四个精密表面的地方。
影响铝合金力学性能和电导率的主要因素
影响铝合金力学性能和电导率的主要因素亲，晚上好！1、合金的成分与组织一般情况下,合金的合金化程度愈高,合金的强度也愈高,塑性则相反。
电导率与合金的塑性变化趋势相似,即合金化程度愈高,电导率愈低。
这是因为元素之间形成合金后,作为溶质元素的异类原子会引起作为溶剂元素的晶格点阵畸变,增加了电子的散射,使电阻率增大。
此外,合金组元间的相互作用引起有效电子数减少,也会使电阻率增大。
高强铝合金的组织一般为固溶体的基体上分布着第二相粒子。
研究表明:无论是高强铝合金的力学性能还是电导率都主要取决于它们的基体组织。
对于固溶体基体组织来讲,固溶程度越高,其强度越高。
但电导率却相反,因为固溶程度越高,表示溶质原子溶入溶剂晶格的数量越多,引起溶剂晶格的畸变越大,电子的散射越大,电阻率也越大。
固溶体的电阻率ρ可用马基申定律表示:ρ=ρ1+ρ2(1)式中:ρ1----溶剂的电阻率;ρ2-----溶质引起的电阻率,它等于γ·ξ,γ为溶质的量比,ξ为百分之一溶质量比的附加电阻率。
由(1)式可知:固溶体的电阻由溶剂的电阻和溶质的电阻两部分组成,并与溶质原子的浓度有关;即使溶质元素的电导率比溶剂元素的电导率大,形成固溶体后,电阻率也要增大。
合金的均质程度和组织形态对合金的力学性能有影响,同样对电学性能也有影响。
如不均匀固溶体(溶质原子产生偏聚)的电阻率大于均匀固溶体的电阻率;多相合金的电阻率不仅与组成相的电阻率及相对量有关,而且与合金的组织形态有关。
2、冷塑性变形冷塑性变形使铝合金的晶体缺陷增多、晶格畸变加剧,引起材料的强度、硬度升高,塑性、韧性降低。
这种晶格畸变和晶体缺陷增加,特别是空位浓度的增加,会造成点阵电场的不均匀而加剧电子波的散射,结果引起材料的电阻率增大。
所以说冷塑性变形对铝合金的力学性能和电导率均有影响,但影响趋势相反。
即冷塑性变形使铝合金的力学性能产生强化(加工硬化),电学性能产生弱化(电导率降低)3、回复与再结晶回复可以减少材料的晶体缺陷,特别是点缺陷浓度,使点阵电场的不均匀程度降低,结果使铝合金的电阻率降低。
均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响
均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响宁波科诺铝业有限责任公司，董培纯邱建平李博摘要：采用热分析技术、扫描电子显微镜、拉伸试验研究均匀化退火处理对于6056铝合金微观组织和力学性能的影响。
结果表明：6056铝合金铸态组织存在严重的枝晶偏析及明显的非平衡共晶组织，经过540℃×12 h 均匀化退火处理后，枝晶偏析和非平衡共晶组织明显消除，其强度降低、塑性大幅度提高。
关键词：均匀化退火；微观组织；力学性能The effect of homogenizing annealing on microstructureand properties of 6056 aluminum alloy（Ningbo KENO Aluminum Co.,Ltd，Ningbo 315033，China）Abstract：The influence of homogenizing annealing on microstructure and properties of 6056 aluminum alloy is investigated by heat analysis technology，scan electrical microscope and tensile test. The results show that severe dendritic-segregation and unequilibrium phases exist in its as-cast structure，After 540℃×12h homogenizing annealing treatment，dendrite segregation and unequilibrium eutectic phases eliminate . The strength decrease and the ductility increase obviously.Keywords：Homogenization annealing；Microstructure；Mechanical properties引言6056铝合金是广泛应用于汽车和航空领域的一种Al-Mg-Si-Cu合金，其强度比6061铝合金高15%，可焊性、耐腐蚀性能和切削加工性能均优于7075和2024铝合金[1,2]。
合金均匀化处理
合金均匀化处理比如说，铝合金在熔炼铸造的时候，铝和其他添加的元素（像铜、镁之类的）可能一开始就像调皮的小孩子，没有好好站好队。
均匀化处理就能让它们规规矩矩地均匀分布在整个合金里。
这为啥重要呢？因为如果元素分布不均匀，合金的性能就会大打折扣。
就好比一个团队里，大家分工不均匀，那这个团队肯定干不好活儿。
在合金里，不均匀的话，可能有的地方强度高，有的地方强度低，容易出问题呢。
1. 提高性能。
- 机械性能方面，均匀化处理能让合金的强度、硬度、韧性等性能变得更加稳定和优异。
比如说，在航空航天领域用的钛合金，如果不进行均匀化处理，那它在承受巨大压力和温度变化的时候，可能就会出现薄弱环节，就像链条里的一个小环不结实，整个链条就容易断。
经过均匀化处理后，钛合金就像一个训练有素的精英部队，每个“士兵”（元素）都在自己的岗位上发挥最佳作用，能够更好地承受飞行中的各种压力。
- 物理性能也会得到改善。
像合金的导电性、导热性等。
如果元素分布不均匀，就像电路里的电线有的粗有的细，电流（对于导电性来说）或者热量（对于导热性来说）在传递的时候就会受到阻碍。
均匀化处理就像把电线都整理成一样粗细，让这些物理性能更加稳定可靠。
2. 改善加工性能。
- 在后续的加工过程中，比如锻造、轧制、挤压等。
如果合金不均匀，在加工的时候就会出现各种问题。
比如说锻造的时候，不均匀的合金可能会出现裂纹。
这就好比一块面团，如果里面有硬块（元素分布不均就像有硬块），在擀面皮（锻造类比擀面皮）的时候，就容易把面皮擀破。
均匀化处理后的合金就像揉得很均匀的面团，加工起来就顺利多了。
1. 加热处理。
- 这是最常见的方法啦。
把合金放在特定的温度下加热一段时间。
这个温度和时间的选择可是很有讲究的呢。
不同的合金有不同的最佳加热温度和时间范围。
就像不同的菜有不同的烹饪时间和火候要求。
比如说，对于一些铜合金，可能加热到600 - 800摄氏度，保持几个小时就可以达到比较好的均匀化效果。
均匀化退火后冷却条件对Al－Cu合金组织性能影响
均匀化退火后冷却条件对Al－Cu合金组织性能影响刘蛟蛟;韩钰;祝志祥;陈保安;张宏宇;李红英【摘要】In order to optimize the cooling parameters after homogenization, the microstructure and properties evolutions during the cooling processes have been investigated by in⁃situ electrical resistivity measurements, scanning electron microscopy ( SEM) , transmission electron microscopy ( TEM) , energy dispersive spectrometer ( EDS) and hardness test. The result has shown that the electrical resistivity curves have a good agreement with the precipitation behaviors. There were three types of precipitates in the studied alloy under different cooling conditions. And the precipitation sequence was equilibrium θ phase, metastable θ′ phase and θ″ phase. The hardness⁃time and resistivity⁃time curves revealed that choosing a suitable cooling condition could improve the microstructures and performance of the alloy. The optimal cooling time was exceeding 1 000 min, so that the hardness and resistivity of the alloy was located in a low level. However, the cooling should avoid being finished in the19.4~184.1 min. The precipitation of θ″phase in this range would lead to the increasing of hardness and resistivity, which was harmful to the subsequent plastic working.%为优化铝合金均匀化退火后的冷却工艺参数，采用动态电阻法、扫描电镜、透射电镜观察、能谱分析和硬度测试等方法，研究了均匀化处理后的冷却条件对Al－4％Cu合金组织性能的影响．获得的电阻率－温度曲线与材料的脱溶行为有良好的相关性．随着均匀化处理后冷却速率的降低，实验合金在冷却过程中会依次析出平衡相θ、亚稳相θ′和θ″．绘制了实验合金的CCT图，确定的脱溶敏感温度区间为500～300℃．选用合适的冷却工艺可以改善合金的组织性能，冷却时间超过1000 min，合金有较低的硬度和电阻率．当实验合金均匀化后冷却至室温的时间处于19．4～184．1 min时会析出θ″相，导致硬度和电阻率上升，不利于后续的塑性加工，应该尽量避免．【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2016(024)004【总页数】7页(P52-58)【关键词】Al-Cu合金;冷却条件;电阻率;硬度;微观组织【作者】刘蛟蛟;韩钰;祝志祥;陈保安;张宏宇;李红英【作者单位】国网湖南省电力有限公司电力科学研究院，长沙411107; 中南大学材料科学与工程学院，长沙410083;国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所，北京102211;国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所，北京102211;国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所，北京102211;国网辽宁省电力有限公司，沈阳110006;中南大学材料科学与工程学院，长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.2温度和时间是铸锭均匀化处理的两个重要工艺参数，材料科研工作者就二者对铝合金组织性能的影响进行了广泛的研究［1-5］.随着国民经济的高速发展，制造业对大规格铝合金构件的需求不断增长，铸锭大型化成为铝加工行业的发展趋势［6-8］，针对大型铸锭的均匀化处理工艺研究也愈发关键，但单纯研究温度和时间的影响已不能完全解决实际生产中遇到的问题.研究表明，铝合金经过不同冷却路径从高温冷却至室温会析出的第二相［9-10］，直接影响合金的后续加工，对材料最终的组织性能也会产生影响.冷却速率过快，大量溶质原子以固溶形式存在，固溶强化导致合金的变形抗力较大，不利于后续加工.冷却速率太慢，不仅会降低生产效率，而且经历较长时间的高温阶段可能导致析出较粗大的平衡相，成为裂纹萌生源.根据牛顿冷却定律［11］，均匀化处理后的冷却过程中铝合金铸锭温度与时间的关系是非线性的，对应的脱溶转变远比恒温或线性变温过程中发生的组织转变复杂［12-13］.常用的商业合金成分跨度较大、工艺窗口较宽、均匀化后冷却脱溶析出的第二相种类繁杂，直接采用这些合金展开非线性冷却脱溶研究，影响因素过多，难以发掘非线性冷却对铝合金组织性能影响规律的本质.因此，选用一种成分简单、工艺成熟的铝合金展开相关基础性的研究工作，对于揭示铝合金均匀化处理后非线性冷却脱溶的组织演变规律尤为重要.Al-Cu合金是典型的可热处理强化合金，其均匀化退火工艺成熟，为本文展开均匀化处理后的非线性冷却脱溶转变研究奠定了坚实的基础.同时，研究不同冷却条件对Al-Cu合金均匀化组织演变规律和相关性能变化的影响，具有较大的工程价值.本文研究了不同冷却条件下的析出相类型，以及不同析出相对合金硬度和电导率的影响机理，以二者为评判指标确定Al-Cu合金均匀化处理后的合适冷却时间，以期为制订相应的均匀化处理冷却工艺提供指导.采用99.99％的高纯铝和99.999％的高纯Cu熔炼铸造Al-4％Cu合金，用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定实验合金成分为4.0％Cu，0.195％Si和0.1％Fe（质量分数/％）.在铸锭上切取100 mm×5 mm×1mm的电阻率测试样品，利用自主开发的动态电阻测试系统进行均匀化处理，在535℃，保温48 h后冷却至室温，冷却方式包括水淬及其他9种不同冷却速度冷却至室温（25℃），在线测试样品的电阻率随温度的变化，测试电流为100 mA.采用Philips Sirion 200型扫描电镜观察合金中第二相的分布和形态.采用Tecnai G220型透射电镜观察和分析合金中第二相种类、形貌和分布，加速电压为200 kV.透射电镜观察样品采用MTP-1型双喷仪进行减薄，双喷液成分为25％的硝酸甲醇溶液，双喷温度控制在-30～-20℃.采用HV-10B型小负荷维氏硬度计进行硬度测试，载荷大小为0.5 kg，加载保持时间为15 s，每个样品测定5个点，取平均值.2.1 电阻率-温度曲线利用动态电阻测试系统控制实验合金由均匀化温度至室温的冷却路径，10种不同的非线性冷却条件，按平均冷速由快到慢的顺序编号WQ（水冷）和C1-C9，表1列出了10种冷却条件冷却至室温的时间（后文无特殊说明均为该时间）.图1为实验合金在不同非线性冷却条件下的电阻率-温度曲线，其形态随着冷却条件变化而改变，如果冷却过程中没有发生相变，相应曲线为直线，一旦发生相变，电阻率-温度曲线会偏离直线.C1冷却条件仅需1 min就能完成，由图1（a）可以看出，对应的电阻率-温度曲线仍不是直线，出现2个清晰的拐点，分别对应相变起始温度（Tstart）和相变终止温度（Tend）.图1（b）和（c）所示电阻率-温度曲线对应C2和C3冷却条件，2条曲线的形态类似，出现了3个拐点，分别定义为Tstart、Tstart/end和Tend，其中Tstart/end是电阻率-温度曲线由“凹函数”转变为“凸函数”（二阶导数改变符号）的拐点［10］.图1（d）～（f）所示的电阻率-温度曲线分别对应C4、C5、C6冷却条件，3条曲线形貌相似，出现了4个拐点.图1（g）所示的电阻率-温度曲线分别对应C7～C9冷却条件，3条曲线几乎重合，说明3种不同冷却条件下合金中析出的第二相种类和体积分数几乎相同. Al-4％Cu合金在不同非线性冷却过程中出现了不同的脱溶行为.由图1（a）～（f）可以看出，C1冷却条件的电阻率-温度曲线仅显示了1个脱溶反应区间，C2和C3包含2个脱溶反应区间，C4、C5、C6包含了3个脱溶反应区间.在C1冷却条件下仅出现高温脱溶，在C2、C3条件下会出现高温和中温脱溶，在C4、C5、C6冷却条件下，高温、中温和低温阶段均有脱溶行为.根据Al-Cu二元相图，θ相的溶解温度约为500℃［11］，当合金温度高于500℃时不会析出θ相，但C1～C6冷却条件下，由535℃到Tstart之间的电阻率曲线却不是直线，这是因溶质原子向晶界发生短程扩散，且在晶界周围形成贫溶质原子区，这些区域为载流电子提供了通路，导致电阻率降低.由图1（g）可以看出，C7～C9冷却条件对应的电阻率-温度曲线只有相变起始点和结束点，没有明显拐点，说明在极慢的冷却条件下第二相连续缓慢析出.2.2 微观组织观察图2为不同冷却条件样品的SEM照片. 图2（a）对应水淬，可以看出样品基体比较“干净”，仅观察到少量粗大含Fe杂质相.图2（b）对应C4冷却条件，晶界观察到了第二相.图2（c）对应C6冷却条件，晶界析出相略有粗化，而晶内析出相的体积分数并没有明显增加.图2（d）对应极慢的冷却条件C9，晶内均匀析出大量粗大的第二相，晶界的第二相粒子明显粗化，晶界周围有清晰的PFZ. SEM观察结果显示，晶界为θ相的优先形核位置，随着冷却速率降低，晶界析出相有粗化的趋势.但在C1～C6冷却条件中，晶内析出相体积分数都较低，析出相的尺寸也较小.图3为不同冷却条件对应实验合金的TEM照片.图3（a）和（d）对应水淬冷却条件，TEM照片并没有脱溶的直接证据，不论是平直的再结晶晶界还是晶粒内部，都没有观察到第二相析出.图3（b）和（e）为C4冷却条件对应样品的晶界和晶内的TEM照片，部分晶界出现粗大的θ相，晶内局部地区出现了与Al基体没有明显位相关系的θ相，同时还可以观察到稀疏的与［002］Al方向平行的针状相，根据形貌和尺寸可以判定为θ′相.图3（c）和（f）分别对应C6冷却条件的晶界和晶内的TEM照片，相对于C4冷却条件，θ相明显粗化，析出了更多的θ′相，同时有少量与［002］Al方向平行的细小针状相，尺寸在100 nm以下，应该是θ″相.图4为C4冷却条件对应的典型第二相粒子及其EDS能谱分析结果，图4（a）为有明显形核质点的第二相，图4（b）为没有明显形核质点的第二相.图4（c）和（d）为图4（a）中标记为1和2的第二相的EDS分析结果，可以看出1号第二相中含有大量的Mn元素，形核核心为合金中的杂质相，平衡相θ-Al2Cu在这些杂质相粒子上形核长大.2号位置对应第二相中没有发现Mn元素，是θ相析出长大的结果.图4（e）为标记为3的第二相的EDS能谱分析结果，为平衡相θ-Al2Cu，说明在C4冷却条件下，即便没有异质形核点，实验合金也会析出部分粗大的平衡相.实验合金在均匀化后的冷却过程中会依次析出θ相、θ′相和θ″相，其中，冷却较快的C1条件仅有平衡θ相析出，C2和C3条件中还有少量粗化的θ′相析出，而冷却速度较慢的C4～C9条件会析出θ相、θ′相和θ″相.随着冷却速率降低，晶界析出相逐步粗化，晶内析出相由不均匀分布变为均匀分布.2.3 微观组织与电阻率的相关性讨论根据电阻率-温度曲线，可以确定实验合金在不同冷却条件的脱溶转变温度点，将不同冷却条件下合金的相变起始温度点绘制到“温度/时间”坐标系中，然后用平滑的曲线连接，可以得到如图5所示的CCT图.根据前文对电阻率-温度曲线的分析，结合微观组织观察结果，可以确定CCT图中显示的高温区的脱溶转变是平衡相θ在优先形核位置析出，中温转变主要对应θ和θ′相在基体内析出，当冷却速率较慢时，低温阶段会析出θ″相.从CCT图中可以看出，抑制高温转变所需的冷却速率最大，因此，高温转变区间（500～300℃）是实验合金的析出敏感区间.图6 为实验合金硬度及电阻率与冷却结束时间的关系曲线，其中x轴为时间的对数轴.由图6可以看出，实验合金的硬度并未随着时间延长而单调递减，冷却用时最短试样的硬度值最大，随着冷却时间延长，实验合金的硬度降低，当时间达到19.4 min时，硬度曲线下降的趋势发生改变，在19.4～184.1 min，随着时间延长，硬度上升，时间为184.1 min时，合金硬度出现1个峰值，冷却速率继续降低，合金硬度迅速下降.实验合金硬度随冷却条件变化规律与电阻率-温度曲线和相应的微观组织观察有很好的关联性.当冷却时间在1～19.4 min时，非线性冷却过程中主要析出平衡θ相，θ相体积分数随着冷却时间延长而增加，导致合金中的溶质原子浓度降低，产生的固溶强化效果降低，合金硬度随冷却时间的延长而减小.当冷却时间在19.4～184.1 min时，非线性冷却的低温阶段析出亚稳θ″相.低温阶段析出的θ″相，其体积分数随着冷却时间的延长而升高，析出强化效果增加，因此，合金的硬度随冷却时间延长反而会增加.冷却条件对合金电阻率的影响主要是由冷却过程中溶质原子脱溶而产生，冷却时间越长消耗的溶质原子越多，相应的电阻率应该更低.但从图6可以看出，冷却时间由0.2 min延长至1 min，电阻率变化不明显.冷却时间为1 min对应的冷却条件虽然不能完全抑制第二相析出，但也没有足够的时间长大和粗化，这些粒子的尺寸接近载流电子平均自由程，会导致合金的电阻率上升抵消溶质原子消耗引起的电阻率下降.当冷却时间介于1～19.4 min时，冷却析出的平衡相粒子数量和尺寸都会增加，合金电阻率随冷却时间延长而降低.当冷却时间在19.4～184.1 min时，电阻率虽然没有随时间的延长上升，但可以看出，在这个阶段合金的电阻率变化并不明显，这是因为合金中析出了小尺寸的亚稳θ″相，其尺寸接近载流电子的平均自由程，对电子会产生较大的相干散射，引起电阻率增长抵消了溶质原子消耗造成的电阻率下降，因此，在该区间内电阻率几乎不会下降［14-15］.当冷却时间超过184.1 min后，合金的电阻率又会随时间的延长迅速下降.冷却时间在1 010.3～1 500 min时，大量的溶质原子在高温阶段析出形成平衡相，溶质原子浓度降低，低温阶段析出亚稳相的体积分数有限且尺寸会进一步长大，亚稳相对电子的散射作用减弱，因此，电阻率又随着时间延长而减小.综上所述，为了改善Al-4％Cu合金的加工性能，减小变形力，同时又获得较低的电阻率值，均匀化后冷却的时间要避免处于19.4～184.1 min，至少要达到1 000 min以上.1）动态电阻法测得的电阻率-温度曲线与均匀化处理后冷却过程中的脱溶行为有良好的相关性，曲线显示Al-Cu合金在高温、中温和低温3个阶段，分别析出θ相、θ′相和θ″相.2）以电阻率-温度曲线为基础，绘制了实验合金均匀化退火后冷却过程中CCT图，实验合金的脱溶敏感温度区间为500～300℃.3）合适的冷却路径可以改善均匀化退火合金的组织性能，实验合金要避免在19.4～184.1 min内冷却至室温，该区间内析出的θ″相会导致硬度和电阻率上升，不利于后续的塑性加工，冷却时间要达到1 000 min后，实验合金有较低的硬度和电阻率.【相关文献】［1］刘晓艳，潘清林，陆智伦，等.Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金均匀化处理［J］.材料科学与工艺，2011，19 （04）：28-32. 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均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响
均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响宁波科诺铝业有限责任公司，董培纯邱建平李博摘要：采用热分析技术、扫描电子显微镜、拉伸试验研究均匀化退火处理对于6056铝合金微观组织和力学性能的影响。
结果表明：6056铝合金铸态组织存在严重的枝晶偏析及明显的非平衡共晶组织，经过540℃×12 h 均匀化退火处理后，枝晶偏析和非平衡共晶组织明显消除，其强度降低、塑性大幅度提高。
关键词：均匀化退火；微观组织；力学性能The effect of homogenizing annealing on microstructureand properties of 6056 aluminum alloy（Ningbo KENO Aluminum Co.,Ltd，Ningbo 315033，China）Abstract：The influence of homogenizing annealing on microstructure and properties of 6056 aluminum alloy is investigated by heat analysis technology，scan electrical microscope and tensile test. The results show that severe dendritic-segregation and unequilibrium phases exist in its as-cast structure，After 540℃×12h homogenizing annealing treatment，dendrite segregation and unequilibrium eutectic phases eliminate . The strength decrease and the ductility increase obviously.Keywords：Homogenization annealing；Microstructure；Mechanical properties引言6056铝合金是广泛应用于汽车和航空领域的一种Al-Mg-Si-Cu合金，其强度比6061铝合金高15%，可焊性、耐腐蚀性能和切削加工性能均优于7075和2024铝合金[1,2]。
《2024年均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响》范文
《均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响》篇一一、引言随着航空、汽车、船舶等领域的不断发展，对于材料性能的要求也越来越高。
其中，6061铝合金作为一种轻质高强的结构材料，因其良好的加工性能和优良的机械性能被广泛应用。
然而，其组织和性能的优化一直是研究的热点。
均匀化热处理工艺作为改善材料组织和性能的重要手段，对于6061铝合金的应用具有重要意义。
本文旨在探讨均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响。
二、6061铝合金简介6061铝合金是一种典型的可热处理铝合金，具有优良的塑形、焊接性和耐腐蚀性。
然而，由于铸造过程中存在的成分偏析和组织不均匀等问题，其性能并不能完全发挥。
因此，需要通过适当的热处理工艺来改善其组织和性能。
三、均匀化热处理工艺过程均匀化热处理是一种通过加热和保温，使合金内部组织达到均匀化的热处理工艺。
对于6061铝合金而言，均匀化热处理过程主要包括以下几个步骤：1. 加热：将6061铝合金加热至一定温度，通常为较高的固溶温度。
2. 保温：在加热温度下保持一定时间，使合金内部原子有足够的时间进行扩散和迁移。
3. 冷却：以适当的速度冷却合金，使合金内部组织达到稳定状态。
四、均匀化热处理对6061铝合金组织的影响经过均匀化热处理后，6061铝合金的组织得到了显著的改善。
具体表现为：1. 成分偏析的消除：均匀化热处理使合金中的元素分布更加均匀，消除了铸造过程中产生的成分偏析。
2. 晶粒细化：热处理过程中，原子扩散和迁移使得晶粒得到细化，提高了合金的力学性能。
3. 第二相的析出与分布：均匀化热处理促进了第二相的析出和分布，改善了合金的机械性能和耐腐蚀性。
五、均匀化热处理对6061铝合金性能的影响均匀化热处理不仅改善了6061铝合金的组织，还显著提高了其性能：1. 力学性能的提高：经过均匀化热处理后，6061铝合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高。
2. 耐腐蚀性的提高：均匀化热处理使得合金中的第二相分布更加均匀，提高了合金的耐腐蚀性。
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）均匀化退火中间退火成品退火回归图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。
退火 铝及铝合金热处理固溶淬火时效 人工时效 多级时效欠时效离线淬火卧式淬火立式淬火自然时效过时效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。
退火温度对高纯铝变形组织的影响_朱庆丰
轧制道次 1 2 3 4
2
试验结果及讨论
高纯铝 试 样 经 过 60% 冷轧 变 形 并 经 过 宏观 腐蚀 后， 其横截面上看不到再结晶晶 粒， 只 是 分 布 着一 些 条 状变形带( 图 1( a) ) ， 说 明 高 纯 铝 经 冷轧 变 形 后 未 发生 再结晶。当高纯铝变形经过 50 ℃ × 30 min 的退火后试 样横截面的心部出现了几个较大的晶粒， 而其余部分未 出现肉眼能辨别出的晶 粒， 如图 1 ( b ) 。当 退 火 温度分 150、 200、 300 ℃ 时， 别为 100、 试样横截面上均出现了大 量清晰的晶粒， 如图 1 ( c ～ f ) ; 随着退火温度的升高， 晶 粒形貌由片条状转变为等轴状， 晶界 由 弯 曲 变为平 直， 晶界交汇处 夹 角 趋于 120°， 这 说 明随着 退 火 温度的 升 高， 高纯铝变形组织开始发生再结晶， 并开始长大。 与图 1 中虚线框对应位置的偏光照片如图 2 所示， 由图 2 可以看出高纯铝冷轧后试样横截面上 以 变 形组 整个横截面上只有少数 几 个 相 当 细 小 的 晶 粒， 织为主， 如图 2( a) ; 当试样经过 50 ℃ × 30 min 退 火 后 ， 试样横
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第 36 卷
将退火炉升温到预 设 温度 然 后 再 放 入 试 样， 完成退火 。 后将试样取出迅速放入水中 取不同试样进行硬度测 试及宏微观组织分析。硬 度 测 试 采 用 452SVD 型硬 度 计， 载荷为 3 kg， 加载时 间 为 15 s。 试 样 经 精 磨后， 采 用由硝酸、 盐酸、 水按 3∶ 4∶ 3 的体积比及足量的铜 配 制 成的宏观 腐蚀液 进 行 宏观 腐蚀， 观 察 试 样 宏观 组织。 对试样进行 电 解 抛 光 ( 电 解 抛 光 液 为: 高 氯 酸 与 无 水 乙醇组成的混合 液， 体积比例为 1 ∶ 4 ) ， 再进行阳极制 H2 SO4 和 蒸馏 水 组 成 的 混 合 液， 模( 制膜液为 H3 PO4 ， 比例为 43∶ 38∶ 19 ) ， 用偏光显微镜观察微观组织。
退火工艺对高纯铝重度变形组织的影响
退火工艺对高纯铝重度变形组织的影响摘要：本文研究了退火工艺对高纯铝重度变形组织的影响。
采用电子后向散射衍射（EBSD）技术和压缩试验分析了高纯铝在不同退火温度下的组织演变规律，结果表明，随着退火温度的升高，高纯铝的晶粒尺寸变大，但是退火后再次变形会使晶粒尺寸降低。
此外，退火可以使高纯铝中的位错密度降低，晶内残余应力得到缓解，有利于增强材料的塑性和韧性。
关键词：高纯铝；重度变形；退火工艺；晶粒尺寸；位错密度正文：引言高纯铝是一种具有优良性能的材料，广泛应用于航空航天、电子、化工等各个领域。
但是，在实际应用中，高纯铝往往需要进行重度变形来获得更好的性能。
然而，重度变形会导致材料中生成大量位错，晶粒精细化现象等，这些因素都会对材料的力学性能和工艺性能产生影响。
因此，在高纯铝的应用中，常常需要采用退火工艺来改善材料的组织结构，提高材料的塑性和韧性。
本文主要研究了退火工艺对高纯铝重度变形组织的影响，并探讨了其机理。
实验方法选取高纯度（99.99%）的铝材料，采用均匀变形法进行机械压缩测试。
在变形过程中，将材料的压缩应变控制在不同的程度，以模拟不同的沉积形式。
在变形后，采用电子后向散射衍射技术（EBSD）对样品进行表面形貌和晶粒尺寸的分析。
采用透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对位错和残留应力等方面进行了详细的研究。
对变形与退火后的样品进行宏观力学性能测试，对比不同退火温度下的力学性能。
结果与分析通过EBSD技术分析样品的晶粒尺寸可以发现，随着退火温度的升高，样品的晶粒尺寸变大；随着退火的时间的延长，晶粒的尺寸也会继续增大。
这是因为，在退火过程中，材料中的位错得以移动，原本分布于晶界的位错被消除，导致晶界迁移，晶粒尺寸变大。
然而，我们也发现，当样品再次变形时，晶粒的尺寸会降低。
这是因为，在再次变形过程中，材料中的位错密度增加，晶粒失去平衡，晶界会重新移动，晶粒尺寸变小。
对于位错密度，我们采用TEM技术对晶体内部的位错进行了观察。
热处理对铝合金材料的组织结构和性能的影响
热处理对铝合金材料的组织结构和性能的影响热处理是指通过改变材料的温度和保持时间，使材料发生相应的组织结构和性能变化的过程。
在铝合金材料的生产和加工过程中，热处理是一个非常重要的环节，能够显著改善材料的力学性能和耐腐蚀性能。
本文将从组织结构和性能两个方面，探讨热处理对铝合金材料的影响。
一、热处理对铝合金材料组织结构的影响1. 固溶处理在铝合金材料的固溶处理过程中，主要是通过将材料加热至一定温度，使固溶体中的溶质原子尽量溶于基体中，从而形成均匀的固溶体。
通过固溶处理，能够显著减少材料的析出相，提高均匀性和强度。
固溶处理温度和时间的选择需根据不同合金的材料特性和需要进行合理的调整，以达到最佳效果。
2. 淬火处理铝合金材料在淬火处理过程中，通过迅速冷却材料，使固溶体中的溶质原子不会在晶界或晶内析出，形成更加均匀的结构。
淬火处理有利于提高材料的强度和硬度，同时减少晶界的析出物，提高晶界的稳定性。
3. 淬退处理在淬火处理后，铝合金材料需要进行适当的淬退处理，以缓解材料的应力和提高材料在高温下的塑性。
通过淬退处理，材料的组织能够更加均匀，晶粒尺寸得以控制，从而提高材料的强韧性和抗拉强度。
4. 相变处理铝合金材料中的析出相有时会对材料性能产生负面影响，相变处理可以通过改变固溶体的温度和时间，使析出相发生相应的相变，进而调整材料的组织结构和性能。
相变处理对于提高材料的强度和硬度尤为有效，能够使材料达到最佳的力学性能。
二、热处理对铝合金材料性能的影响1. 提高强度和硬度热处理过程中，通过减少材料中的析出相，消除晶界的析出物，优化晶粒尺寸等手段，能够显著提高铝合金材料的强度和硬度。
这也是为什么热处理被广泛应用于铝合金材料的原因之一。
2. 提高抗腐蚀性能热处理能够消除材料内部的缺陷和助长晶界的紧密性，从而使铝合金材料的抗腐蚀性能得到提升。
通过合理选择热处理工艺，可以改善材料的耐腐蚀性，使其在恶劣环境中具有更好的使用寿命。
热处理对铝合金微观组织和性能的影响
热处理对铝合金微观组织和性能的影响铝合金是具有轻量、强度高、耐腐蚀等优良特性的重要结构材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器等领域。
我们知道，材料的微观结构和性能密切相关，而其中一个重要的微观结构参数就是晶粒尺寸。
实践验证表明，通过对铝合金进行适当的热处理，可以有效地调控晶粒尺寸和分布，优化微观组织结构，从而改善铝合金的性能。
一、热处理对铝合金晶粒尺寸的影响晶粒尺寸是材料微观结构的一个关键参数，它直接影响材料的力学性能、塑性变形及断裂行为等，尤其在高温大变形下更加显著。
对于与真空度和氛围有关的铝合金，不同的热处理方式会对晶粒尺寸产生不同的影响。
通常来说，铝合金的晶粒尺寸随着热处理温度的升高而增大，热处理时间也是有一定影响的。
而得出较小晶粒尺寸的热处理方式可以根据具体的合金成分进行优化。
二、热处理对铝合金分布的影响热处理温度对铝合金晶粒尺寸的影响不同，从而影响晶粒的分布。
热处理时会造成铝合金内部晶粒尺寸分布不均，以致产生一些较差的区域。
应有目的地进行热处理，对于铝合金复合材料，考虑到不同组分之间杂质的作用，热处理应根据具体情况进行调整。
三、热处理对铝合金力学性能的影响铝合金的优良性能与其力学性能密切相关，而铝合金的力学性能普遍受到铝合金晶粒尺寸的影响。
对于粗晶粒尺寸的铝合金，在高应变率和低温下会出现脆性断裂现象，而对于细晶粒尺寸的铝合金，则呈现高韧性的特征，较高的延性和塑性变形硬度。
实践证明，对铝合金进行恰当的热处理可以通过有效调整材料的晶粒尺寸和分布优化铝合金的力学性能，以满足实际需求。
总之，热处理对铝合金微观组织和性能的影响是极其重要的。
只有了解铝合金的基本物理和化学特性，并集中分析其微观组织的成因和非均匀性，才能为制造高质量、高可靠性的铝合金构件提供有力保障。
你所不知道的铝合金热处理方式及其缺点
一.处理技巧铝合金热处理的定义很广，凡是人為控制之加热与冷却过程，用以改善材料之结构与性质者皆属於热处理，所以铸锭在加工前成形中，或加工后以及铸件所施之加热及冷却过程都叫热处理，亦包含下式的处理：(1) 浸热(Soaking)，均质化处理(homogenizing)预热—使铸块组织均质化而长时间加热处理。
(2) 再热(reheating)热间加工，而加热处理。
(3) Annealing退火-软化材料。
(4) Solution heat treatment)溶体化处理，auenching淬火，回火(artificial aging 或 temper)—提高材料强度(5) Stabilizing treatment安定化处理铝合金分為两大类：(1) Heat treatable alloy(2) Non-heat treatable热处理铝合金為2XXX，6XXX，7XXX或2XX.X，3XX.X，7XX.X，其区分是热处理铝合金如施以适当热处理其内部结构发生一种相变化，產生细緻析出物，藉此种析出物，强化材料。
这种现象叫析出硬化或时效硬化。
(Heat treatable alloy =precipitation-hardenable alloy)非热处理合金则无析出硬化现象(但也会有析出物)，故其强化作用通常借助一般的方法，如因溶体强化，加强化细晶强化。
(1) 铝合金之特性首先我们先讨论铝及其合金的特性来说明铝及铝合金為何大量的被运用。
(a)轻~2.7Mg/m，差不多是同体积铜或钢的1/3重量。
(b)防腐蚀能力强。
(c)可反射辐射能—可见光、辐射热、电磁波。
(d)导电及导热能力强，且又是非铁磁性。
(e)non-sparking(f)无毒性(g)外观及表面易处理(h)机械性质良好(i)存量多铝合金的代号甚多，例如：A.A(Aluminum,Association)Al coa：(Alumunum Company of America)，JIS，DIN，BS等等，在我们仅说明A.A.代号及J.I.S代号：A.A.代号用四位数字表示1XXX 纯铝系 99.00%以上2XXX Al-Cu3XXX Al-Mn4XXX Al-Si5XXX Al-Mg6XXX Al-Mg-Si7XXX Al-Zn8XXX 前代号以外之系统9XXX 备用J.I.S代号 A2P1A- 代表铝2-表示大区别 1.铝 2.耐蚀铝合金 3.高力铝合金 4.耐热铝合金P-表示形状P板 R条E圆板 PC合板 RC合条 T管B棒 W线 S挤压形材 V卯钉材 F锻造品H箔 TW熔接管 BC导体1-表示种类特1 特2分别用S.O(2) 铝合金之析出硬化当金属所受袜力超过其降伏强度时，即发生塑性变形，从内部微结构的观点来看，变形最主要是由差排(dislocation)再受外力下，开始移动而造成。
《均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响》
《均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响》篇一一、引言6061铝合金是一种常见的工程用铝合金，具有优异的机械性能、耐腐蚀性及加工性，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等众多领域。
然而，其性能的发挥往往受到材料微观组织结构的影响。
均匀化热处理工艺作为改善铝合金微观组织和性能的重要手段，其过程对6061铝合金的性能具有显著影响。
本文旨在探讨均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响，以期为实际生产提供理论依据和指导。
二、6061铝合金的基本性能和组织结构6061铝合金属于Al-Mg-Si系合金，其主要合金元素包括镁(Mg)和硅(Si)。
该合金具有中等的强度和良好的耐腐蚀性，且易于加工和焊接。
其组织结构主要由铝基体、镁和硅的固溶体以及可能存在的第二相粒子组成。
三、均匀化热处理工艺过程均匀化热处理是一种通过高温加热和保温，使合金元素在铝基体中充分溶解，以改善合金组织和性能的热处理工艺。
其过程主要包括加热、保温和冷却三个阶段。
1. 加热阶段：将6061铝合金加热至一定温度，使合金元素充分溶解。
2. 保温阶段：在高温下保持一定时间，使合金元素在铝基体中均匀分布。
3. 冷却阶段：以适当的速度冷却，使合金组织达到稳定状态。
四、均匀化热处理对6061铝合金组织和性能的影响1. 对组织的影响：均匀化热处理可以使6061铝合金的组织更加均匀，减少组织缺陷和偏析。
在加热和保温阶段，合金元素充分溶解并均匀分布，使得铝基体的晶粒更加细小，组织更加致密。
此外，均匀化热处理还可以消除铸造过程中产生的第二相粒子聚集和粗大晶粒等组织不均现象。
2. 对性能的影响：均匀化热处理可以显著提高6061铝合金的机械性能和耐腐蚀性。
由于组织均匀化，合金的强度和硬度得到提高，同时塑性、韧性和疲劳性能也得到改善。
此外，均匀化热处理还可以降低合金的电化学腐蚀敏感性，提高其耐腐蚀性。
五、结论本文研究了均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响。
均匀化处理时间对6016铝合金组织和性能的影响
最终在晶界上形成连续网状分布的骨骼状非平衡共晶相。因 此图 1 中合金的铸态组织主要由树枝状 α-Al 固溶体和枝 晶间析出相组成。这种急冷铸造条件下产生的析出物呈连续 网状，为骨骼状 β-AlFeSi 非平衡共晶相，在工业用 6016 铝合金中不可避免地存在微量的 Fe 元素，在 6016 合金凝 固时溶质原子 Fe 与合金中过量的溶质 Si 原子形成板条状的 β-AlFeSi 相，这种 β-AlFeSi 脆硬相如何不予以消除，遗 留到最终合金组织中，就可以在变形时成为裂纹源，从而降 低合金的强度，并使塑性变差 [7]。晶内有少量黑色析出相， 经能谱分析得知晶内析出相为 Mg2Si 相。
收稿日期 ：２０２２－０４ 作者简介 ：崔立治，男，生于 １９８７ 年，河北泊头人，中级工程师，硕士研 究生，研究方向 ：铝合金汽车车身的开发。
铸锭均匀化热处理制度的研究鲜有报道。 为探究均匀化处理工艺对 6016 合金显微组织和性能的
影响，本文将针对不同均匀化处理时间，对 6016 合金均匀 化热处理过程中非平衡共晶相的回溶，金属间化合物形貌的 改善进行系统研究，为 6016 合金工业化生产中的均匀化工 艺制定提供参考。
均匀化处理时间对 6016 铝合金组织和性能的影响
崔立治，孙中国，王如川
（天津忠旺铝业有限公司研发部，天津 ３０１７００）
摘 要 ：采用力学性能、电导率测试、金相观察手段，研究不同均匀化热处理时间对 ６０１６ 铝合金组织和性能的影响。研 究结果表明，随着均匀化保温时间的延长，在晶界处聚集的非平衡相发生明显的分解回溶，枝晶偏析得到改善，同时出 现了一定含 Ｍｎ 相的弥散析出。均匀化后合金电导率低于原始铸锭，随着均匀化时间的延长，电导率呈先升高后降低的 趋势，并在 ８ｈ 时达到最大，为 ４３．８％ＩＡＣＳ。随着均匀化时间的延长，合金 Ｔ４ 态强度和延伸率呈先升高后降低的趋势， 均匀化时间为 ８ｈ 时强度和延伸率最大，抗拉强度为 ２０６．０ＭＰａ，屈服强度为 ９３．６ＭＰａ，延伸率为 ２６．７％。 关键词 ：铝合金 ；均匀化 ；微观组织 ；电导率 ；力学性能 中图分类号 ：ＴＧ１４６．２１ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１００２－５０６５（２０２２）０９－０００１－３
《均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响》
《均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响》篇一一、引言在金属材料加工过程中，热处理是一种重要的工艺过程，能够显著改善金属材料的组织和性能。
本文以6061铝合金为研究对象，探讨了均匀化热处理工艺过程对其组织和性能的影响。
6061铝合金因其良好的可塑性、可焊性、耐腐蚀性等优点，在航空、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。
然而，其组织和性能的优化对于提高材料的应用性能具有重要意义。
因此，本文旨在分析均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响，为实际生产提供理论依据。
二、均匀化热处理工艺过程均匀化热处理工艺过程主要包括加热、保温和冷却三个阶段。
首先，将6061铝合金加热至预定温度，保持一定时间，使合金元素充分扩散，达到均匀化状态。
然后，在保护气氛下进行冷却，以避免合金表面氧化。
这一工艺过程能够有效改善合金的组织结构，提高其力学性能和耐腐蚀性能。
三、均匀化热处理对6061铝合金组织的影响1. 晶粒尺寸：均匀化热处理能够使6061铝合金的晶粒尺寸更加均匀，减少晶界处的缺陷，从而提高材料的力学性能。
2. 合金元素分布：通过均匀化热处理，合金元素在基体中的分布更加均匀，减少了元素偏析现象，有利于提高材料的整体性能。
3. 相组成：均匀化热处理能够使合金中的第二相更加稳定，减少有害相的生成，从而提高材料的耐腐蚀性能。
四、均匀化热处理对6061铝合金性能的影响1. 力学性能：经过均匀化热处理的6061铝合金具有更高的抗拉强度、屈服强度和延伸率，其力学性能得到显著提高。
2. 耐腐蚀性能：均匀化热处理能够提高6061铝合金的耐腐蚀性能，减少点蚀和应力腐蚀裂纹的产生。
3. 加工性能：经过均匀化热处理的6061铝合金在加工过程中具有更好的可塑性和可焊性，有利于提高加工效率和产品质量。
五、结论本文通过研究均匀化热处理工艺过程对6061铝合金组织和性能的影响，得出以下结论：1. 均匀化热处理能够使6061铝合金的晶粒尺寸更加均匀，合金元素分布更加均匀，相组成更加稳定。
热处理工艺对铝合金材料的成形性和强化效果的影响
热处理工艺对铝合金材料的成形性和强化效果的影响热处理是一种常用的材料加工和改性工艺，对于铝合金材料来说，热处理可以显著影响其成形性和强化效果。
下面将从两个方面具体介绍热处理工艺对铝合金材料的影响。
首先，热处理工艺可以显著改善铝合金材料的成形性能。
铝合金材料常用于制造航空航天、汽车行业等对材料要求较高的领域，其成形性是一个重要的考量因素。
通过热处理工艺可以改变材料的晶粒结构和组织状态，从而提高其塑性和可变形性。
一种常见的热处理工艺是退火。
通过将铝合金材料加热到较高的温度，然后缓慢冷却，可以使其晶粒细化和均匀化，消除内部应力，提高材料的塑性和可压性。
这样，材料在加工过程中不容易开裂或产生变形，从而提高了其成形性。
此外，退火还可以改善材料的加工硬化行为，减少切削阻力和切削功率，提高加工效率。
另外一种热处理工艺是时效处理。
时效处理可以进一步提高铝合金材料的强度和硬度，同时保持较好的塑性。
时效处理通常分为两个步骤：固溶处理和时效处理。
固溶处理是将铝合金材料加热到特定温度，溶解固溶体和间金属化合物，使其分散均匀在铝基体中；时效处理是将固溶体的铝合金材料在较低的温度下经过时间长短不同的时效处理，以形成稳定的固溶体-间金属化合物结构，提高其硬度和强度。
此外，热处理工艺还可以实现对铝合金材料强化效果的调控。
通过选择不同的热处理工艺参数，可以获得不同的强化机制和效果。
例如，通过适当的固溶处理温度和时效处理时间，可以使铝合金材料在晶界和内部形成多个细小的相，从而限制晶界滑移和位错运动，增加材料的强化程度。
同时，还可以通过控制时效处理温度和时间，调节间金属化合物的尺寸和分布，进一步提高材料的强度和硬度。
综上所述，热处理工艺对铝合金材料的成形性和强化效果具有显著的影响。
通过热处理工艺可以改善铝合金材料的成形性能，提高其塑性和可变形性，使其更适合于复杂的成形工艺。
同时，热处理工艺还可以实现对铝合金材料强化效果的调控，通过选择不同的工艺参数来获得不同的强化机制和效果。
铝卷均匀化退火的缺陷
铝卷均匀化退火的缺陷
铝卷均匀化退火过程中可能会产生一些缺陷，主要包括以下几类：
1.气泡：这是铝材退火过程中常见的缺陷，形成原因主要是在原材料的制备过程中存在气体或杂质，这些气体或杂质在退火的过程中逐渐被释放，形成气泡。
此外，加热速度过快或温度过高也可能导致气泡的形成。
2.氧化皮：在退火过程中，铝材与氧气接触会导致氧化皮的形成。
如果加热时间过长，氧化皮的生成可能会增加。
3.晶界裂纹：铝材的晶界处可能会出现温度差异，这可能会导致晶粒的变形和应力集中，形成裂纹。
4.形变：加热过程中铝材的温度升高，其收缩量可能会超过固有形变，形成的张力可能会导致铝材的裂纹。
这些缺陷的形成受到多种因素的影响，包括原材料的质量、加热速度和温度控制等。
为了减少这些缺陷，需要在生产过程中严格控制工艺参数。
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均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响
宁波科诺铝业有限责任公司，董培纯邱建平李博
摘要：采用热分析技术、扫描电子显微镜、拉伸试验研究均匀化退火处理对于6056铝合金微观组织和力学性能的影响。
结果表明：6056铝合金铸态组织存在严重的枝晶偏析及明显的非平衡共晶组织，经过540℃×12 h 均匀化退火处理后，枝晶偏析和非平衡共晶组织明显消除，其强度降低、塑性大幅度提高。
关键词：均匀化退火；微观组织；力学性能
The effect of homogenizing annealing on microstructure
and properties of 6056 aluminum alloy
（Ningbo KENO Aluminum Co.,Ltd，Ningbo 315033，China）
Abstract：The influence of homogenizing annealing on microstructure and properties of 6056 aluminum alloy is investigated by heat analysis technology，scan electrical microscope and tensile test. The results show that severe dendritic-segregation and unequilibrium phases exist in its as-cast structure，After 540℃×12h homogenizing annealing treatment，dendrite segregation and unequilibrium eutectic phases eliminate . The strength decrease and the ductility increase obviously.
Keywords：Homogenization annealing；Microstructure；Mechanical properties
引言
6056铝合金是广泛应用于汽车和航空领域的一种Al-Mg-Si-Cu合金，其强度比6061铝合金高15%，可焊性、耐腐蚀性能和切削加工性能均优于7075和2024铝合金[1,2]。
6056铝合金成分复杂，在半连续铸造过程中，铸锭组织会不同程度地偏离平衡状态，产生严重的枝晶偏析，形成大量的非平衡凝固共晶组织，因此，6056铝合金铸锭必须进行均匀化退火处理，以消除枝晶偏析，同时使合金中非平衡凝固共晶组织溶入基体，最大限度地减少基体中残留的结晶相，提高合金的塑性[3,4]。
均匀化退火处理是6056铝合金获得理想工艺性能和力学性能的关键环节之一。
目前国内对于6065铝合金的均匀化退火处理的研究还不充分，本文通过研究均匀化退火对6065铝合金微观组织和性能的影响，为6056铝合金的生产提供试验指导。
试验材料与试验方法
按照表1所示的6056铝合金成分进行配料，使用中频感应炉熔炼，精炼后采用半连续铸造的方法铸成Φ85 mm的铸棒。
在铸棒上取样，采用DSC进行热分析试验，得到铸棒中低熔点共晶组织的熔化温度，以确定均匀化退火温度，DSC试验的升温速率5 ℃/min，从室温加热到600 ℃。
截取Φ85×100 mm的铸棒进行均匀化退火，均匀化退火温度为540 ℃，保温时间分别是6 h、12 h。
从铸态和均匀化退火后的铸棒上切取金相试样，经机械研磨和抛光后，在2 ml HF、3 ml HCl、5 mlHNO3、250 mlH2O 腐蚀液中腐蚀10 s，用清水冲洗干净，然后用酒精擦净吹干，制得的试样采用扫描电子显微镜观察微观组织形貌。
将铸态及均
匀化退火后的6056铝合金铸棒加工成直径5 mm，标距长25 mm的拉伸试样，在万能材料试验机上进行拉伸试验，测定其强度和塑性。
表1 6056铝合金的化学成分(wt%)
Mg Cu Zn Si Mn Al
0.9 0.6 0.3 1.1 0.8 Bal.
结果与讨论
图1为未经过均匀化退火处理的6056铝合金DSC曲线，根据曲线可知，6056铝合金在554 ℃存在明显的吸热峰，说明了554 ℃是6056铝合金铸态组织中非平衡低熔点共晶相的熔化转变温度，在这个温度发生了低熔点组织的熔化，根据该热效应的变温吸热性质，可知此时己经开始发生过烧。
后续580 ℃也存在明显的吸热峰，说明在这个温度发生了溶质的进一步熔化。
均匀化退火是基于原子的扩散运动、根据菲克第一定律，单位时间通过单位面积的扩散物质量（J）正比于垂直于该截面方向上该物质的浓度梯度，即：
（1）
扩散系数D与温度之间的关系满足阿累尼乌斯方程
（2）
从式（1）和（2）可知，温度升高有利于加速扩散过程，也就是加速均匀化过程，应该尽可能的提高均匀化退火温度，但考虑到均匀化退火设备的精度以及生产实际，均匀化温度选在540 ℃。
图2是经过540 ℃×12 h均匀化处理的6056铝合金铸棒的DSC曲线。
分析曲线可以看出，554 ℃处的吸热峰已消失，也就是说经过均匀化退火处理后，非平衡凝固低熔点共晶组织大部分消失。
图2 经过540℃×12h均匀化退火处理6056铝合金铸棒的DSC曲线
图3分别为未均匀化退火处理和经过540 ℃×6 h、540 ℃×12 h 均匀化退火处理的6056铝合金SEM 照片。
从图3(a)可以看出，未经过均匀化退火处理的铸态6056铝合金中的共晶组织的数量最多，聚集在晶界区域，同时可以明显观察到MgSi2、CuAl2、S(CuMgAl2)、W(Cu4Mg5Si4Alx)等相[5]。
从图3(b)可以看出，随着均匀化的进行，晶界处的共晶组织逐渐溶解，枝晶网络变得稀薄，表明经过均匀化处理，铸棒中的溶质原子充分扩散。
从图3(C)可以看出枝晶组织基本消失，晶界处非平衡凝固共晶相的尺寸和数量大为减少。
图3 6056铝合金微观组织SEM照片
(a)未经过均匀化处理；(b) 540℃×6h均匀化退火；(c) 540℃×12h均匀化退火。
图4分别为未均匀退火化处理和经过540 ℃×6 h、540 ℃×12 h 均匀化退火的6056铝合金拉伸曲线。
从图4可以看出，未经过均匀化退火处理的6056铝合金强度最高、达到225MPa，但塑性较差，延伸率只有3.8 %，其主要原因是由于铸态合金中Mg2Si、CuAl2等相使6056铝合金的位错运动受到阻碍，同时起到了钉扎晶界的作用，造成强度升高，而枝晶偏析和非平衡凝固共晶相存在，以及铸造应力的存在，导致材料的延伸率较低[7-9]。
随着均匀化退火处理的进行，6056铝合金的强度开始逐渐下降，塑性增加，540 ℃×6 h均匀化退火处理的6056铝合金的强度降低到214 MPa，塑性增加至6.0 %，540 ℃×12 h均匀化退火处理的6056铝合金的强度降至205 MPa，塑性增加至16.5 %。
这是由于在均匀化过程中，阻碍位错运动和钉扎晶界的第二相溶解，使6056铝合金强度降低。
铸造应力逐渐消除，合金枝晶偏析和非平衡共晶组织得以消除，组织变得均匀，合金塑性增强，因此延伸率提高。
图4 均匀化退火处理前后的6056铝合金铸棒拉伸曲线
结论
(1) 通过热分析，6056铝合金铸棒的均匀化退火温度定为540 ℃。
(2) 采用540 ℃×12 h均匀化退火处理，6056铝合金铸棒中枝晶偏析和非平衡相明显消除。
(3) 经过均匀化退火处理后，6056铝合金铸棒的强度下降、塑性增加，有利于后续的塑性成形加工。
参考文献:
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[5]金相图谱编写组, 变形铝合金金相图谱[M]. 北京:冶金工艺出版社, 1975:120- 155。