铝合金最佳固溶时效强化工艺参数的研究
6A02铝合金固溶时效工艺优化
图1 时效12h的工艺曲线图2 时效10h的工艺曲线
2019热加工
图3 时效时间12h 与10h 的硬度比较
4. 结语
对于6A02铝合金有效尺寸≤100mm 零部件进行固溶+人工时效（T6）处理时，可由原时效时间12h 减少到10h 。
对零部件的硬度、抗拉强度、伸长率没有太大差异，不影响使用性能，在生产过程中可以实施。
实施后不仅
表2 时效时间12h 和10h 的抗拉强度与伸长率
时效时间/h 1210序号12312抗拉强度/MPa 437379373453436伸长率（%）
13.5
13.5
14
12.5
13
（a ） （b ）
图4 拉伸试验
可以提高生产效率，还可以节约电费与工时费用。
作者简介：张喆，新东北电气集团高压开关设备有限公司，主要从事金属材料热处理生产。
20190327。
铝合金时效强化工艺的设计与研究的开题报告
铝合金时效强化工艺的设计与研究的开题报告一、选题背景及研究意义随着现代工业的发展，铝合金材料因其良好的物理力学性质和较高的强度密度比而得到广泛应用。
然而，铝合金的力学性能仍有一定的提升空间。
时效强化是其中一种提升铝合金力学性能的有效方法，其主要原理是通过在高温下加热，使铝合金中的合金元素溶解和扩散，然后在适当的温度和时间内使其重新形成新的相结构，从而提高材料的力学性能，特别是强度和硬度。
因此，铝合金时效强化工艺的设计与研究对于提升铝合金的力学性能、促进铝合金应用具有重要的意义。
二、研究内容及方法本研究的主要内容是：1. 分析不同元素对铝合金时效强化的影响，重点研究Cu、Mg、Zn等元素的时效强化效果和机制；2. 研究不同温度、保温时间对铝合金时效强化的影响，优化铝合金时效强化工艺；3. 基于先进的试验技术和数值仿真技术，探究铝合金时效强化的热力学、动力学及组织演化规律。
为实现上述内容，本研究将采用以下方法：1. 通过文献调研和实验测试，分析不同元素对铝合金时效强化的影响及机制；2. 选择常用的Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg-Cu等铝合金作为研究对象，进行不同温度、保温时间下的时效强化试验，并通过材料测试设备检测导电率、硬度、强度等物理力学性能；3. 利用金相显微镜、扫描电镜等显微技术观察时效强化铝合金的组织演化，同时借助有限元分析等数值仿真技术对热传递、组织演化等过程进行模拟分析。
三、研究预期结果通过本研究，预期可以得到以下结果：1. 在系统分析铝合金时效强化机理的基础上，揭示不同合金元素对于铝合金时效强化性能的影响规律，拓展了铝合金材料的材料基础知识；2. 优化铝合金时效强化的工艺参数，提高铝合金的力学性能；3. 通过数值仿真技术，深入探究铝合金时效强化过程中的热力学和动力学规律，为更深入的研究提供基础和参考。
综上所述，本研究将对提升铝合金材料的力学性能、促进其应用发展具有重要意义。
压铸铝合金时效处理工艺
压铸铝合金时效处理工艺一、引言压铸铝合金是一种重要的工程合金，具有优良的物理性能和机械性能，广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
时效处理是压铸铝合金重要的热处理工艺之一，可以显著改善其力学性能和耐腐蚀性能。
本文将详细介绍压铸铝合金时效处理工艺的原理、工艺参数以及影响因素。
二、时效处理原理时效处理是指将铝合金经过固溶处理后，在较低的温度下保持一定时间，使合金中的溶质元素重新分布并形成稳定的强化相。
在时效处理过程中，合金的硬度和强度会显著增加，而塑性和韧性会有所降低。
这是因为时效处理过程中，溶质元素通过扩散和析出作用，形成了细小的弥散相，从而阻碍了位错的移动，增加了合金的强度。
三、时效处理工艺参数压铸铝合金的时效处理工艺参数包括时效温度、时效时间和冷却方式等。
时效温度是指合金在时效过程中所处的温度，通常在合金的时效曲线上选择。
时效时间是指合金在时效温度下保持的时间，通常根据合金的性能要求和厚度确定。
冷却方式是指将合金从时效温度迅速冷却到室温的方式，可以采用水淬、油淬或自然冷却等方式。
四、时效处理影响因素时效处理的效果受到许多因素的影响，包括合金成分、时效温度、时效时间和冷却方式等。
合金成分是影响时效处理效果的重要因素，不同的合金成分会影响合金中强化相的形成和分布。
时效温度和时效时间是决定合金强化相形成的重要参数，过高或过低的温度和时间都会导致时效效果不理想。
冷却方式对合金的时效效果也有一定影响，快速冷却可以产生更细小的弥散相，从而提高合金的强度。
五、时效处理工艺优化为了优化压铸铝合金的时效处理工艺，可以从以下几个方面进行考虑。
首先，合理选择合金成分，确保合金中的溶质元素含量适当，以利于形成稳定的强化相。
其次，合理选择时效温度和时效时间，根据合金的性能要求和厚度进行合理的匹配。
此外，可以采用复合时效工艺，即先进行一次较高温度的时效处理，再进行一次较低温度的时效处理，以进一步提高合金的性能。
六、时效处理质量控制时效处理质量的控制是确保合金性能稳定的关键。
热处理工艺对铝合金材料的成形性和强化效果的优化
热处理工艺对铝合金材料的成形性和强化效果的优化热处理工艺是对铝合金材料进行优化的重要工艺之一，能够显著改善其成形性和强化效果。
本文将从成形性和强化效果两个方面来探讨热处理工艺对铝合金材料的优化。
首先，热处理工艺对铝合金材料的成形性有着重要的影响。
铝合金材料通常具有较低的塑性，高强度和硬度，对成形过程造成了一定的难度。
热处理工艺可以通过改变材料的晶体结构，提高其塑性，使其更容易变形。
例如，通过固溶处理可以将金属做到较高的温度下保持一段时间，使金属中的固溶体溶解，然后通过快速冷却，形成细小均匀的固溶体，从而显著提高材料的塑性。
此外，减小材料的晶界能够降低材料的强度，提高其可塑性，使其更容易进行成形。
其次，热处理工艺也能够显著提高铝合金材料的强化效果。
铝合金材料的强度和硬度主要由其中的金属间化合物和位错密度等因素决定。
热处理工艺可以通过选择适当的处理温度和处理时间，使金属间化合物在晶界和晶内得到析出和细化，从而显著提高材料的强度和硬度。
此外，通过热处理工艺还可以提高材料的位错密度，增加材料的变形阻力，从而进一步提高其强度。
例如，采用人工时效处理可以通过调整处理温度和时间，使材料中的金属间化合物得到充分的析出和细化，有效地增加材料的强度和硬度。
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重要的优化作用。
通过改变材料的晶体结构，提高材料的塑性，使其更容易进行成形；同时，通过适当的处理温度和时间，使金属间化合物得到充分的析出和细化，提高材料的强度和硬度。
因此，热处理工艺在铝合金材料的加工和应用中具有重要的地位和作用。
然而，需要注意的是，热处理工艺的选择和参数调整需要综合考虑材料的成分、形状和应用环境等因素，以及经济成本和性能需求等因素，进行合理的优化。
此外，热处理工艺的实施也需要具备一定的技术和设备支持，以确保工艺的可行性和稳定性。
只有综合考虑这些因素，才能实现对铝合金材料成形性和强化效果的最优化。
实验论文__2024铝合金最佳固溶处理工艺研究
实验论文__2024铝合金最佳固溶处理工艺研究沈阳航空航天大学材料科学与工程学院本科生（综合实验一）任务书2024铝合金最固溶处理工艺的研究摘要：2024铝合金属于Al-Cu-Mg系的高强度低比重变形铝合金，在航空、航天部门和其他军工品上应用十分广泛。
本课题通过一系列试验和研究，探讨了固溶的温度、固溶时间及转移时间对2024铝合金力学性能及微观组织的影响，并测定出其最佳的固溶处理工艺参数。
本试验优化了2024铝合金的热处理工艺，由显微硬度试验结果表明，固溶处理工艺参数中，固溶温度、固溶时间、转移时间对材料力学性能的影响显著。
各影响因子对硬度影响由强到弱的顺序为：固溶温度，固溶时间,转移时间。
通过研究不同热处理工艺下合金性能并分析微观组织，发现固溶温度的提升有利于α固溶体均匀性和过饱和度的提高，为以后的时效过程奠定良好的基础。
最佳固溶处理工艺应为510℃固溶、保温40min、转移时间10s。
关键词：2024铝合金固溶微观组织性能Research on the best heat treatment process of2024 aluminum alloyAbstract:2024 aluminum alloy is the Al-Cu-Mg system of high-strength deformation aluminum alloy, in the aviation and aerospace sector and other military goods on a wide range of applications. The subject of a series of experiments and research, the temperature of the solution, solution time and transfer time and the mechanical properties of 2024 aluminum alloy microstructure effects, and determine the best solution out of thetreatment process parameters.The experiment to optimize the heat treatment of aluminum alloy 2024, by the micro-hardness test results show that the solution heat treatment process parameters, the solution temperature, solution time, transfer time on the mechanical properties significantly. Impact on the hardness of the impact factor from strong to weak order: solution temperature, solution time, transfer time. By studying the different alloys under heat treatment and microstructure analysis found that the temperature of the solution will help to enhance the uniformity and α-solid solution supersaturation increased, for the future of the aging process lay a good foundation. Best solution treatment process should be 510 ℃ solid solution, insulation 40min, transfer time 10s.Keywords: 2024 aluminum solution microstructure properties目录第一章绪论 (1)1.1 铝合金概况 (1)1.2 2024铝合金的主要性质及应用 (1)1.2.1 2024铝合金的成分和组成 (1)1.2.2 2024铝合金的性能 (2)1.2.3 2024铝合金的应用 (2)第二章实验方法 (3)2.1 实验材料及设备……………………………………………………………………32.1.1实验材料 (3)2.1.2实验设备 (3)2.2 实验原理及实验方法 (3)2.2.1实验原理 (3)2.2.2实验方法 (4)第三章实验结果及分析 (6)3.1 固溶对2024铝合金硬度的影响 (6)3.1.1固溶温度对2024铝合金硬度的影响 (6)3.1.2保温时间对2024铝合金硬度的影响 (7)3.2.3转移时间对2024铝合金硬度的影响 (7)3.2 固溶对2024铝合金微观组织的影响 (7)3.2.1固溶前显微组织分析 (8)3.2.2固溶后显微组织分析 (8)第四章结论 (10)参考文献 (11)第一章绪论1.1 铝合金概况铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。
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。
铝合金的时效强化是如何进行和完成的
鋁合金的時效強化是如何進行和完成的?經淬火後的鋁合金強度、硬度隨時間延長而發生顯著提高的現象稱之為時效，也稱鋁合金的時效硬化。
這是鋁合金強化的重要方法之一。
由定義可知，鋁合金時效強化的前提，首先是進行淬火，獲得飽和單相組織。
在快冷淬火獲得的固溶體，不僅溶質原子是過飽和的，而且空位(晶體點缺陷)也是過飽和的，即處於雙重過飽和狀態。
以Al -4%Cu合金為例，固溶處理後，過飽和α固溶體的化學成分就是合金的化學成分，即固溶體中鋼含量為4%。
由Al-Cu 相圖可知，在室溫平衡態下，α固溶體的含銅量僅為0.5%，故3.5%Cu過飽和固溶於α相中。
當溫度接近純鋁熔點時，空位濃度接近10-3數量級，而在常溫下，空位濃度為10-11數量級，二者相差10-8級。
經研究可知；鋁合金固溶處理溫度越高，處理後過飽和程度也越大，經時效後產生的時效強化效果也越大。
因此固溶處理溫度選擇原則是：在保証合金不過燒的前提下，固溶處理溫度盡可能提高。
固溶處理後的鋁銅合金，在室溫或某一溫度下放置時，發生時效過程。
此過程實質上是第二相Al2Cu從過飽和固溶體中沉淀的過程。
這種過程是通過成型和長大進行的，是一種擴散型的固態相變。
它依下列順序進行：a過→G.P區→θ’’相→θ’相→θ相G.P區就是指富溶質原子區，對Al-Cu合金而言，就是富銅區。
鋁鋼合金的G.P區是銅原子在(100)晶面上偏聚或從聚而成的，呈圓片狀。
它沒有完整的晶體結構，與母相共格。
200℃不再生成G.P 區。
室溫時效的G.P區很小，直徑約50A，密度為1014-1015/mm3，G.P區之間的距離為20-40 ?。
130℃時效15h後，G.P 區直徑長大到90 ?，厚為4-6 ?。
溫度再高，G.P區數目開始減少。
它可以在晶面處引起彈性應變。
θ’’相是隨時效溫度升高或時效時間延長，G.P區直徑急劇長大，且銅、鋁原子逐漸形成規則排列，即正方有序結構。
在θ’’過渡相附近造成的彈性共格應力場或點陣畸變區都大於G.P區產生的應力場，所以θ’’相產生的時效強化效果大於G.P 區的強化作用。
超高强铝合金的固溶处理及双级时效研究
收稿日期:2009-06-25 作者简介:冯正海(1960-),男,辽宁锦州人,高级工程师。
超高强铝合金的固溶处理及双级时效研究冯正海(东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060)摘要:研究了固溶处理温度对7×××超高强铝合金双级时效后的组织和性能的影响,确定了最佳的固溶处理温度范围。
关键词:固溶处理;时效;剥落腐蚀中图分类号:TG 146121;TG 16613 文献标识码:A 文章编号:1007-7235(2009)10-0052-03E ffect of solution treatment temperature on microstructure and propertiesof 7×××aluminium alloy after tw o 2stage agingFE NG Zheng 2hai(N ortheast Light Alloy Co.,Ltd.,H arbin 150060,China)Abstract :The effect of s olution treatment tem perature on microstructure and properties of 7×××ultra high strength alloy after tw o 2stage aging was studied.Meanwhile ,optimal s olution treatment tem perature rage was determined.K ey w ords :s olution treatment ;aging ;ex foliation corrosion Al 2Zn 2Mg 2Cu 系(7×××)超高强铝合金广泛应用于航空、航天、交通运输和其他工业部门。
固熔处理、时效处理工艺概述
一、固熔处理、时效处理工艺概述1、热处理制度及性能变形铝合金经固溶处理(俗称淬火)和时效(用于2XXX系合金、4XXX系合金、6XXX系合金、7XXX 系合金等)后，其提高了强度、增加了硬度，特别如合金2014、2024、6061、7075等，其热处理强化效果非常显著，且常用的热处理方式有：T 3 固溶体处理后，冷加工并自然时效T 4 固溶体处理后，直接自然时效T 6 固溶处理后人工时效T 7 固溶处理后人工时效至过时效状态T 8 固溶体处理后，冷加工并人工时效T 9 固溶体处理后人工时效并冷加工TX 51 固溶体处理后用拉伸的方法消除内部应力，如T651TX 52 固溶体处理后用压缩的方法消除内部应力目前国内外市场供应的几种典型铝合金固溶处理后其性能及主要用途有：A2024-T6, ,T351；A2014-T6，T651，主要用于飞机结构(蒙皮,骨架,肋梁,隔框等),铆钉,导弹,构件,上学车轮毂,螺旋桨元件及其他各种结构件, 强度高，有一定的耐热性，可用作150℃以下的工作零件，工作温度高于125°C时，2024合金的强度比7075合金的还高。
这类合金热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格，抗蚀性较差，焊接时易产生裂纹。
其主要性能指标为：硬度HB 120，密度 2.85，抗拉强度470，疲劳强度325，延伸率10A6061-T6, T651具有中等强度，其强度不能与2XXX系或7XXX系相比，但镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。
广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车，塔式建筑，船舶，电车，铁道车辆，家具，航天、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等。
其主要性能指标为：硬度95 ，密度 2.750，抗拉强度310，屈服强度276，延伸率12A7075- T6, T651强度很强，具有良好的机械性能及阳极反应，有特别好的低温强度，焊接性能差，有应力腐蚀开裂倾向，固溶处理后塑性好，热处理强化效果好，在150℃以下有良好的强度。
7055铝合金的双级固溶处理工艺研究
707铝合金的双级固溶处理工艺研究DOI:10.3969/j.issn.l006-110X.2021.01.0107055铝合金的双级固溶处理工艺研究岳庚新（天津渤化安创科技有限公司，天津300000）［摘要］通过控制固溶级数、时间和冷却方式等参数,研究了不同双级固溶处理方式对喷射成形7055超高强铝合金组织和力学性能的影响。
采用电导率测试、硬度测试、力学性能测试、扫描电镜测试等方法，得到以下结论:双级固溶处理粗大的初生相固溶更充分，易控制组织形貌特征;最佳的双级固溶处理工艺为40C x lH min+475Cx m min+室温水冷，其合金的抗拉强度达到!!=686.7MPa,伸长率5=16.5%,电导率33.0%IACS O ［关键词］7055超高强铝合金9双级固溶处理9初生相Study on two-stage solid solution treatment process of7055aluminum alloyYUE Geng-xin(Tianjin BoOun AncCuann Tehnology Co,Ltd.,TIANJIN300000)Abstract The effects of different two-stage solution treatments on the microstructure and mechanicalproperties of spray forming7055ultra-high strength aluminum alloy were studied by controlling the solid solution series,time and cooling ing electrical conductivity test,hardness test, mechanical property test and scanning electron microscopy test method,get the following conclusion: two-stage rough solid solution treatment of coarse primary phase solid solution is more adequate,easy to control the characteristics of tissue morphology,the best two-stage solid solution treatment process is 450!x180min+475!x180min+room temperature water cooling,the tensile strength of the alloy reaches to!尸686.2MPa,elongation5=12.5%,conductivity38.0%IACS.Key words7055ultra-high strength aluminum alloy,two-stage solution,primary phase0引言Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金具有良好强度、较高的耐腐蚀性和抗疲劳性，依据变形铝及铝合金牌号表示方法“GB/T16474-1996”规定,我国命名为7xxx系铝合金，作为结构件材料被广泛的应用于航空航天、军事、交通等重要领域。
总结铝合金的固溶时效处理及时效的强化效果与加热温度和保温时间
总结铝合金的固溶时效处理及时效的强化效果与加热
温度和保温时间
铝合金的固溶时效处理主要是将合金材料加热到一定温度进行固溶处理，然后经过快速冷却以达到加强合金性能的目的。
在固溶时效处理的过程中，加热温度和保温时间两个因素是影响处理效果的重要因素。
加热温度是指将合金材料加热到的温度，一般选择在合金的固溶温度以上，以达到固溶的效果。
一般而言，加热温度越高，固溶时效效果就越好，但是过高的加热温度也会导致材料的表面氧化或者过热，从而造成表面质量的下降和内部结构的破坏。
保温时间是指在加热温度下，保持合金材料的时间。
保温时间越长，固溶的效果就越好。
但是保温时间过长也会导致材料内部形成大的晶粒，影响材料性能。
在时效处理中，加热温度和保温时间也会影响治金的强化效果。
一般而言，加热温度和保温时间较高的合金固溶时效处理后，强化效果会更加明显，材料的硬度、抗拉强度和屈服强度等性能指标都会得到有效提高。
但是过高的加热温度和保温时间也会导致合金变质，降低合金的性能。
因此，在实际的固溶时效处理中，需要根据具体的合金材料选择合适的加热温度和保温时间来达到最佳的固溶效果和强化效果。
铝合金时效处理工艺说明
铝合金的热处理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。
2、淬火淬火是把铝合金铸件加热到较高的温度（一般在接近于共晶体的熔点,多在500℃以上，保温2h以上，使合金内的可溶相充分溶解。
7075铝合金的强化固溶处理.doc
强化固溶处理对7075铝合金组织和性能的影响蔺亚强（陕理工材料科学与工程学院金属材料工程专业071班，陕西汉中723003）指导教师：孛海娃[摘要]：7075铝合金是可热处理合金，具有良好的机械性能。
本文在箱式热处理炉中对7075铝合金进行了固溶处理和强化固溶处理以及人工时效处理。
对处理后的合金进行金相显微观察分析其组织状态，进行硬度测试以测定其力学性能。
结果表明：通过465℃加热保温30min，再升温到475℃保温30min的强化固溶处理，可大大减少第二相的尺寸和数量，晶粒更细小、强度更高、分布更均匀。
因而对该合金的理论研究与实际生产起到一定的理论指导意义。
[关键词]：强化固溶；7075铝合金；组织和性能Influence of Strengthened Solution on Microstructures of7075 Aluminum AlloyLin Yaqiang（Grade07,Class1, Major metallic materials engineering, School of materials science and engineering, Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003，Shaanxi）Tutor: Bo HaiwaAbstract:7075 aluminum alloy is a heat treatable alloy with good mechanical properties. In this paper, solution treatment and enhanced solution treatment as well as artificial aging were used to 7075 aluminum alloy in box heat-treatment furnace. Then microscopy was used to observe microstructure, and hardness test to mechanical properties. The results show that, after the enhanced solution treatment of 465℃/30min+475℃/30min, the number and size of second-phase particles was decreased hardly, grain’ size of alloy was finer, hardness higher, and distribution more distributed. It was significant to theoretical research and practical production to the alloy.Key words:7075 aluminum Alloy; strengthened solution; Microstructures and Properties目录中文摘要Abstract1 综述 (1)1.17075铝合金的简介 (1)1.2固溶处理的基本概念 (2)1.3强化固溶处理的基本概念 (3)1.4时效处理的基本概念 (3)1.5研究的目的和意义 (5)2试验方案 (5)2.1设备 (5)2.2材料 (5)2.3试验内容 (5)2.3.1固溶处理 (6)2.3.2强化固溶处理 (6)2.3.3时效处理 (6)2.4试样的制取 (6)2.5金相组织的观察 (7)2.6力学性能的检测 (7)3 结果与讨论 (7)3.1组织性能分析 (7)3.2力学性能分析 (9)3.3讨论 (10)4结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)1 综述1.1 7075铝合金的简介随着航空、航天等领域的高速发展，对高性能铝合金提出了越来越高的要求，国外通过改变合金的化学成分和提高合金纯度，采用先进的加工技术, 以及新的热处理规范等发展了一批高强、高韧和低密度的高性能铝合金[1]。
6A02铝合金固溶时效工艺优化
6A02铝合金固溶时效工艺优化铝合金6A02的固溶+人工时效（T6）处理在我公司热处理生产中占有很大的比重，根据本企业文件《铝合金热处理工艺守则》中规定，时效时间12～16h，实际生产时间为12h，经查阅相关资料中为8h。
由于设备温度精度的提高，车间生产者发现，对于一些材质为6A02的零部件，适当减少时效时间，并不影响其硬度。
本文重点对有效尺寸≤100mm的零部件进行试验，选择时效时间12h和10h，对比硬度和强度的差异。
1. 试验材料及方法试验材料为本企业生产用6A02铝合金棒材，将材料加工成φ100mm×200mm试样，然后在辊棒式铝合金淬火炉内进行固溶人工时效处理，固溶温度518℃，保温210min后水冷。
时效温度175℃，保温12h和10h后空冷。
每组试样10个，工艺曲线如图1、图2所示。
图1 时效12h的工艺曲线图2 时效10h的工艺曲线试验过程中采用TH160里氏硬度计测定材料的布氏硬度，采用CMT8202微机控制电子万能试验机测定材料的抗拉强度和断后伸长率。
实施期间，每年以百日大会战为锲机，以劳动竞赛为载体，根据年度目标任务制定相应的活动方案，对在劳动竞赛过程中涌现出的先进集体和个人，对其进行表彰奖励，同时对完成劳动竞赛总目标的项目部，总承包部对其所在母体公司发文嘉奖，营造“比、学、赶、帮、超”的劳动竞赛氛围，鼓足干劲、振奋精神、鼓舞士气，打开进度制约瓶颈，助推工程进度顺利开展。
综上所述，污水处理厂想要做好节能降耗工作，需要从工艺、设备、管理以及能源等方面着手，多措并举，在保证水质达标的前提下，降低能源的消耗，实现节能的目标。
2. 结果与分析固溶时效时可以显著提高6A02铝合金的硬度和强度。
表1为6A02时效时间为12h和10h的布氏硬度。
《铝合金热处理工艺守则》中要求，6A02铝合金固溶时效处理后的硬度≥90HBW。
根据表1数据可知，时效时间12h和10h处理的试样均能达到此要求。
高强铝合金的组织性能及强化机理研究
高强铝合金的组织性能及强化机理研究高强铝合金是当前材料科学领域的研究热点之一，它不仅具有轻量化、高强度、良好的耐腐蚀性等优良性能，而且可以应用于航空、航天、汽车、电子等领域，因此备受关注。
本文将着重探讨高强铝合金的组织性能及其强化机理研究。
1、高强铝合金组织性能高强铝合金一般包括2024、6061、7075等几种常用牌号。
这些合金由于复杂的组织结构，其组织性能也非常复杂。
其中，2024铝合金的强度较高，耐磨性、耐腐蚀性也较好，但塑性较低；6061铝合金则具有较好的焊接性能和耐腐蚀性，且可加工性好；7075铝合金则是最强的铝合金之一，具有极高的强度和优异的耐腐蚀性能。
高强铝合金的组织结构主要包括再结晶区、平衡区、亚晶界和位错密集区。
这些区域的微观结构影响着合金的宏观性能，同时也是高强铝合金设计和制造过程中需要考虑的重要因素。
因此，了解合金的微观结构和性能变化规律对于高强铝合金制造具有重要意义。
2、高强铝合金强化机理研究高强铝合金的强化主要包括固溶强化、自然时效强化和人工时效强化三种机理。
其中，固溶强化是指在高温下将固溶体中的杂质进行分散和固溶，以促进材料的强化；自然时效强化是指材料在室温条件下自然放置，使合金元素重新分配到亚晶界和位错形成析出物；人工时效强化是指将材料在高温下固溶后，进行降温然后人为加温使其再次固溶，促进析出物的形成，从而提高材料的强度和硬度。
通过深入研究高强铝合金的强化机理，科学家们提出了许多可能的强化机制，如位错袋、亚晶界强化、析出物强化等。
此外，2013年，研究人员通过表面改性对高强铝合金进行强化，这种方法不仅使合金的强度大幅提高，还可以提高合金的韧性和延展性。
3、结论总之，高强铝合金的组织性能以及强化机理研究是当前材料科学研究的热点之一。
深入了解高强铝合金的微观结构和性能变化规律，可以为高强铝合金的制造、应用和进一步研究提供可靠的理论支持。
未来，科学家们还需深入研究高强铝合金的强化机理，提高其强度和加工性等性能。
3铝合金固溶时效处理工艺规范-悉云飞
铝合金固溶时效处理工艺规范总体说明：本技术规范规定了变形铝合金、铸造铝合金固溶时效强化处理的方式、工艺、设备及验收检验规则。
一、适用范围本技术规范适用于电气化铁路接触网零件用变形铝合金、铸造铝合金零件的热处理强化。
二、设备及要求2.1 加热炉可选用箱式气流循环炉或带风扇搅动炉气的井式电阻炉。
炉气加热元件应屏蔽，其热量不能直射工件。
炉温控温精度为±3℃，炉温均匀度应在±5℃范围内。
2.2 加热炉测温热电偶最少设置三根，分别在最低温处、最高温处和工件附近。
连续生产时，每月应按GB/T9455-1988和JB/T6049-1992规定的方法测量炉温均匀度。
2.3 淬火槽应满足零件淬火冷却时的需要，淬火液的温度不应超过5~40℃范围。
淬火槽应具有淬火液强制循环功能或具有搅动功能，保证淬火液温度均匀。
三、工艺参数3.1固溶淬火：铝合金加热温度、保温时间、冷却方式按下表1选择：表1 固溶淬火工艺参数合金种类 加热温度℃保温时间h冷却方式6082 530±5 4~6 30~50℃热水AlMgSi1 535±5 4~6 30~50℃热水ZL114A 535±5 4~6 60~100℃热水ZL104 535±5 4~6 60~100℃热水AlMgSi7 535±5 4~6 60~100℃热水注：选择加热温度时应考虑所采用的加热设备和装炉方式、装炉量。
3.2时效：铝合金加热温度、保温时间、冷却方式按下表2选择：表2 时效处理工艺参数合金种类 加热温度℃保温时间h冷却方式6082 175±5 4~8 空冷至室温AlMgSi1 175±5 4~8 空冷至室温ZL114A 160±5 4~8 空冷至室温ZL104 175±5 10~15 空冷至室温AlMgSi7 155±5 2~7 空冷至室温四、工艺要求4.1铝合金零件固溶处理加热要求热炉装料，随炉升温（不大于100℃/h）。
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实验十铝合金最佳固溶时效强化工艺参数的研究
—Al—Si－Cu－Mg－Mn系合金最佳固溶时效强化工艺参数的测定
一、实验目的：
通过Al—Si－Cu－Mg－Mn的成分配制—合金的熔炼—合金的固溶时效—显微组织分析—机械性能测定，最终测得最佳的铝合金固溶与时效温度及热处理时间的工艺参数。
二、原理概述：
从过饱和固溶体中析出第二相（沉淀相）或形成溶质原子聚焦区以及亚稳定过渡相的过程称为脱溶或沉淀，是一种扩散型相变。
具有这种转变的最基本条件是，合金在平衡状态图上有固溶度的变化，并且固溶度随温度降低而减少，如图1所示。
如果将C0成分的合金自A单相α固溶体状态缓慢冷却到固溶度线（MN）以下温度（如T3）保温时，β相将从α相中脱溶析出，α相的成分将沿固溶度线变化为平衡浓度C1，这种变化可表示为：α（C0）→α（C1）＋β。
β为平衡相，可以是端际固溶体，也可以是中间相，反应产物为（α＋β）双相组织，将这种双相组织加热到固溶度线以上某一温度，（如T1）保温足够时间，将获得均匀的单相固溶体α相，这种处理称为固溶处理。
图1固溶处理与时效处理的工艺过程示意图
若将经过固溶处理的C0成分合金急冷，抑制α相分解，则在室温下获得亚稳的过饱和α相固溶体。
这种过饱和固溶体在室温或在较高温度下等温保持时，亦将发生脱溶，但脱溶往往不是状态图中的平衡相，而是亚稳相或溶质原子聚焦区。
这种脱溶可显著提高合金的强度和硬度，称为沉淀强化或时效强化，是强化合金材料的重要途径之一。
固溶加时效是提高合金强度的一种重要途径，它不同于钢材的强化，钢在淬火后可立即获得很高的硬度和强度。
铝合金淬火后，硬度和强度并不立即升高，但塑性较高，但把这种淬火后的铝合金放置一些时间（4～6天）后，强度和硬度显著提高，而塑性明显降低。
人们把淬火后的铝合金性能随时间而发生显著提高的现象称为时效。
时效可以在室温发生，也可以在高于室温的某一温度范围（100～200℃）内发生。
前者称自然时效，后者称人工时效。
本实验采用Al—Si－Cu－Mg－Mn进行温时效，在不同的温度下等温，然后测定合金的硬度，绘制时效硬化曲线。
Al—Si－Cu－Mg－Mn系合金经熔炼，金属模铸造，固溶时效处理后，合金强度为460～500MPa，同时还具有良好的流动性和优良的铸造性能。
本合金基本成分为9.5％Si、4%Cu、0.5%Mg、0.5％Mn，由于这种合金不像Al－Cu及Al—Zn－Cu高强度铸造铝合金那样受到热裂
的影响，且合金含有硅，具有良好的充填能力和流动性，因而能够生产复杂结构的铸件。
合金中的铜主要是提高合金的强度，镁提供时效硬化，而锰提高合金的高温性能。
这种合金比SAE323耐热合金在高温下具有更高的强度，以及较低的膨胀系数，优良的铸造性能，优良的抗腐蚀性能，这些优点既适合于高强度，同时也适合于高温下应用。
这种合金用于工作条件严格的汽缸、活塞和汽缸头，同时也被用于经表面处理的整体汽缸材料。
它的低生产成本，较好的机械性能、铸造性能，使其在广阔的领域中得到应用。
近年来，在Al-Cu及Al-Zn-Mg系中发展了高强度铸造合金，这些合金在室温下具有高的强度和延伸率的数值，但是这些合金存在则着铸造性能不好，高温性能查的缺点，因此提供优异的铸造性能以及高强度的一种Al-Si-Cu-Mg-Mn合金的研究就产生了。
三、实验步骤
（一）合金的制备：
1.合金成分的设计：该合金采用普通工业0号纯铝、纯镁、铝-硅、铝-铜、铝-锰中间合金纯金属整体的成分制备出含9.5％Si、4%Cu、0.5%Mg、0.5％Mn其余为Al的合金。
2.所有与铝合金接触的铁质工具等均刷上涂料。
涂料成分为：15％滑石粉、3%水玻璃、82％水。
石墨坩锅、金属铸型应涂刷上85％滑石粉、10％水玻璃、5％水配成的涂料，并且在200℃的炉中烘干备用。
3.将坩锅电炉升温，并将Al及Al－Si、Al－Cu、Al－Mn合金加入到坩锅中，将炉温升温到760℃左右，待合金全部熔化后，用钟罩将镁条压入液态合金中，并进行搅拌。
为减少合金对氢气的吸收合金还要进行除气操作。
用2％的六氯乙烷除气，方法是用金属钟罩将六氯乙烷压入合金底部。
扒渣静置后，在740℃将液态合金浇注到金属模型中，冷却后制成试样备用。
（二）合金的固溶与时效：
本实验的固溶加热温度及保温时间和人工时效的时效温度与时效时间由同学们自己设定，根据同学们自己设定的一系列不同的固溶时效工艺参数的结果，进行金相显微组织分析和力学性能测试，分析找出最佳固溶时效工艺参数，
四、实验设备及材料
熔炼炉，金相显微镜，硬度计，读数显微镜，切割机，抛光机，热电偶，石墨坩锅，纯铝及铝合金等。
五、实验要求：
1、要求在进行本专题实验之前，要首先查阅铝合金制备、强化方面的理论在；资料。
2、依据实验内容，制定出本专题实验的工艺路线，实验方案。
3、通过金相组织分析，机械性能测定，确定最佳的固溶与时效工艺参数。
4、参照公开发表的科技论文格式，写出本次实验的实验论文。
（包括工艺路线、实验数据
及结果分析、金相照片等）。