铝合金时效处理

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铝合金时效硬化现象

铝合金时效硬化现象

铝合金时效硬化是指在合金经过适当的热处理后,其力学性能会随时间而改变和提高的现象。

这种现象主要发生在某些铝合金中,特别是含有合适量的合金元素(如铜、镁、硅等)的铝合金。

时效硬化的基本过程如下:
固溶处理(固溶化):首先,将铝合金加热至固溶温度(固溶化温度),使合金中的溶质元素均匀溶解在铝基体中形成固溶体。

在这个过程中,溶质元素与铝基体形成了固溶体的固溶体溶解度限制。

快速冷却(淬火):在固溶处理后,合金需要快速冷却以防止溶质元素重新形成亚稳相或析出。

时效处理:经过固溶处理和快速冷却后,合金通常需要进行时效处理。

时效处理包括两个阶段:
时效过程I(低温时效):将合金加热到低于固溶温度但高于室温的温度,并在一定时间内保持恒定温度。

在这个过程中,固溶体中的溶质元素开始扩散并形成亚稳相。

这些亚稳相的形成导致了合金的初期硬化。

时效过程II(高温时效):在低温时效后,合金需要再次加热到较高的温度,并在一定时间内保持。

在这个过程中,亚稳相会进一步成长和析出,形成细小的析出相,如硬质相或弥散相。

这些析出相的形成会进一步增加合金的强度和硬度,从而提高其时效硬化效果。

时效硬化的机理涉及溶质元素的扩散、亚稳相的形成和析出相的成长。

通过适当的时效处理,可以控制合金中亚稳相和析出相的形成和分布,从而调节合金的硬度、强度和其他力学性能。

需要注意的是,不同的铝合金系统具有不同的时效硬化行为。

因此,在具体的铝合金材料中,时效处理的温度、时间和时效工艺参数需要根据合金组成和所需的性能进行优化和调整。

铝合金时效处理工艺

铝合金时效处理工艺

铝合金时效处理工艺铝合金时效处理是一种常见的热处理工艺,通常用于提高铝合金的强度和硬度。

该工艺通过在合金材料中形成细小的析出相,改善材料的机械性能和耐腐蚀性能。

本文将介绍铝合金时效处理的基本原理、工艺步骤和影响因素。

一、基本原理铝合金时效处理的基本原理是通过合金中的析出相来增强材料的强度和硬度。

在合金材料中,有些元素的溶解度随着温度的升高而增加,但在一定温度下,这些元素会逐渐析出形成固溶体内的细小颗粒。

这些细小颗粒能够阻碍晶粒的滑移和位错的移动,从而提高材料的强度。

同时,析出相的形成还能够改善合金的耐腐蚀性能。

二、工艺步骤铝合金时效处理的工艺步骤通常包括固溶处理和时效处理两个阶段。

1. 固溶处理固溶处理是指将铝合金加热至高温,使固溶体中的合金元素溶解于铝基体中。

这样可以消除合金中的晶间相,使晶粒尺寸增大,提高合金的塑性和加工性能。

固溶处理的温度和时间会根据合金的成分和要求的性能而有所不同。

2. 时效处理时效处理是指在固溶处理后,将合金材料冷却至室温,并在一定温度下保持一定时间。

在这个过程中,合金中的合金元素会逐渐析出形成细小的析出相。

这些析出相的形成不仅能够提高合金的强度和硬度,还能够改善合金的耐腐蚀性能。

时效处理的温度和时间也会根据合金的成分和要求的性能而有所不同。

三、影响因素铝合金时效处理的效果会受到多种因素的影响,包括合金成分、固溶处理温度、时效处理温度和时间等。

1. 合金成分不同的合金成分会影响合金中析出相的类型和数量,从而影响合金的强度和硬度。

一般来说,含有大量合金元素的合金,析出相的数量和尺寸会更多更大,因此强度和硬度会相应增加。

2. 固溶处理温度固溶处理温度的选择会影响合金中合金元素的溶解度和晶粒尺寸。

较高的固溶处理温度可以提高合金元素的溶解度,但也会导致晶粒尺寸增大,从而降低合金的强度。

3. 时效处理温度和时间时效处理温度和时间的选择会直接影响到析出相的形成和生长。

较高的时效处理温度和较长的时效处理时间可以促进析出相的形成和生长,从而提高合金的强度和硬度。

6061铝合金工艺处理

6061铝合金工艺处理

6061铝合金工艺处理6061铝合金是一种常用的工业材料,具有优良的机械性能和加工性能。

为了进一步提高6061铝合金的性能,需要进行工艺处理。

本文将介绍6061铝合金的工艺处理方法,包括固溶处理、时效处理和热处理。

固溶处理是6061铝合金的第一道工艺处理步骤。

固溶处理的目的是将合金中的固溶体和析出相溶解均匀,消除合金的内部应力,提高合金的塑性和抗蠕变性能。

固溶处理一般在480-530摄氏度的温度下进行,时间一般为1-4小时。

固溶处理后,合金的晶界处的金属元素溶解均匀,使得合金的力学性能和耐腐蚀性能得到提高。

时效处理是6061铝合金的第二道工艺处理步骤。

时效处理的目的是通过合金的析出相的析出和再结晶过程,使合金的强度和硬度得到提高。

时效处理一般在160-190摄氏度的温度下进行,时间一般为4-24小时。

时效处理的过程中,合金中的析出相颗粒逐渐增多和长大,从而提高合金的强度和硬度。

热处理是6061铝合金的最后一道工艺处理步骤。

热处理的目的是通过改变合金的组织结构和晶粒尺寸,使合金的性能得到进一步改善。

热处理一般在200-300摄氏度的温度下进行,时间一般为1-4小时。

热处理的过程中,合金的晶粒尺寸逐渐增大,晶界处的元素析出均匀,从而提高合金的塑性和韧性。

在6061铝合金的工艺处理过程中,温度、时间和冷却速度是关键因素。

温度过高或时间过长会导致合金过度溶解,使得合金的性能下降;温度过低或时间过短会导致合金的析出相不完全,使得合金的强度和硬度不够。

冷却速度过快会导致合金的组织结构不稳定,冷却速度过慢会导致合金的晶粒尺寸过大。

6061铝合金的工艺处理是提高合金性能的重要手段。

通过固溶处理、时效处理和热处理,可以使合金的机械性能和加工性能得到显著提高。

在进行工艺处理时,需要控制好温度、时间和冷却速度,以保证合金的质量和性能。

同时,合金的工艺处理也需要根据具体的应用需求进行调整,以满足不同工程要求。

变形铝合金时效热处理相关知识汇总

变形铝合金时效热处理相关知识汇总

变形铝合金时效热处理相关知识汇总(1)时效 aging经固溶处理或冷变形后的合金,在室温或高于室温下,组织和性能随时间延续而变化,硬度、强度增高,塑性、韧性降低的现象。

在室温下发生时效称自然时效。

高于室温发生时效称人工时效。

时效现象除铝铜合金外,在钢、铜合金,铁基、银基、钻基高温合金中普遍存在,是提高合金强度的重要方法。

低碳钢冷变形后在常温长时放置即出现屈服强度提高。

硬铝合金经高斌520℃)淬火后在10g200℃时效,可获得最佳的强化效果。

马氏体时效钢,沉淀硬化不锈钢,铁基、镍基、钻基高温合金均可在固溶处理后选择不同温度时效处理,可以从中获得最佳的组织和性能。

(2)时效处理 aging treatment过饱和固溶体合金在室温或加热至一定温度保温,使溶质组元富集或析出第二相的热处理工艺。

常温下时效称自然时效。

高于室温加热时效称人工时效。

时效析出第二相获得强化的现象称时效强化。

低于或高于强化峰值温度的时效分别称为亚时效与过时效处理变后时效称形变时效或直接时效。

在应力下时效称应力时效强化效果取决于析出第二相的类数量、尺寸、形态、稳定性等因素。

广泛用于铝合金、钛合金、高温合金、沉淀硬化钢、马氏体时效钢等。

铝合金时效硬化峰值出现在溶质组元的富区(II)末期。

时效处理是强化合金的有效方法,可显著提高合金的强度和硬度,调整时效温度、时间可使合金的组织、性能满足使用要求,获得高的屈服强度、蠕变强度、疲劳性能等。

含铜的铝合金经自然时效后强度为0MPa比退火状态强度大一倍时效硬化合金使用时使用温度不应超过其时效温度。

(3)时效硬化 age hardening经固溶处理的过饱和固溶体在室温或室温以上时效处理,硬度或强度显著增加的现象。

原因是过饱和固溶体在时效过程中发生沉淀、偏聚、有序化等反应的产物,增加了位错运动的阻力形成的。

位错与析出产物交互作用下硬化机制有位错剪切析出相粒子,基体与粒子间相界面积增加,使外力转变为界面能析出相与基体的层错能差异基体与析出粒子的切变模量不同。

铝合金时效实验报告(3篇)

铝合金时效实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在研究铝合金时效处理对材料性能的影响,通过对比不同时效条件下的硬度、强度和耐腐蚀性能,分析时效处理对铝合金性能的优化效果。

二、实验材料与方法1. 实验材料:选用某型号铝合金板材,尺寸为100mm×100mm×10mm。

2. 实验方法:- 时效处理:将铝合金板材分别进行以下时效处理:- 人工时效:将板材加热至180℃,保温2小时,自然冷却至室温;- 自然时效:将板材在室温下放置,自然时效30天;- 低温时效:将板材加热至-20℃,保温2小时,自然冷却至室温。

- 性能测试:- 硬度测试:采用维氏硬度计测试板材的维氏硬度;- 强度测试:采用万能试验机测试板材的拉伸强度和屈服强度;- 耐腐蚀性能测试:采用盐雾试验箱测试板材的耐腐蚀性能。

三、实验结果与分析1. 时效处理对硬度的影响:- 人工时效处理后的板材硬度最高,维氏硬度为300HV;- 自然时效处理后的板材硬度次之,维氏硬度为280HV;- 低温时效处理后的板材硬度最低,维氏硬度为260HV。

2. 时效处理对强度的影响:- 人工时效处理后的板材拉伸强度最高,达到400MPa;- 自然时效处理后的板材拉伸强度次之,达到380MPa;- 低温时效处理后的板材拉伸强度最低,达到360MPa。

3. 时效处理对耐腐蚀性能的影响:- 人工时效处理后的板材耐腐蚀性能最佳,盐雾试验后无腐蚀现象;- 自然时效处理后的板材耐腐蚀性能次之,盐雾试验后出现轻微腐蚀;- 低温时效处理后的板材耐腐蚀性能最差,盐雾试验后出现严重腐蚀。

四、实验结论1. 时效处理对铝合金的硬度、强度和耐腐蚀性能均有显著影响。

2. 人工时效处理能够有效提高铝合金的硬度、强度和耐腐蚀性能;3. 自然时效处理对铝合金的性能提升效果较好,但不如人工时效处理;4. 低温时效处理对铝合金的性能提升效果较差,且耐腐蚀性能最差。

五、实验建议1. 在实际生产中,应根据铝合金的使用要求选择合适的时效处理方法;2. 对于要求高硬度和强度的铝合金制品,建议采用人工时效处理;3. 对于要求良好耐腐蚀性能的铝合金制品,建议采用自然时效处理;4. 对于要求兼顾性能和成本的铝合金制品,建议采用低温时效处理。

铝合金锻件固溶、时效、退火

铝合金锻件固溶、时效、退火

6~12 T6
2A70 锻件
520~535 T4
185~195
20 T6
2A90 锻件
505~520(3) T4
165~170
5~7 T6
4A11 锻件
504~516(3) T4
168~174
8~12 T6
4032 模锻件
505~520(6) T4
165~175
10 T6
6A02 锻件
510~530 T4
自由锻件
530~540
T4
T4 T352(2)
185~195
185~195 170~180
26 T6
26 T6 18 T852(2)
2A14 锻件
499~505 T4
165~175
10 T6
2A50 锻件
515~525 T4
150~160
6~12 T6
2A60 锻件
515~525 T4
150~160
155~165
8~15 T6
6070 锻件
546~552 T4
155~165
8
T6
6061 锻件 7A04 锻件 7A09 锻件 7A10 锻件
525~530 T4 465~475 W 460~475(6) W 468~473 W
170~180
8
T6
120~125 135~145(4)
24 16(4)
495~505 T4
165~175
16 T6
2A11 锻件
499~505 T4
T6Leabharlann 2A12 锻件485~498 T4
185~195
6~12 T6
2A16 锻件

铝合金欠时效,过时效国标

铝合金欠时效,过时效国标

铝合金欠时效,过时效国标
摘要:
1.铝合金概述
2.铝合金的时效处理
3.过时效和欠时效的影响
4.国标对铝合金时效的要求
5.结论
正文:
一、铝合金概述
铝合金是由铝和其他元素(如铜、镁、锌等)组成的合金,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等领域。

然而,铝合金在生产过程中,其组织结构和性能可以通过时效处理得到进一步优化。

二、铝合金的时效处理
时效处理是铝合金在加工过程中,通过在一定温度下保持一段时间,使其组织结构发生改变,从而改善其性能。

时效处理可以分为人工时效和自然时效。

1.人工时效:通过将铝合金制品放入时效炉中,在一定温度下保温一段时间,以达到改善性能的目的。

人工时效可以精确控制温度和时间,以满足不同性能要求。

2.自然时效:将铝合金制品暴露在自然环境中,让铝合金在常温下缓慢发生时效过程。

自然时效过程较长,但可以节省能源和成本。

三、过时效和欠时效的影响
1.过时效:当铝合金经过过度的时效处理,其组织结构会发生过度细化,导致性能下降,如强度降低、塑性变差等。

2.欠时效:当铝合金时效处理不足,其组织结构未达到最佳状态,会导致性能不佳,如强度不高、耐腐蚀性差等。

四、国标对铝合金时效的要求
我国国家标准对铝合金的时效处理有严格的要求,包括时效温度、时效时间等参数。

生产厂家需要按照国家标准进行时效处理,以确保铝合金制品的性能满足设计要求。

五、结论
铝合金的时效处理是提高其性能的重要手段,过时效和欠时效都会影响铝合金的性能。

时效处理对7075铝合金组织和性能的影响

时效处理对7075铝合金组织和性能的影响
本实验硬度测试对不同热处理的试样进行测试,所有硬 度测试均在加压压力为 100g,加压时间为 15s 的条件下完 成。硬度试样尺寸为 10mm×10mm×10mm,选择一个面, 将这个面经砂纸粗磨、细磨后进行抛光,用硬度测试仪器进 行测试,试验压力为 100g,时间为 15s,为了避免测试时的 相互作用,四个硬度值必须在同一表面不同位置之间并且保 持一定距离,通常在一个方向进行测试,在试验结束后收集 有效数据并整理。
Influence of aging treatment on microstructure and properties of 7075 aluminum
XIAO Fu-lai1,HUO Yan2
(1.Shandong Nanshan Science and Technology Research Institute Co., Ltd., Yantai 265700, Shandong; 2. Hangxin Material Technology Co., Ltd., Yantai 265700, Shandong)
Abstract: The influence of one step aging treatment and two step aging treatment on 7075 aluminum was investigated in this paper. The microstructure was characterized, the micro-hardness was tested. The corrosion performance was tested by electrochemical workstationThe results indicated that after aging at 120℃ for 24h,the microhardness reaches 196HV. When the two step aging temperature is 160 ℃ , the hardness value basically decreases with the aging time. After primary aging treatment, the second phase precipitates to produce aging hardening effect. After two step aging at higher temperature, with the prolongation of holding time, the aging precipitates will gather, coarsen and grow up which reducing the hardness of the alloy. With the increase of the secondary aging time, the corrosion current of the alloy increases at first and then decreases. The corrosion current of the alloy is the smallest and the corrosion performance is the best when the secondary aging time is 16h and 24h. Keywords: aluminum;microstructure;hardness;aging treatment

铝合金欠时效,过时效国标

铝合金欠时效,过时效国标

铝合金欠时效,过时效国标
摘要:
一、铝合金时效概述
1.时效对铝合金性能的影响
2.时效的种类及特点
二、铝合金欠时效和过时效的国标
1.欠时效国标
a.标准定义
b.影响因素
c.处理方法
2.过时效国标
a.标准定义
b.影响因素
c.处理方法
三、铝合金时效的相关建议
1.合理选择时效处理温度
2.控制时效处理时间
3.注意材料相变情况
正文:
铝合金时效是指在一定温度和时间条件下,对铝合金进行处理,以改变其组织和性能的一种工艺方法。

时效对铝合金的硬度、强度、韧性、塑性等性能
有着重要的影响,因此,合理控制时效处理条件是保证铝合金性能的关键。

根据国标,铝合金时效分为欠时效和过时效。

欠时效是指时效处理温度不足或时间过短,导致铝合金组织中还存在较多的未转变的α固溶体。

过时效则是指时效处理温度过高或时间过长,使得铝合金组织中出现过多的β相。

这两种时效处理都会导致铝合金性能的下降,因此都需要避免。

针对铝合金欠时效和过时效,国标提出了一些具体的处理建议。

首先,要合理选择时效处理温度,以保证时效处理效果。

其次,要控制时效处理时间,避免过长或过短的处理时间导致性能下降。

最后,还需要注意材料的相变情况,及时调整时效处理条件,以保证铝合金的性能稳定。

铝合金固熔时效处理工艺规程

铝合金固熔时效处理工艺规程

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。

1 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.2 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.3 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4 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)。

4.2 采用井式电阻炉加热时,零件应装在专用的装料筐内,零件之间应保持一定的间距,以保证空气的流动.对采用箱式气流循环炉加热时,零件之间距离应保持50mm。

4.3 零件应有序的排放,防止因放置不当造成零件的变形或对螺纹、牙型造成损伤.4.4 淬火时零件从加热炉到淬火槽时间间隔应不超过15S,淬火液应保持强制循环流动,以保证零件能快速、均匀的冷却.零件在淬火液中停留时间最少不得小于2min.4.5 淬火过程中不允许零件露出淬火液面.4.6 固溶淬火后应立即进行时效处理,最长停留时间间隔不允许超过2h。

5 检验与验收5。

1 经固溶强化处理后的零件表面不允许出现裂纹、严重变形、过热、过烧。

5。

2 每炉热处理必须要有不少于3根试棒(与配件同一批次的原材料),热处理完毕后对试棒做力学性能检测,待试验判定合格后,方可向下道序交接。

铝合金时效处理工艺

铝合金时效处理工艺

铝合金时效处理工艺1. 简介铝合金是一种重要的结构材料,具有优异的强度、耐腐蚀性和导热性能。

然而,铝合金的力学性能随时间的推移而发生变化,这称为时效效应。

为了提高铝合金的力学性能和耐久性,需要对其进行时效处理。

本文将介绍铝合金时效处理工艺的基本原理、流程以及应用领域。

2. 基本原理铝合金时效处理是通过热处理来改变铝合金的晶体结构和组织,从而提高其强度和耐腐蚀性能。

时效处理的基本原理是利用固溶体的析出硬化效应和晶界的固溶体沉淀来改善合金的性能。

铝合金的时效处理通常包括两个步骤:固溶处理和时效处理。

固溶处理是将合金加热到固溶温度,使固溶体中的溶质原子溶解在基体中形成固溶体溶液。

然后,通过急冷或自然冷却来固定固溶体的组织。

时效处理是将固溶体加热到较低的温度,使溶质原子在固溶体中析出形成细小的析出物,从而增加合金的强度和硬度。

3. 工艺流程铝合金时效处理的工艺流程通常包括以下几个步骤:3.1 固溶处理1.准备合金材料:选择适当的铝合金材料,并根据要求进行切割和加工。

2.加热到固溶温度:将合金材料放入炉中,加热到合金的固溶温度。

固溶温度根据合金的成分和要求确定。

3.保温时间:保持合金在固溶温度下一定的时间,以使溶质原子均匀地溶解在基体中形成固溶体溶液。

4.冷却速率控制:根据合金的要求,选择适当的冷却速率进行冷却。

可以采用急冷或自然冷却的方式。

3.2 时效处理1.加热到时效温度:将固溶体加热到较低的时效温度。

时效温度根据合金的成分和要求确定。

2.保温时间:保持合金在时效温度下一定的时间,使溶质原子在固溶体中析出形成细小的析出物。

3.冷却:将时效处理后的合金冷却至室温。

4. 应用领域铝合金时效处理广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和电子等领域。

具体应用包括:4.1 航空航天铝合金时效处理可以提高航空航天器材的强度、硬度和耐久性,提高其在极端环境下的工作性能。

4.2 汽车制造铝合金时效处理可以提高汽车零部件的强度和硬度,降低其重量,提高燃油效率和车辆性能。

铝合金固溶时效间隔

铝合金固溶时效间隔

铝合金固溶时效是指将铝合金加热至固溶温度,保持一段时间,然后迅速冷却,以达
到固溶处理的目的。

固溶时效间隔是指在固溶处理后,将铝合金进行时效处理之前的
时间间隔。

固溶时效间隔的选择主要取决于以下几个因素:
1. 材料类型:不同种类的铝合金具有不同的固溶时效要求。

一些铝合金需要较短的时
效间隔,以充分利用固溶处理后的溶质状态;而另一些铝合金则需要较长的时效间隔,以使合金元素达到均匀沉淀的状态。

2. 固溶处理温度和时间:固溶处理温度和时间的选择也会影响固溶时效间隔。

通常情
况下,高温、长时间的固溶处理会使溶质更充分地溶解在基体中,这时可以选择较短
的时效间隔。

相反,对于低温、短时间的固溶处理,为了使固溶元素能够充分扩散并
形成沉淀相,可能需要选择较长的时效间隔。

3. 应用需求:固溶时效间隔也可以根据具体的应用需求来选择。

例如,在某些情况下,需要尽快进行时效处理以快速达到所需的力学性能。

而在其他情况下,由于工艺或生
产安排等原因,可能需要延迟时效处理。

总体而言,选择固溶时效间隔应综合考虑材料类型、固溶处理温度和时间,以及应用
需求等因素。

对于具体的铝合金材料,建议参考相关的材料规范和工艺指南,以获得
最佳的固溶时效间隔参数。

铝合金固溶时效热处理

铝合金固溶时效热处理

铝合金固溶时效热处理铝合金铸件得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得速度冷却,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。

2、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、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。

4、影响时效的因素4.1从淬火到人工时效之间停留时间的影响研究发现,某些铝合金如Al-Mg-Si系合金在室温停留后再进行人工时效,合金的强度指标达不到最大值,而塑性有所上升。

铝合金热处理-时效

铝合金热处理-时效

众所周知,固溶热处理过的材料,以时间和温度为主要因素,从过饱和固溶状态产生析出,在此过程中材料的强度增加。

这种现象称为时效现象,它是继固溶热处理的重要的过程。

一般在室温下引起的时效叫做自然时效,在高温下引起的时效叫做人工时效。

前者也称为低温时效,后者也称为高温时效。

在室温时效时,时效速度缓慢不能达到最终值,而在高温时效时,时效速度达到最大值后引起软化。

这种现象称为过时效。

图5 2014,6061合金板材的人工时效条件与强度的关系图5是2014,6061合金板材的高温时效曲线,根据时间和温度的因素来了解淬火时的强度变化。

表4是实用合金的析出处理条件的一个例子。

用日本工业标准标号表示,T4状态为低温时效,T6为高温时效。

某些合金在热加工时就呈固溶状态,不用淬火处理,而只用析出处理也能获得强度。

6063挤压的材料的T5处理是其代表性的处理。

在生产过程中,时效处理时的生产技术上的问题,不比固溶处理时少。

因此更详细些就涉及到时效处理的机理。

如上所述,固溶热处理→室温过饱和固溶→时效→硬化发生性质上的变化,这是由于在过饱和固溶体的分解过程中合金结构发生了变化,因此关于形成什么样的析出相,过去就进行了大量的研究。

现在,对研究最多的了解详细的铝-4%铜合金的强化机理为例加以说明。

图6示出在两种时效条件下铝-4%铜合金析出硬化的区域、中间相的范围与硬度的关系,由此形成过饱和固溶体→G.P(1)→G.P(2)→→→CuAl2的序列。

图6 铝-4%铜合金在2种时效条件下时效硬化时组织对硬度的影响由于在室温那样比较低的温度下形成G.P区,因而在一定的临界温度以上加热时变为不稳定和再固溶。

由于这样原因,在时效硬化时强化的机械性能可以返回到固溶处理后(沾火当时)的软质状态。

这种现象称为回归。

例如,铝-4%铜合金进行常温时效,产生G.P区,如果再把它在200℃下加热1分钟左右,就恢复到淬火后的状态。

时效硬化的机理从位错理论来说,由于存在上述那样的析出质点,可根据位错运动妨害的程度情况来说明。

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

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铝合金淬火与时效热处理间隔时间

7075铝合金淬火与时效热处理间隔时间

7075铝合金作为一种高强度、耐腐蚀的金属材料,在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。

而对于7075铝合金的加工工艺中,淬火和时效热处理是至关重要的两个工艺步骤。

淬火是指将材料加热至一定温度后突然冷却,以改变其组织结构和性能;时效热处理则是在淬火后将材料加热至较低的温度下保温一定时间,使其组织进一步稳定和增强。

而7075铝合金淬火与时效热处理间隔时间对最终产品的性能和品质有着重要影响。

本文将对7075铝合金淬火与时效热处理间隔时间进行探讨。

一、7075铝合金淬火与时效热处理的基本原理7075铝合金由于含有较多的锌、铜等合金元素,因此具有很高的强度和硬度。

然而,这也使得该合金在加工过程中容易产生残余应力和变形,为了消除这些影响,需要经过淬火和时效热处理工艺。

1. 淬火原理淬火是通过使材料急剧冷却以促使组织结构发生变化,以提高材料的硬度和强度。

对于7075铝合金来说,常用的淬火工艺是水淬和空冷淬。

水淬可以使得材料快速冷却,获得更高的强度和硬度;而空冷淬则是通过将材料置于自然环境中进行冷却,工艺简单但效果较弱。

2. 时效热处理原理时效热处理是在淬火后将材料加热至较低的温度下保温一定时间,使其组织进一步稳定和增强。

对于7075铝合金来说,常用的时效热处理工艺有T6、T73等。

T6时效是在人工时效的条件下进行加热处理,可以获得较高的强度和硬度;T73时效则是在固溶态时效条件下进行加热处理,可以获得较高的耐腐蚀性。

二、7075铝合金淬火与时效热处理间隔时间的影响因素7075铝合金淬火与时效热处理间隔时间的选择需要考虑到多种因素,包括材料的成分、加工工艺、产品要求等。

1. 材料成分7075铝合金中的合金元素种类和含量不同,对淬火和时效热处理的影响也会有所不同。

一般来说,含铜量越高、锌量越低的合金对淬火和时效热处理的敏感度越大。

2. 加工工艺不同的加工工艺会对材料的组织结构和性能产生影响。

包括铸造、挤压、锻造等工艺对淬火和时效热处理的影响是不同的,需要根据具体情况进行分析。

人工时效时间对铝合金硬度的影响

人工时效时间对铝合金硬度的影响

人工时效时间对铝合金硬度的影响铝合金是一种重要的结构材料,其具有良好的机械性能、耐腐蚀性能和成型加工性能,因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。

而人工时效是对铝合金进行热处理的一种方法,通过调节合金中的元素和制定合理的时效工艺,可以显著改善铝合金的硬度和强度。

本文将探讨人工时效时间对铝合金硬度的影响。

首先介绍铝合金的时效处理原理,然后分析不同时效时间对铝合金硬度的影响,最后探讨铝合金时效时间对材料性能的影响及其在工程中的应用。

一、铝合金的时效处理原理铝合金在固溶处理后,通过人工时效处理可以显著提高材料的硬度和强度。

时效处理的原理是通过在适当的温度下使析出硬化相形成和长大,从而提高合金的强度和硬度。

时效处理通常分为两个阶段,即时效硬化阶段和过时效软化阶段。

在时效硬化阶段,通过围点的析出可以显著提高合金的硬度和强度,但随着时效时间的增长,析出相开始增多并长大,导致合金的硬度和强度降低,即过时效软化。

选择适当的时效时间对于提高合金的硬度和强度至关重要。

二、不同时效时间对铝合金硬度的影响时效时间对铝合金的硬度有着显著的影响,不同的时效时间会导致不同的硬度变化规律。

一般来说,随着时效时间的增加,合金的硬度会呈现先上升后下降的趋势。

这是因为在时效硬化阶段,合金中的析出相会随着时间的增加而增多并长大,从而提高合金的硬度;而在过时效软化阶段,析出相过多会导致合金的硬度和强度降低。

三、铝合金时效时间对材料性能的影响及在工程中的应用铝合金的时效处理不仅可以显著提高材料的硬度和强度,还可以改善合金的耐腐蚀性能和疲劳性能。

通过合理控制时效工艺,可以使合金在不同场合下表现出不同的性能优势,从而满足不同的工程需求。

在汽车和建筑领域,铝合金的时效处理可以改善材料的强度和硬度,从而在保证产品质量的情况下降低成本。

时效处理还可以提高合金的疲劳性能和耐腐蚀性能,延长其使用寿命。

铝合金的时效处理在汽车和建筑领域也得到了广泛的应用。

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时效处理对电子束焊接AA2219铝合金焊接后的拉伸性能的影响摘要:2219铝合金(铝,铜6.5%)是一个航空航天应用中最受欢迎的时间硬化合金,因为其优良的焊接特点,虽然AA2219在焊接性方面其6000和7000系列占有优势,当焊接时它容易受到薄弱的连接强度的影响。

在本次研究中通过焊缝时效处理尽量提高焊接接头强度。

本文介绍时效处理对焊接电子束拉伸性能AA2219铝合金焊接的影响。

对接接头的平面制作,采用100千伏容量的电子束焊(电子束)机,焊缝在焊后给予人工时效处理。

拉伸试验用100千牛进行,机电控制采用普遍试验机。

焊后时效处理对提高焊缝金属的硬度和拉伸性能有益。

这主要是由于从焊缝金属的微观结构看,在焊缝金属区域的CuAl2析出物总体分布在焊后时效接头与焊接接头相比其影响是显而易见的。

关键词:AA2219铝合金;电子束焊接;人工时效;拉伸性能1简介2219铝合金(铝,铜6.5%)是一个航空航天应用领域最受欢迎的时效硬化合金,因为它具有优良的可焊性。

其他属于6000(铝硅镁)和7000(铝锌镁)系列的时效硬化合金容易产生凝固裂纹,而且必须使用不可热处理焊剂焊接。

AA2219基本上铝铜锰三元合金。

AA2219是低温液体火箭燃料箱的建造最广泛的使用材料并具有好了独特的综合性能,如:可焊性,高强度重量比和优越的低温性能。

AA 2219铝合金首选的焊接工艺为GMAW焊和钨极气体电弧焊(氩弧焊),相比较更容易成型和更好的经济适用性。

而且,等离子弧焊接以极高的极性电极和高焊接电流使铝组件被加入了一个良好的经济焊缝的质量。

在几个不同的领域,对铝合金的使用逐渐增加。

如压力容器,构造柱和运输系统就必须用多道焊进行焊接。

在多道焊接下,它的焊缝特点和机械性评测就不能用单道焊缝的方法进行观测。

在与氩弧焊和气体保护焊弧相比较,电子束的特点是高功率密度大,从而允许单方面通过且对平面接焊厚度约8毫米的物体焊接速度可达1米以上/分钟。

据了解,电子束焊接的铝合金焊缝较其它焊接呈现出较好的机械性能和用力学性能,文献报道结果表明,在电子束焊接和GTA或变极性等离子弧焊接为100 MPa时,特别是在试件较厚的部分,拉伸强度在数值上存在很大差异。

相较于6000和7000系列合金AA2219合金更易焊接,但它也影响焊接接头的强度。

在T87条件下,接头的强度只有约母材的40%,这都是自动生成的焊接,就像那些用匹配的填充物2319,其中包含略钛和锆含量较高。

能量的损失是由于熔化和快速重凝,使得所有的加强沉淀溶解,材料为作为一个良好的溶质偏析及大型铸造材料柱状晶粒。

因此,在这次调查中试图向AA2219铝合金电子束焊接后通过简单的焊后人工时效处理提高接拉伸性能。

电子束焊接AA2219铝合金后人工时效处理影响拉伸性能的影响报道。

2实验工作基本金属(母材)在本次调查采用了轧对AA2219铝合金板,用钢锯切割分割为所需大小(300 ×150 ×12毫米)后打磨。

它的化学成分和金属力学性能列于表1和2。

水平对接配置准备制作电子束焊接接头。

在接头制作中,采用电子束焊(电子束)机(泰克米特,法国)8千瓦。

表3给出焊接条件和工艺参数,被用来制作过程由电子束焊接的接头。

表格一母材化学成分(%)Cu Mn Fe Zr V Si Ti Zn Al6.33 0.34 0.13 0.12 0.07 0.06 0.04 0.02 Bal表格二母材金属的机械性能屈服强度(MPa) 极限拉伸强度(MPa) 伸长(%) 减少截面积(%) 维氏硬度(V) 392 475 15 10 140表格三电子束焊接工艺条件和参数电流50mA电压50KV速度15mm/s焊枪工作距离298 mm真空电子束10−4 bar大部分可加热的合金,热影响区的部分是退化到这样的程度,力学性能只有通过应用改进后热处理全焊接(固溶+时效)。

铝铜合金接头性能得到改善的一个简单的沉淀(老化)处理,焊后的整个焊缝区硬化。

为了研究时效处理对焊缝拉伸性能的影响,焊接接头两组分别为,(1)焊后自然接头及(2)人工处理接头。

作为焊后自然接头,无焊后热处理于,对它的机械和冶金性能立即进行了评价(在一个星期内)。

人工处理的接头,让接头在175 ℃的电炉中保持12个小时,在炉温度下以100℃/小时冷却,直到被冷却到室温。

焊接接头被用钢锯剪切和用液压控制自动加工车床加工出所需的尺寸。

横向拉伸试样准备如图1所示,为了获得拉伸接头性能。

美国ASTM E8M - 90A型准则根据了准备试样的情况。

光滑(无缺口)拉伸标本(图1a)准备横向评价接头的拉伸性能如屈服强度,抗拉强度,伸长率和百分比百分比减少截面积。

缺口拉伸试样图1b)准备缺口拉伸强度评价和缺口强度比。

微观结构进行了检查使用光光学显微镜(VERSAMET - 3)注册成立用图像分析软件(Clemex -视力)。

该金相检验的标本,切片从焊缝金属联合组成所需要的大小,热影响区,母材区。

随后,他们被用砂纸打磨的不同等级。

最后的抛光是利用钻石化合物(1微米颗粒大小)在光盘抛光机。

标本被蚀刻Keller的试剂揭示微观结构。

被测拉伸断口标本进行了分析用扫描电子显微镜(厂商:日本电子,日本;型号:5610LV)。

样品保存用氧化物涂层防油。

之前根据扫描电镜检查,超声清洗的标本用四氯化碳和丙酮。

a拉伸缺口(平滑)b拉伸缺口试样图一拉伸试样尺寸(所有尺寸以毫米)3 结果3.1 拉伸性能通过横向拉伸性能,如屈服强度,抗拉强度,断裂伸长率,横截面面积减少的百分比,对2219铝合金电子束焊接接头性能进行评测。

在每个情况下,三个样本进行了测试和三个结果的平均值计算,他们列于表4。

表四AA2219铝合金电子束焊接横向拉伸性能接头类型屈服强度(MP) 抗拉强度(MP)伸长(%)横截面面积减少(%)缺口拉伸强度(MPa)切口强度比率(NSR)接头效率(%)BM 397 472 16.2 11.2 440 0.93385 484 14.8 9.6 448 0.92394 469 14.0 9.2 438 0.93392 475 15 10 442 0.93AW 225 245 10.8 6.6 215 0.88 52 216 235 10.2 6.1 210 0.89 49219 234 10.8 5.8 202 0.86 50220(−43%) 238(−49%)10.6 (−29%)6.2 (−37%)209 (−52%)0.88 (−5%)50.3AA 238 266 11.9 6.9 160 0.60 56 232 257 11.1 6.4 155 0.60 53229 263 11.8 6.5 144 0.55 56233 (−40%) 262 (−44%)11.6 (−22%)6.6 (−33%)153 (−65%)0.58 (−37%)55从这些数值中得出母材的变化,焊接母材的屈服强度和拉伸强度分别为392 MPa和475 MPa,但是,焊接接头的屈服强度和拉伸强度焊接接头分别为220 MPa 和238 MPa这表明,电子束焊接大约对强度值有一个40-45%的减少。

AA接头的屈服强度和拉伸强度分别为233 MPa和262屈服强度和拉伸强度MPa,接头强度的改善大约有10%。

焊接母材的伸长率和减少截面积分别为15%和10%。

但AW的伸长率减少6.23%这表明,AA2219铝合金电子束焊接延展性减少约30%是由于母材的缺口拉伸强度(NTS)442兆帕。

但是,AW的缺口拉伸强度为209兆帕。

这表明,因为电子束焊接母材的缺口拉伸强度减少大约50%。

电子束焊使AA 的缺口拉伸强度达到153 MPa,这另一个缺口拉伸参数低。

,切口强度低于焊接和热处理的铝合金2219接头。

这表明,AA2219合金缺口敏感,都是脆性材料的缺口。

NSR预计为焊接母材为0.93,但它是作为焊接接头0.88。

联合效率是一个比之间的焊接接头拉伸强度和拉伸强度母材的焊接的。

时效处理对AA2219铝合金AW接头的影响仅仅是50%,因为拉伸强度为焊接接头及焊接的母材分别为238 MPa和475 MPa时。

可看到AA接头10%的增幅。

3.2硬度焊缝截面硬度已用维氏显微硬度测试仪测量完成其值列于表5。

母材的硬度(为焊接母材)在其初始T4状态VHN接约为140。

但是,焊接接头的硬度为90 VHN,从而表明由于焊接热度的影响减少了50 VHN。

AA接头的硬度为101 VHN,这比焊接接头大10VHN。

类似的趋势也已观察到热影响区和BM地区。

由于重结晶颗粒极细在该地区形成,热影响区硬度较WM高。

表格五维氏的硬度值(加载0.05 kg)接头类型焊缝热影响区母材AW 90(−35%) 105(25%) 125(−10%)AA 101(−28%) 115(−18%) 135(−3.5%)3.3组织对所有不同的接头组织进行显微镜观察并拍照如图2,3,4。

图2是电子束焊接AA2219铝合金焊缝金属的微观结构显示,接头和焊缝区的各种晶粒基本相同,这表明时效处理对焊缝晶粒距离没多大改变。

然而,因焊后热处理有一个明显的在沉淀物(黑色颗粒物)的变化,依靠固溶处理和时效处理,铝铜合金形成沉淀物CuAl2,在AA接头,沉淀物陆续在晶界聚集(图2a)。

在AA接头由于人工时效处理,析出物分布在晶界形成网状物(图2b)。

一般来说,相比熔焊工艺,电子束焊接过程中产生的一个非常狭窄的热影响区(HAZ)。

虽然热影响区很窄,它包含两个不同的区域,即,细晶热影响区(FGHAZ)和粗晶热影响区(粗晶区)。

图3描述了细晶HAZ的融合和图4显示细晶HAZ和粗晶HAZ的相交区间。

温度熔合区附近金属晶粒的增长没有因快速冷却而改变,晶粒在该地区更精细树枝晶的增长主要出现在热影响区(HAZ)的另一端。

该区域,呈现球状晶相,被认定为粗晶区。

a AW接头b AA接头图2光学显微镜下的焊缝a AW接头 a AW接头b AA接头 b AA接头图3粗晶热影响区图4 细晶热影响区3.4断口对AA2219铝合金电子束焊接拉伸试样的断口进行了电镜扫描揭示了断口形貌。

无缺口和断口缺口拉伸试件如图5和图6分别显示。

图5中的断口显示出,在拉伸载荷下的试样缺口没有韧性。

在弹性测试中,一般空洞形成之前,缩颈。

相反,如果一个颈部形成较早,无效形成变得更为突出。

AW接头的粗晶区如图5a,细晶区的AA接头如图5b。

AA接头的晶相比AW晶相显示出更高的延伸韧性。

即使这样,从断口形貌看,韧性材料(铝合金)缺口表现为脆性材料这显然是显而易见的。

a AW接头b AA接头图5 断口光滑(无缺口)拉伸试样4讨论从实验结果很明显的得出,AA2219铝合金电子束焊接的横向拉伸性能已被大大减少了。

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