固溶处理和时效处理

固溶处置和时效处置之迟辟智美创作

1、固溶处置

所谓固溶处置，是指将合金加热到高温奥氏体区保温，使过剩相充沛溶解到固溶体中后快速冷却，以获得过饱和固溶体的热处置工艺.

固溶处置的主要目的是改善钢或合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处置作好准备等.适用

多种特殊钢，高温合金，特殊性能合金，有色金属.

尤其适用：1.热处置后须要再加工的零件.

2.消除成形工序间的冷作硬化.

工件.

原理

序言

固溶处置是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以获得均匀的过饱和固溶体，便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相，同时消除由于冷热加工发生的应力，使合金发生再结晶.其次，固溶处置是为了获得适宜的晶粒度，以保证合金高温抗蠕变性能.固溶处置的温度范围年夜约在980~1250℃之间，主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择，以保证主要强化相需要的析出条件和一定的晶粒度.对长期高温使用的合金，要求有较好的高温耐久和蠕变性能，应选择较高的固溶温度以获得较年夜的晶粒

度；对中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度的合金，可采纳较低的固溶温度，保证较小的晶粒度.高温固溶处置时，各种析出相都逐步溶解，同时晶粒长年夜；高温固溶处置时，不单有主要强化相的溶解，而且可能有某些相的析出.对过饱和度低的合金，通常选择较快的冷却速度；对过饱和度高的合金，通常为空气中冷却.

不锈钢固溶热处置

碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很年夜影响.奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内时，会有高铬碳化物析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会发生晶间腐蚀，严重时能酿成粉末.所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处置或稳定化处置.

固溶热处置：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳到达过饱和状态.这种热处置方法为固溶热处置.

固溶热处置中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是分歧的，前者是软化处置，后者是淬硬.后者为获得分歧的硬度所采用的加热温度也纷歧样，但没到1100℃.

淬火

钢的淬火是将钢加热光临界温度Ac3或Ac1以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部份奥氏体化，然后以年夜于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下进行马氏体转变的热处置工艺.

通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等资料的固溶处置或带有快速冷却过程的热处置工艺称为淬火.

淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，获得马氏体或贝氏体组织，然后配合以分歧温度的回火，以年夜幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的分歧使用要求.也可以通过

淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能.

淬火能使钢强化的根来源根基因是相变，即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织.

固溶处置与时效处置的区别

固溶热处置

将合金加热至高温单相区恒温坚持,使过剩相充沛溶速

冷却,以获得过饱和固溶体的热处置工艺

时效处置可分为自然时效和人工时效两种自然时效是

将铸件置于露天场地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减少，人工时效是将铸件加热到550～650℃

进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为完全.

2、时效处置——为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变动，常在高温回火后（高温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，坚持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处置，称为时效.对在高温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处置，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要.

时效处置：指合金工件经固溶处置，冷塑性变形或铸造，铸造后，在较高的温度放置或室温坚持其性能，形状，尺寸随时间而变动的热处置工艺.若采纳将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处置的时效处置工艺，称为人工时效处置，若将工件放置在室温或自然条件下长时间寄存而发生的时效现象，称为自然时效处置.时效处置的目的，消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能等.

在机械生产中，为了稳定铸件尺寸，常将铸件在室温下长期放置，然后才进行切削加工.这种办法也被称为时效.但这种时效不属于金属热处置工艺.

20世纪初叶，德国工程师A.维尔姆研究硬铝时发现，这种合金淬火后硬度不高，但在室温下放置一段时间后，硬度便显著上升，这种现象后来被称为沉淀硬化.这一发现在工程界引起了极年夜兴趣.随后人们相继发现了一些可以采纳时效

处置进行强化的铝合金、铜合金和铁基合金，开创了一条与一般钢铁淬火强化有实质差此外新的强化途径——时效强化.

绝年夜大都进行时效强化的合金，原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成.固溶体的溶解度随温度的上升而增年夜.在时效处置前进行淬火，就是为了在加热时使尽量多的溶质溶入固溶体，随后在快速冷却中溶解度虽然下降，但过剩的溶质来不及从固溶体中分析出来，而形成过饱和固溶体.为到达这一目的而进行的淬火常称为固溶热处置. 经过长期反复研究证实，时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒(一般是金属化合物，也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地域聚集)，形成一些体积很小的溶质原子富集区.

在时效处置前进行固溶处置时，加热温度必需严格控制，以便使溶质原子能最年夜限度地固溶到固溶体中，同时又不致使合金发生熔化.许多铝合金固溶处置加热温度容许的偏差只有5℃左右.进行人工时效处置，必需严格控制加热温度和保温时间，才华获得比力理想的强化效果.生产中有时采纳分段时效，即先在室温或比室温稍高的温度下保温一段时间，然后在更高的温度下再保温一段时间.这样作有时会获得较好的效果.