铝合金时效分析 - 360文档中心

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。

时效总结

时效一、时效在一定的温度下，保持一定的时间，过饱和固溶体发生分解(称为脱溶)，引起铝合金强度和硬度大幅度提高，这种热处理过程称之为时效。

二、时效强化机理7×××系合金时效过程中的沉淀析出顺序为: SSSS(过饱和固溶体)→GP区→η′(MgZn2)→η(MgZn2)。

若Zn：Mg比较低，一些铝合金会出现T相（Al2Mg3Zn3），T相析出序列可表示为：SSSS→GP区→T′(半共格) →T，由于时效温度一般低于200℃通常很少在合金中发现T相。

6xxx系（Al-Mg-Si系）铝合金SSSS→GP区→β’相→β相(Mg2Si相)。

金属强化取决于位错与脱溶相质点间的相互作用。

时效过程中分解产生的析出相能阻碍位错运动，从而提高合金强度。

析出相对位错的阻碍作用主要有切过机制和奥罗万绕过机制。

在沉淀析出的早期阶段，形成小尺寸的GP区和亚稳相η’相，位错滑移需-切割析出相，使基体得到明显强化。

随着时效时间的延长，析出相的尺寸增大，合金强度增加。

在沉淀析出的后期，主要发生亚稳相η’向平衡相η的转变以及η相的粗化，此时位错线采取绕过方式移动，因为绕过析出相所需的临界切应力比切过所需的低。

随着时效时间的延长，析出相明显长大，强化效果降低，强度下降。

合金的强度主要由晶内析出相GP区和η’相的体积分数、形貌尺寸和分布所决定。

沉淀相的体积分数越大，分布越均匀致密，合金的强度越高。

通常切割机制比绕过机制的强化效果好。

切割机制的强化效果随质点体积分数和尺寸的增大而增大，而绕过机制的强化效果则应随质点体积分数的减小和尺寸的增大而减小。

合金在时效过程中的强度变化的特征：开始阶段的脱溶相（GP区或某种过渡相）与基体共格、尺寸很小，因而位错可以切过。

此时的屈服切应力增量取决于切割脱溶相所需的应力。

继续脱溶时，脱溶相体积分数（ƒ）及尺寸（r）均增加，切割它们所需应力加大，使强化值增加，经一段时间后，ƒ会达到一定值，脱溶相将按奥斯特华德熟化过程规律增大尺寸，使合金进一步强化。

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。

双级时效高强7000系铝合金第二相强化分析

双级时效高强7000系铝合金第二相强化分析——（仅考虑第二相导致沉淀强化）材料1303 袁唐知久0603130322时效分为单级或分级时效。

顾名思义，单级时效是指在单一温度下进行的时效过程。

它工艺简单，但组织均匀性差，抗拉强度、屈服强度、条件屈服强度、断裂韧性、应力腐蚀抗力性能很难得到良好的配合。

分级时效是在不同温度下进行两次时效或多次时效。

在较低温度进行预时效，目的在于在合金中获得高密度的G.P 区，由于G.P 区通常是均匀成核的，当其达到一定尺吋后，就可以成为随后沉淀相的核心，从而提高了组织的均匀性。

在稍高温度保持一定时间进行最终时效。

由于温度稍高，合金进入过时效区的可能性增大，故所获得合金的强度比单级时效略低，但是这样分级时效处理后的合金，其断裂韧性值高，并改善了合金的抗腐蚀性，提高了应力腐蚀抗力。

一般情况下，7000系列Al-Mg-Zn-Cu 系合金经固溶淬火后获得的过饱和固溶体（SSS ）脱溶序列为：过饱和固溶体（SSS ）→ G.P .区→ η '相→η 相（MgZn 2）析出相的脱溶沉淀过程呈连续变化。

脱溶序列中的 G.P .区、 η '相和η 相是Al-Mg-Zn-Cu 系铝合金主要的沉淀相。

第二相强化是 Al-Mg-Zn-Cu 系合金主要的强化机制：析出相本身对位错运动有有效障碍。

析出相与院士组织的共格和半共格关系造成的应力场也会导致缺陷运动的减慢。

合金中析出相的性质，包括析出相种类、尺寸以及体积分数都将影响其与位错的作用方式，位错运动受阻最大时体现的强化效果最强。

根据第二相特性的不同，第二相强化可分为沉淀强化和弥散强化两种。

这里仅从时效析出第二相导致沉淀强化的角度来讨论。

Al-Zn-Mg-Cu 系合金于第一级时效时，这时候沉淀强化占主导作用，此时最主要沉淀析出相是与基体共格、尺寸细小的 G.P .区，位错以切割析出相的方式通过它们。

1 析出相体积分数f 的变化一级时效时，析出的单个 G.P.区对滑移位错的阻碍作用很小，随着时效的进行已经形成的G.P.区不断的变大，同时新的G.P.区不断析出，便能引起合金屈服强度大幅度提高。

《6061铝合金应力时效组织与性能研究》范文

《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在航空、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。

6061铝合金作为典型的可热处理强化铝合金，具有优良的加工性能和力学性能，被广泛应用于各种结构件和零部件的制造。

然而，关于6061铝合金在应力时效过程中的组织与性能变化的研究尚不够深入。

因此，本文以6061铝合金为研究对象，对其应力时效组织与性能进行研究，旨在为该合金的实际应用提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料实验所采用的6061铝合金为市售标准合金，经过适当的加工和热处理后，用于后续的应力时效实验。

2. 方法（1）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对6061铝合金的微观组织进行观察。

（2）性能测试：通过拉伸试验、硬度测试和电导率测试等方法，对6061铝合金的力学性能和物理性能进行测试。

（3）应力时效处理：将6061铝合金试样进行不同时间、不同温度的应力时效处理，观察其组织与性能的变化。

三、结果与分析1. 组织观察结果（1）金相显微镜观察：6061铝合金在应力时效处理后，晶粒内部出现了一定程度的变形和析出相的分布变化。

（2）SEM观察：在SEM下观察到，随着应力时效时间的延长和温度的升高，析出相的数量和尺寸均有所增加。

（3）TEM观察：TEM观察结果显示，析出相主要为Al3Zr、Al6Fe等相，其形态和分布对合金的性能有重要影响。

2. 性能测试结果（1）力学性能：拉伸试验结果表明，随着应力时效时间的延长和温度的升高，6061铝合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高。

这主要是由于析出相的强化作用。

（2）物理性能：硬度测试和电导率测试结果表明，应力时效处理对6061铝合金的硬度有显著提高，而对电导率的影响较小。

这表明合金的耐磨性和耐腐蚀性得到了提高。

3. 分析讨论（1）应力时效过程中，析出相的形成和分布对合金的组织与性能具有重要影响。

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。

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，具有良好的强度和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。

人工时效是铝合金制造中的一个重要工艺，通过对铝合金进行一定温度和时间的处理，可以显著改善其硬度和强度。

本文将探讨人工时效时间对铝合金硬度的影响，分析不同时效时间对铝合金性能的影响规律，为铝合金的工艺改进提供依据。

一、铝合金的人工时效处理铝合金的人工时效处理是通过在一定的温度下保持一定时间，使合金中的溶质元素在固溶体中析出和沉淀，形成强化相，从而提高合金的硬度和强度。

通常情况下，铝合金的人工时效处理分为两个阶段，首先是固溶处理，将合金加热至固溶温度，使溶质元素溶解在固溶体中；然后进行时效处理，将固溶态的合金在较低的温度下保持一定时间，溶质元素开始析出和沉淀，形成强化相。

人工时效处理对合金的性能影响深远，其中时效时间是影响硬度的一个重要因素。

1. 硬度与时效时间的关系时效时间是影响铝合金硬度的一个重要参数，不同的时效时间会导致合金内部强化相的形成和分布不同，从而影响合金的硬度。

一般来说，随着时效时间的增加，合金的硬度会先上升后下降。

当时效时间较短时，合金内部的强化相尚未充分析出，硬度较低；随着时效时间的增加，强化相逐渐形成并分布均匀，合金的硬度逐渐提高；但当时效时间过长时，强化相会出现过多的析出，导致晶界的脆化，硬度开始下降。

2. 时效时间对合金组织的影响不同的时效时间对合金内部组织的影响也不同。

经过适当时效处理的铝合金，强化相分布均匀，晶粒尺寸适中，晶界清晰，这样的合金具有良好的硬度和强度。

但是当时效时间过长时，强化相的析出过多会导致晶界的析出物团聚，晶界处产生裂纹，从而影响合金的力学性能。

时效时间的选择需要在硬度和晶界结构两方面加以考虑。

时效温度和时间是影响合金性能的关键因素，合理选择时效温度和时间可以有效提高合金的硬度和强度。

通过实验和理论分析，可以确定合金在何种温度下进行时效处理可以获得最佳的硬度和强度。

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。

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。

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。

《6061铝合金应力时效组织与性能研究》范文

《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在众多领域得到了广泛应用。

其中，6061铝合金以其优异的综合性能，在航空航天、汽车制造、建筑结构等领域扮演着重要角色。

然而，其在实际应用过程中，由于受到外部应力和环境因素的影响，其组织结构和性能会发生显著变化。

因此，对6061铝合金的应力时效组织与性能进行研究，不仅有助于理解其材料行为，也有助于优化其在实际应用中的性能。

二、6061铝合金的基本特性6061铝合金是一种典型的可热处理强化铝合金，具有优良的塑性、可加工性、耐腐蚀性以及中等强度。

其合金元素主要包括镁（Mg）和硅（Si），通过热处理可以显著提高其力学性能。

三、应力时效对6061铝合金组织的影响应力时效是指金属材料在特定温度下经过一定时间后，其内部应力得到松弛，从而引起材料组织结构变化的现象。

对于6061铝合金而言，应力时效会导致其晶粒内部出现位错、滑移等现象，从而影响其力学性能。

在应力时效过程中，6061铝合金的组织结构发生变化，主要表现在晶粒尺寸的变化和析出相的分布等方面。

研究表明，适当的应力时效可以提高材料的力学性能，如抗拉强度和延伸率等。

但过度的应力时效则可能导致材料的组织稳定性下降，从而影响其使用寿命。

四、应力时效对6061铝合金性能的影响（一）力学性能应力时效对6061铝合金的力学性能具有显著影响。

适当的应力时效可以显著提高材料的抗拉强度和延伸率，但过度的应力时效则可能导致材料出现软化现象。

此外，应力时效还可以影响材料的硬度、冲击韧性等力学性能指标。

（二）耐腐蚀性能应力时效对6061铝合金的耐腐蚀性能也有一定影响。

在一定的应力时效条件下，材料表面的氧化膜得以修复和完善，从而提高其耐腐蚀性。

然而，过度的应力时效可能导致晶间腐蚀和应力腐蚀等问题，降低材料的耐腐蚀性。

五、研究方法与实验结果本研究采用金相显微镜、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段对6061铝合金的应力时效组织进行观察和分析。

2024铝合金在强变形过程中时效析出相的演变

根据试验结果，依据强化及相变理论［８～９］，作者认为强变形诱导析出相回归于基体中的原因可分析如下：
３．１从Ｇｉｂｂｓ－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ方程可知［８］，在一个半径为ｒ、厚度为ｔ的析出相周边界面上的基体，其成分为Ｃａ（ｒ）＝Ｃａ（∞）（１＋２σＶｍ／ＲＴｒ），在其它条件不变的情况下，Ｃａ（ｒ）值随析出相ｒ值的变小而提高。取ｒ－为析出相颗粒的平均半径，与ｒ－成平衡的基体成分为Ｃａ（ｒ－）；假设ｄｒ／ｄｔ为常数，根据资料［８］提供的
Ｆｉｇ．４ＸＲＤｄｉａｇｒａｍｏｆａｓ－ａｇｅｄｓｐｅｃｉｍｅｎｓ（ａａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｘｔｅｎｔｏｆ３４０％；ｂｕｎｄｅｆｏｒｍｅｄ）
２θ ２０２５３０３５４０４５５０５５６０６５７０７５８０８５９０９５１００
图５过时效态试样ｘ射线衍射图（ａ累计变形３７０％；ｂ未变形）
Ｆｉｇ．５ＸＲＤｄｉａｇｒａｍｏｆａｓ－ｏｖｅｒａｇｅｄｓｐｅｃｉｍｅｎｓ（ａａｃｃｕ－ｍｕｌａｔｅｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｘｔｅｎｔｏｆ３４０％；ｂｕｎｄｅｆｏｒｍｅｄ）
于加工硬化及晶粒细化引起的强化效果，合金硬度将随变形量的增大呈线性上升。图２是试样固溶后以不同工艺时效处理、再经不同压缩量变形后的硬度曲线。从曲线可观察到，随变形量增大，两曲线都出现一个硬度峰值，随后，虽然变形量增大，硬度却呈下降趋势。这种现象用经典的金属材料强化理论无法解释。作者认为，这是加工硬化、晶粒细化强化、强变形导致析出粒子回归基体中使时效强化效果减弱的综合结果。当变形量较小时，由于变形导致的第二相回归量少，时效强化效果减弱的作用低于加工硬化及晶粒细化强化的作用，综合结果表现为随变形量增大硬度值上升。当变形量较大时，由于加工硬化的效果随变形量的增大趋于平缓，而强变形导致析出粒子大量回溶于基体中，因此时效强化效果减弱的作用大于加工硬化及晶粒细化强化的作用，综合结果表现为随变形量增大硬度值下降，因此，硬度曲线出现峰值。透射电镜照片图３（ａ）与图３（ｂ）比对结果也证明，在常温下随变形量增大，已析出的第二相粒子有明显回溶于基体中的现象。比对图４、图５中的Ｘ射线衍射花样同样可发现，析出相粒子在大塑性变形后几乎全部回溶于基体中。

铝合金的预时效

铝合金的预时效铝合金时效(aluminium alloy aging) ：可热处理强化铝合金淬火后停放在室温或较高温度下以提高性能的方法。

这是铝合金热处理常用的方法之一。

室温下进行的时效称“自然时效”，在高于室温下进行的时效称“人工时效”。

时效处理是提高铝合金力学性能和改善理化性能的重要手段。

时效硬化现象最先由德国学者维尔姆(A wilm) 于1906年在研究铝一铜一镁系硬铝合金时发现，之后在其他铝合金系中也发现了这种现象。

1938年，法国学者纪尼埃(A.Guinier)和比利时学者普雷斯顿(G.D，Pr韶ton)各自独立地阐明了铝合金的时效硬化是由溶质原子形成的富集区(G.P.区)所致。

其后，人们对铝合金的时效行为进行了大量的研究。

在采用电子显微镜直接观察时效的微观结构变化后，对铝合金时效本质有了更加深入的了解。

可热处理强化铝合金，淬火后形成过饱和固溶体，在室温或稍高温度中加热能发生分解，其过程通常包括G.P.区、亚稳定相(铝铜系合金用少和『表示，铝铜镇系合金用夕和S‘表示，铝镬硅系合金用酬和团表示，铝锌镁系和铭锌镬铜系合金用丫和丫表示)和稳定相(。

，s，日，，，T)三个阶段。

G.P.区是与铝基体完全共格的，亚稳定相与铝基体部分共格，稳定相与铝基体非共格。

共格或部分共格都能引起铝基体晶格的畸变，因而导致铝合金硬度和强度的升高以及其他性能的变化。

当析出非共格的稳定相时，合金即开始“软化”，强度降低。

不同系的铝合金，从G.P.区到亚稳定相再到稳定相的具体析出顺序是不同的。

常用工业铝合金的时效序列如下: 铝铜系合金:G.P.区~酬一『~。

(C uAI。

) (片状) 铭铜镁系合金:G.P.区~s)，-S，~s(cuMgAI:) (针状或球状) 铭镁硅系合金:G.P.区~酬铸侧一队MgZSi) (针状) 铝锌镁系合金:G.P.区~可与可~爪MgZnZ) (球状) 一T(Mg3Zn3A12) 铝锌镁铜系合金的时效序列和铝锌镁系合金的相同。

《6061铝合金应力时效组织与性能研究》

《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言6061铝合金是一种常见的轻质高强度合金，广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。

由于其优良的机械性能和加工性能，对于其应力时效组织与性能的研究具有重要的理论和实践意义。

本文旨在研究6061铝合金在应力时效过程中的组织演变和性能变化，为实际应用提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料准备实验所使用的材料为6061铝合金，其化学成分和力学性能符合国家标准。

将铝合金制备成标准试样，进行后续的应力时效处理。

2. 实验方法（1）应力时效处理：对试样进行不同时间和温度的应力时效处理，模拟实际使用过程中的环境条件。

（2）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段观察试样的组织结构变化。

（3）性能测试：对试样进行硬度、拉伸等性能测试，分析其力学性能的变化。

三、结果与分析1. 组织演变在应力时效过程中，6061铝合金的组织结构发生了明显的变化。

随着时效时间的延长和温度的升高，合金中的第二相粒子逐渐析出，晶界处出现明显的沉淀相。

这些沉淀相的形态和分布对合金的性能具有重要影响。

2. 性能变化（1）硬度：随着应力时效时间的延长和温度的升高，6061铝合金的硬度逐渐提高。

这是由于合金中的第二相粒子析出，使得合金的硬度增加。

（2）拉伸性能：在一定的时效时间和温度范围内，6061铝合金的拉伸性能得到改善。

但随着时效时间的进一步延长或温度过高，合金的拉伸性能可能会下降。

这主要是由于在高温或长时间的作用下，合金中发生了过度的晶界强化和脆化现象。

四、讨论本研究结果表明，6061铝合金在应力时效过程中，其组织结构和性能发生了明显的变化。

这种变化与第二相粒子的析出、晶界强化等因素密切相关。

在实际应用中，可以通过控制应力时效的时间和温度，优化合金的组织结构和性能。

此外，还需要考虑其他因素对合金性能的影响，如合金的成分、加工工艺等。

五、结论本研究通过对应力时效过程中6061铝合金的组织演变和性能变化进行研究，得出以下结论：（1）在应力时效过程中，6061铝合金的组织结构发生了明显的变化，第二相粒子逐渐析出，晶界处出现明显的沉淀相。

铝合金时效

铝棒均质炉在铸造铝棒的过程中，铝棒内部化学成分和组织有不均匀的现象，同时内部一般都存在着残余应力，为消除铸锭的残余应力，消除铸锭的化学成分和组织的不均匀，进而改善铸锭的压力加工工艺性以及制品的某些最终性能，这就一定要对铸锭进行均匀处理固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺(绝大多数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大。

在时效处理前进行淬火，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。

为达到这一目的而进行的淬火常称为固溶热处理。

) 时效处理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，残余应力去除较为彻底. 根据合金本性和用途确定采用何种时效方法。

高温下工作的铝合金适宜用人工时效，室温下工作的铝合金有些采用自然时效，有些必须人工时效。

从合金强化相上来分析，含有S相和CuAl2等相的合金，一般采用自然时效，而需要在高温下使用或为了提高合金的屈服强度时，就需要采用人工时效来强化。

比如LY11和LY12，40度以下自然时效可以得到高的强度和耐蚀性，对于150度以上工作的LY12和125-250度工作的LY6铆钉用合金则需要人时效。

含有主要强化相为MgSi，MgZn2的T相的合金，只有采用人工时效强化，才能达到它的最高强度。

对于一般铝合金，自然时效时，屈服强度稍低而耐蚀性较好，采用人时效时，合金屈服强度较高而伸长率和耐蚀性都降低。

对于铝－锌－镁－铜系合金入LC4则相反，当采用人工时效时，合金耐蚀性比自然时效好。

铝中合金元素和杂质对性能的影响1 合金元素影响铜元素铝铜合金富铝部分平衡相图如图所示。

6063铝合金自然时效最高硬度

6063铝合金自然时效最高硬度随着工业技术的发展，各种金属材料也在不断地得到改进和提升。

作为一种重要的工业用金属材料，铝合金因其优良的性能受到了广泛的应用。

其中，6063铝合金以其优异的耐蚀性、可加工性和焊接性，成为了建筑、航空航天、汽车制造等领域中的主要材料之一。

而在6063铝合金的加工过程中，自然时效对其硬度有着非常重要的影响。

本文将就6063铝合金自然时效最高硬度这一主题展开深入探讨。

1. 6063铝合金的基本特性6063铝合金是一种较为常见的铝合金材料，其化学成分主要由铝、硅和镁组成。

这种合金材料因其良好的强度和耐蚀性，在建筑行业的门窗制造、装饰材料等方面得到了广泛的应用。

6063铝合金还具有优异的可加工性和焊接性，在汽车制造、航空航天等领域也有着重要的地位。

2. 6063铝合金的自然时效自然时效是指材料在常温下经历一段时间后，由于固溶处理后未经人为强化处理而获得的一种强化现象。

对于6063铝合金而言，经过固溶处理后，如果不进行人为的强化处理，其硬度将在一定时间内自然提高，这就是自然时效。

3. 自然时效对6063铝合金硬度的影响6063铝合金经过固溶处理后，如果不进行人为的强化处理，将会发生自然时效。

在自然时效的过程中，合金中的硅、镁等元素将逐渐析出并形成弥散分布的沉淀物，从而使合金的硬度逐渐增加。

通过合理控制自然时效的时间，可以使6063铝合金获得最高的硬度。

4. 如何实现6063铝合金自然时效最高硬度要实现6063铝合金的自然时效最高硬度，首先需要在固溶处理后进行合适的时效处理。

时效处理的时间和温度是影响合金硬度的关键因素，需要根据具体材料和使用要求进行调控。

在自然时效的过程中，可以通过合理控制合金的储存环境和条件，以促进析出相的形成和分布，从而达到最高的硬度。

5. 结语6063铝合金自然时效最高硬度是一个涉及材料科学、加工工艺和应用要求等多方面知识的复杂问题。

通过本文的介绍，相信读者对这一主题有了更加全面、深刻的了解。

《6061铝合金应力时效组织与性能研究》范文

《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在众多领域得到了广泛应用。

其中，6061铝合金因其良好的加工性能和优异的力学性能，在航空、汽车、建筑等领域具有重要地位。

然而，关于6061铝合金在应力时效过程中的组织演变及其对性能的影响，仍需进一步深入研究。

本文以6061铝合金为研究对象，对其应力时效组织与性能进行详细研究，旨在为实际生产与应用提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料准备选用市售的6061铝合金为研究对象，经过适当的加工与处理，制备成所需尺寸的试样。

2. 实验方法（1）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对试样进行组织观察。

（2）性能测试：进行硬度测试、拉伸试验、疲劳试验等，以评估材料的力学性能。

（3）应力时效处理：对试样进行不同时间、不同温度的应力时效处理，观察组织变化及性能变化。

三、结果与分析1. 组织观察结果（1）金相组织观察：经过应力时效处理后，6061铝合金的晶粒尺寸发生变化，晶界清晰可见，析出相数量增多。

（2）SEM观察：观察到析出相的形态、大小及分布情况，析出相主要为Al3Mg2和Al6Mn等。

（3）TEM观察：观察到析出相的精细结构及其与基体的关系，以及位错、亚结构等缺陷的变化情况。

2. 性能测试结果（1）硬度测试：随着应力时效时间的延长和温度的升高，6061铝合金的硬度先升高后降低，存在一个最佳时效时间与温度。

（2）拉伸试验：应力时效处理后，6061铝合金的抗拉强度和屈服强度均有所提高，延伸率略有降低。

（3）疲劳试验：应力时效处理有助于提高6061铝合金的疲劳性能，降低疲劳裂纹扩展速率。

3. 分析与讨论（1）应力时效过程中，6061铝合金的析出相对基体起到了强化作用，提高了材料的力学性能。

（2）最佳时效时间与温度的选择对于充分发挥6061铝合金的性能至关重要。

在合适的时效条件下，析出相的数量和分布达到最佳状态，从而获得优异的力学性能。

铝合金时效硬化曲线的测定青苗教育

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将试样用砂纸或预磨机磨掉车痕，以达平整、光洁，然后用铁丝绑好。
将绑好试样在盐浴槽中加热。加热温度为 500±3℃，保温约10～15分钟，保温结束后快速淬入水槽中。
每组取一个试样立即测定淬火后的硬度。
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四、实验步骤与方法
每组的其它试样立即进入恒温箱进行时效处理（除室温自然时效组外）。时效温度分别为室温、 130℃、160℃、190℃，220℃，每组取一个温度进行时效。
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二、实验原理概述
冷时效：是指在较低温度下进行的时效，其硬度变化
曲线的特点是硬度一开始就迅速上升，达到一定值后硬度缓慢上升或者基本上保持不变。
冷时效的温度越高，硬度上升就越快，所能达到的硬度也就越高。在Al基和Cu基合金中，冷时效过程中主要形成G.P.区。
温时效：是指在较高温度下发生的时效。其硬度变化
规律是：开始有一个停滞阶段，硬度上升极其缓慢，称为孕育期。接着硬度迅速上升，达到一极大值后又随时间延长而下降。
温时效的温度越高，硬度上升就越快，达到最大值的时间就越短，但所能达到的最大硬度值反而就越低。
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二、实验原理概述
图2 冷时效和温时中效小过学程硬度变化示意图
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二、实验原理概述
控温装置：用WZK可控硅温度控制器控制炉膛温度，盐浴温度用数字式温度显示仪或电位差计测量
淬火水槽：用于淬火冷却
恒温箱：用来人工时效处理
布氏硬度计：测定淬火及时效合金硬度
读数显微镜：测定压痕直径
实验材料：2024铝合金试样
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四、实验步骤与方法
每班分成五个小组，每组分别领取一套样品（12块），作好标记。

铝合金时效温度和时间

铝合金时效温度和时间
铝合金时效温度和时间是根据具体铝合金材料的性质来定的，不同的铝合金其时效温度和时间也不同。

一般来说，铝合金的时效温度在150℃左右，并且时效时间也有所差别，长的可达8小时以上，短的仅需1小时左右。

对于一些高强度的铝合金材料，其时效温度可高达200℃以上，时效时间则较短，一般在数小时内完成。

需要注意的是，不同的铝合金材料在进行时效处理时其温度和时间均需按照材料性质进行精确控制，一旦处理不当就会影响铝合金材料的性能。