铝合金焊后热处理
钢材热处理知识：铝合金的热处理知识
钢材热处理知识：铝合⾦的热处理知识本站之前发表过⽂章：铝合⾦热处理特点与钢的热处理有哪些不同? ⼤家都说很好，今天我们再来详细的说说：铝合⾦的热处理知识点。
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。
铝合金散热器真空钎焊及热处理工艺分析
科学技术创新2020.30铝合金散热器真空钎焊及热处理工艺分析袁明富（扬州恒星精密机械有限公司，江苏扬州225000）铝合金散热器是以铝合金为原材料制备而成的散热设备，以其适应能力强、质量轻、热传导效率高、结构紧凑等优势，在日常生活与生产中得到广泛应用。
随着铝合金散热器需求量的不断提升，以及经济建设与社会发展过程中对能源利用要求的不断提高，散热器高性能化、轻量化、低成本化成为必然趋势，是当前生产企业以及相关研究人员关注与思考的重点问题。
1铝合金散热器真空钎焊工艺分析1.1理论分析1.1.1真空钎焊工艺随着钎焊技术水平的不断提升，其方法日渐多样（如烙铁钎焊、波峰钎焊、激光钎焊、真空钎焊、气相钎焊等）可满足不同焊接需求[1]。
在铝合金散热器中，真空钎焊的综合效益较好。
相对于传统铝合金散热器焊接工艺而言，真空钎焊优势具体体现在：（1）适应性强，能够在铝、铝合金、合金钢、铜等众多材料中运用，可有效满足铝合金散热器设计要求；（2）无污染，真空钎焊在真空条件下进行，无钎剂使用，达到无公害、无环境污染焊接处理要求；（3）焊接质量高，钎料流动性好，湿润性强，工件不氧化，适用于结构复杂、精密度要求高等器件焊接，利于产品成品率提升[2]。
1.1.2铝合金散热器真空钎焊影响因素在实践操作过程中，真空钎焊出现钎料流失、焊接不到位、焊脚不饱满、原材料腐蚀、散热器结构变形、母材表面溶蚀等缺陷。
对上述问题形成原因进行探究，影响因素主要有原材料、真空钎焊温度、焊前清洗、钎焊环境、保温时间、真空度等。
1.2实践分析为进一步掌握铝合金散热器真空钎焊工艺，提升一次焊接合格率，以铝合金板翅式散热器真空钎焊为例，就其工工艺流程及操作要点进行了如下分析。
1.2.1明确产品结构及其焊接要求本研究中的铝合金板翅式散热器结构较为复杂，由封条、复合板、翅片、导流片等众多结构组成。
加之，在产品设计上将封条结构进行了调整，改传统长条状结构为梯形状结构（如图1所示）。
6061热处理状态
6061热处理状态摘要：1.6061 铝合金概述2.6061 铝合金的热处理状态3.6061 铝合金在不同热处理状态下的性能4.6061 铝合金的典型应用正文：一、6061 铝合金概述6061 铝合金是一种高强度、可焊性好、耐腐蚀的铝合金材料，其主要成分为铝、镁、硅等元素。
这种合金广泛应用于各种工业领域，如航空航天、汽车制造、建筑装饰等，具有良好的综合性能。
二、6061 铝合金的热处理状态6061 铝合金的热处理状态主要包括退火状态、正火状态、时效状态和稳定化状态。
这些状态的差异主要取决于热处理的温度、保温时间和冷却方式等因素。
1.退火状态：通过加热至一定温度并保温一段时间后，缓慢冷却至室温。
这种状态下的6061 铝合金具有较好的可塑性和可焊性，适用于冷加工和焊接等工艺。
2.正火状态：正火处理是在退火基础上进行的，通过加热至更高温度并保温一段时间后，快速冷却至室温。
这种状态下的6061 铝合金强度和硬度较高，但塑性和可焊性有所降低。
3.时效状态：时效处理是在正火基础上进行的，将经过正火处理的6061 铝合金在室温下放置一段时间，使其内部组织进一步发生变化。
这种状态下的6061 铝合金具有较高的强度、硬度和稳定性，适用于高强度、高刚性的零部件制造。
4.稳定化状态：稳定化处理是在时效基础上进行的，通过加热至一定温度并保温一段时间后，缓慢冷却至室温。
这种状态下的6061 铝合金具有较好的耐腐蚀性能，适用于需要良好耐腐蚀性的零部件制造。
三、6061 铝合金在不同热处理状态下的性能1.退火状态：强度较低，硬度不高，塑性良好，可焊性优良。
2.正火状态：强度和硬度较高，塑性略低，可焊性尚可。
3.时效状态：强度和硬度较高，塑性较低，具有良好的稳定性。
4.稳定化状态：强度和硬度适中，具有良好的耐腐蚀性能。
四、6061 铝合金的典型应用由于6061 铝合金具有优良的综合性能，因此在各个领域都有广泛的应用。
例如，在航空航天领域，可用于制造飞机结构件、发动机零件等；在建筑装饰领域，可用于制作门窗、幕墙等；在汽车制造领域，可用于制作车身、轮毂等部件。
铝合金及热处理
第5页
各铝牌号代表合金
1系代表有1050：0.3Si 0.4Fe 0.1Cu 0.1Mn 0.1Mg 0.1Zn 0.1V 。 高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途。 抗拉强度 σb (MPa)95～125 ，条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥75，1050主要
特性 为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性，高耐腐蚀 性，良好的焊接性和导电性。热处理工艺 热处理规范1)完全退火：加热 390～430℃，随材料有效厚度不同，保温时间30～120min，以30～50℃/h速 度随炉冷至300℃下，再空冷。2)快速退火，加热350～370℃，随材料有效 厚度不同，保温时间30～120min。空或水冷。 3)淬火和时效:淬火500～ 510℃，空冷，人工时效 95～105℃，3h，空冷，自然时效。应用举例 ：广 泛用于对强度要求不高的产品，如化工仪器，薄板加工件，深拉或旅压凹形 器皿，焊接零件，热交换器，钟表面及盘面，铭牌，厨具，装饰品。
变质处理：变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质 剂），使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒， 达到提高材料性能的目的。
孕育处理：在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长， 达到细化晶粒的目的。 习惯上，向铸铁中加入添加剂称为孕育处理；向有色合金中加入 添加剂则称变质处理。 从本质上说，孕育处理主要影响形核和促进晶粒游离；而变质处 理则是改变晶体的生长机理（抑制长大），从而影响晶体形貌。
铝合金热处理及牌号基本概念
铝合金热处理代号--（名称）
F 自由加工状态 (适用于在成型过程中对于加工硬化和热处理条件无特殊要求
的产品，该状态产品的力学性能不作规定)
6063铝合金焊接接头热处理工艺研究
6063铝合金焊接接头热处理工艺研究摘要：本文主要研究热处理工艺对6063铝合金焊接接头强度产生的不同程度的影响，相关研究结果如下所示：6063铝合金焊接接头的最佳热处理工艺是经过1小时500摄氏度后水淬的固溶处理以及8小时175摄氏度的时效处理，焊接接头的强度最高能够达到180.1兆帕，与没有经过热处理的焊接接头相比，焊接接头的强度提高了百分之四十左右，效果相对来说比较明显，在实际的生产过程中，可以将8小时175摄氏度的时效处理换成2小时200摄氏度的时效处理，能够进一步提升6063铝合金焊接接头的强度。
关键词：6063铝合金；焊接接头；热处理工艺；研究1.试验材料与方法1.1试验材料试验材料为6063铝合金焊接接头，尺寸为200毫米乘8毫米乘5毫米，一般情况下，焊缝都在试样的中心位置，母材选用的是国产6063铝型材，主要的化学成分包括镁、硅、铁、铜、锰等，焊材选用的是为 JQ．SH331 铝合金焊丝。
1.2试验方法首先将试验样品放入电阻炉进行加热处理，加热完成后进行一段时间的保温，然后就需要进行水淬处理，试验应当按照以下加热制度来进行加热，加热的温度依次是485，500，520，535摄氏度，保温时间有1小时以及90分钟。
在水淬处理完成之后，紧接着进入时效处理的阶段，时效制度有5种，分别是自然时效：24，72，120小时、165摄氏度时效：4，8，16小时、175摄氏度时效：4，8，16小时、180摄氏度时效：4，8，16小时以及200摄氏度时效：2小时。
最后通过电子拉伸试验机来对试样进行拉伸试验，从而测试出焊接接头的强度。
1.试验结果及分析2.1固溶处理对接头强度以及组织的影响接头是可以进行均匀化处理的，当接头经过均匀化处理后，其接头组织就会变得更加均匀，进而有效改善强化相的分布情况。
6063铝合金的强度与淬火冷却的速度有着直接的关系，在工业生产中主要采取两种固溶方式，一种是强迫风冷另一种是水淬，经过试验证明，使用水淬获得的屈服强度和抗拉强度明显高于使用强迫风冷获得的，本文使用的固溶方式为水淬。
铝及铝合金的焊后热处理
铝及铝合金的焊后热处理一、清除残渣焊件焊完后，如果是使用气焊或药皮焊条焊，在对焊缝进行外观检查和无损检测之前，需要对焊缝及两侧的残存熔剂和焊渣及时进行清除，以防止焊渣和残存焊剂腐蚀焊缝及其表面，避免造成不良后果。
常用的焊后清理方法如下：（1）在60℃~~80℃的热水中刷洗；（2）放入重铬酸钾（K2Cr2O2）或质量分数为2%~3%的铬酐（Cr2O2）;（3）再在60℃~~80℃的热水中洗涤；（4）放入干燥箱中烘干或风干。
为了检验残存熔剂去除的效果，可以在焊件的焊缝中滴上蒸馏水，然后再将蒸馏水收集起来，并滴入装有5%的硝酸溶液的小试管中，如有白色沉淀，则表示残存熔剂尚未清除彻底。
二、焊件的表面处理通过适当的焊接工艺和正确的操作技术，焊接后的铝及铝合金焊缝表面，具有均匀的波纹光滑的外貌。
阳极化处理，特别是抛光及染色技术配合使用时，可获得高质量的装饰表面。
减小焊接热影响区，可使用阳极化处理导致不良的颜色变化减至最小。
使用快速焊接工艺，可最大限度地减少焊接热影响区。
因此闪光对焊的焊缝，阳极化处理质量良好。
特别是对退火状态下不能热处理强化的合金的焊接件，阳极化处理后，金属基本和焊接热影响区之间的颜色反差最小。
炉中和浸渍钎焊不是局部加热的，所以金属颜色的外观是非常均匀的。
可热处理强化的合金，常常用作建筑结构零件，它们在焊接以后，常常进行阳极化处理。
在这类合金中，焊接加热会形成合金元素的析出，阳极化处理以后，热影响区和焊缝之间会出现差异。
这些在焊接区附近的晕圈，使用快速焊接可使其减至最小，或者使用冷却垫块和压板也可使晕圈减到很小，这些晕圈在焊接后，阳极化处理前，进行固落处理可以消除。
在化学处理的焊接件中，有时会遇到焊缝金属和基全金属的颜色差别较大，这就必须他细地选择填充金属的成分，特别是合金成分中含有硅时，就会对颜色的配比有影响。
如有必要可以对焊进行机械抛光。
常用的机械抛光有抛光、磨光、磨料喷击、喷丸等。
机械抛光即通过研磨、去毛刺、滚光，抛光或砂光等物理方法改善铝工件的表面。
2a12铝合金h112和t4热处理
2a12铝合金h112和t4热处理2A12铝合金H112和T4热处理引言：2A12铝合金是一种热处理强化型铝合金，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。
其中，H112是该合金的一种状态，T4则是经过热处理后的状态。
本文将分别介绍2A12铝合金H112和T4热处理的特点和应用。
一、2A12铝合金H112状态1. 特点：2A12铝合金H112状态是指经过自然时效处理（即室温时效处理）后的合金状态。
在这种状态下，2A12铝合金具有较高的强度和硬度，但其塑性和韧性相对较低。
同时，H112状态下的2A12铝合金具有良好的耐腐蚀性能和良好的可焊性。
2. 应用：由于2A12铝合金H112状态具有较高的强度和硬度，常用于航空航天、交通运输和机械制造等领域。
特别是在航空航天领域，2A12铝合金H112状态常用于制造飞机结构件、发动机零部件等。
二、2A12铝合金T4热处理1. 特点：2A12铝合金T4热处理是指在固溶处理后，经过人工时效处理得到的合金状态。
在T4状态下，2A12铝合金具有较高的强度和良好的塑性和韧性。
同时，T4状态下的2A12铝合金也具有良好的耐腐蚀性能和可焊性。
2. 应用：2A12铝合金T4状态具有较高的强度和良好的塑性和韧性，常用于航空航天、交通运输和机械制造等领域。
在航空航天领域，2A12铝合金T4状态常用于制造飞机翼、舵面等结构件。
此外，2A12铝合金T4状态也广泛应用于汽车制造、船舶制造和轨道交通等领域。
三、2A12铝合金H112和T4热处理的比较1. 强度和硬度：2A12铝合金H112状态相对于T4状态具有更高的强度和硬度，适用于对强度要求较高的场合。
而T4状态下的2A12铝合金则具有较好的塑性和韧性，适用于要求较高的冲压和成形加工。
2. 耐腐蚀性能：无论是2A12铝合金H112状态还是T4状态，均具有良好的耐腐蚀性能，可以适应多种环境下的使用要求。
3. 可焊性：2A12铝合金H112状态和T4状态均具有良好的可焊性，便于加工和制造。
6013铝合金热处理
6013铝合金热处理热处理是指通过控制材料的加热和冷却过程，改变其组织结构和性能的一种工艺方法。
在铝合金材料中，热处理可以显著地改善其力学性能和耐腐蚀性。
其中，6013铝合金是一种常用的铝合金材料之一，具有良好的可焊性和机械性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
6013铝合金的热处理过程主要包括固溶处理和时效处理两个阶段。
固溶处理是指将合金加热至固溶温度，保持一定时间后迅速冷却。
固溶处理的目的是溶解合金中的析出相，使合金处于均匀固溶状态。
固溶温度一般在480℃至520℃之间，保温时间取决于合金的厚度和成分。
经过固溶处理后，合金的晶粒尺寸得到细化，晶界的强化作用增强，提高了合金的抗拉强度和硬度。
时效处理是指在固溶处理后，将合金再次加热至一定温度，保持一定时间后冷却。
时效处理可以进一步调整合金的组织结构，获得更好的力学性能。
时效处理温度一般在150℃至200℃之间，保温时间根据合金的要求而定。
时效处理可以使合金中析出出现，形成弥散的颗粒状结构，进一步提高合金的抗拉强度和硬度，同时保持较好的塑性和韧性。
6013铝合金的热处理过程需要严格控制温度和时间，以确保处理效果。
过高的温度和时间会导致合金的过度溶解和粗化晶粒，降低力学性能；而过低的温度和时间则无法实现合金的充分固溶和析出。
因此，在实际操作中，需要根据合金的具体要求和工艺条件，确定合适的处理参数。
除了固溶处理和时效处理，还有一些其他的热处理方法可以应用于6013铝合金。
例如，退火处理可以通过加热和缓慢冷却来消除合金中的应力和组织缺陷，提高材料的塑性和韧性。
再结晶处理可以通过加热和快速冷却来改变材料的晶粒结构，获得细小均匀的晶粒。
这些热处理方法的选择取决于合金的具体应用和性能要求。
6013铝合金的热处理是一种重要的工艺方法，可以改善合金的力学性能和耐腐蚀性。
通过合适的固溶处理和时效处理，可以使合金达到最佳的组织结构和性能。
在实际应用中，需要严格控制处理参数，确保处理效果的稳定和可靠。
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。
铝合金热处理方法
铝合金的热处理时间:2009-07-30 13:56来源: 作者: 点击: 次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ZL102Al-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。
热处理工艺对铝合金材料的导热性和焊接性能的改善
热处理工艺对铝合金材料的导热性和焊接性能的改善热处理工艺对铝合金材料的导热性和焊接性能的改善铝合金是一种重要的工程材料，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
然而，铝合金的导热性和焊接性能相对较差，限制了其在一些高温和高强度环境下的应用。
为了改善铝合金材料的导热性和焊接性能，热处理工艺被广泛应用。
热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，改变材料的晶体结构和性能的工艺。
对于铝合金材料，常见的热处理工艺有固溶处理和时效处理两种。
固溶处理是指将铝合金材料加热到固溶温度，使固溶体中的溶质原子溶解进入主体晶格中，形成单一相固溶体。
通过固溶处理，可以有效提高铝合金材料的导热性。
因为导热性主要与材料的晶体结构有关，固溶处理能够消除或减少晶体晶界、织构和析出物等对导热性能的影响，提高晶体的连续性和一致性。
此外，固溶处理也可以改善材料的机械性能，提高铝合金材料的强度和硬度。
固溶处理通常是与时效处理相结合进行的。
时效处理是将材料在固溶处理后进行适当的陈化处理，以形成细小均匀的析出物。
通过时效处理，可以调控析出物的尺寸、分布和形态，从而进一步改善材料的导热性和焊接性能。
在时效处理过程中，晶体内部的析出物会阻碍晶体的热传导，从而提高材料的导热性能。
此外，适当的时效处理还能提高铝合金材料的强度和塑性，增强材料的耐热性和抗腐蚀性能。
除了固溶处理和时效处理，热处理工艺还包括退火处理和再结晶处理。
退火处理是通过将材料加热到足够高的温度，然后缓慢冷却，消除或减少材料的应力、晶界能量和变形组织等缺陷，从而改善材料的导热性和焊接性能。
再结晶处理是指对变形材料进行加热处理，使其再结晶为新的晶体，消除变形和残余应力，提高铝合金材料的导热性和焊接性能。
总之，热处理工艺对铝合金材料的导热性和焊接性能有着重要的影响。
通过采用适当的热处理工艺，可以改变铝合金材料的晶体结构和性能，提高其导热性和焊接性能，从而满足不同应用领域对材料性能的要求。
随着热处理工艺的不断发展和改进，铝合金材料在未来将有更广阔的应用前景。
2A14铝合金热处理(最终版)
试样截取位置示意图
实验结果分析—显微组织
(a)A试样母材; (b)B试样母材; (c)C试样母材; (d)D试样焊缝中 心区; (e)D试样近B熔合 线; (f)D试样近A熔合 线; (g)E试样焊缝中 心; (h)E试样近B熔合 线; (i)E试样近C熔合 线
实验结果分析—合金硬度
经固溶和时效处理 的箱体(A) 与箱底(C) 材 料硬度较高，母材硬度 达到140 HV左右，硬度 基本一致； 而叉形环( B) 经退 火处理后，材料发生软 化。
2A14铝合金
2A14铝合金其强度高，锻造性、耐热性和可 焊性良好，广泛应用于航空航天领域特别是压力 容器的制造。
实验
实验材料为直接从火箭推进剂贮箱上截取，贮箱以氩弧焊焊接工艺、两 面三层焊封底焊接而成。
2A14铝合金化学成分（质量分数，%）
Si 0.6-1.2 Fe 0.7 Cu Mn Mg Ni 0.1 Zn 0.3 Ti 0.15 Al Bal.
感谢大家的聆听！ 请老师指正！
热处理对2A14铝合金组织及性能的影响
演讲人：姬怡冰 组员：陈少峰，崔曼，张惠帝，张满当
2019年3月
现如今铝及铝合金在我们生活的各个方面都得到了广泛的应用
铝及铝合金分类
铝及铝合金性质
纯铝：
密度小（ρ=2.7g/cm3）属轻金属 易于加工 抗腐蚀性能好 很高的塑性但其强度很低
实验结果分析—力学性能
断裂韧性实验 断口形貌
(a) A 试样母材; (b) B 试样母材; (c) C 试样母材; (d) D 试样焊缝中心区; (e) D 试样近B 熔合线; (f) D 试样近A 熔合线; (g) E 试样焊缝中心; (h) E 试样近B 熔合线; (i) E 试样近C 熔合线
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）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。
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。
(3)时效：经固溶淬火后的材料，在室温或较高温度下保持一段时间，不稳定的过饱和固溶体会进行分解，第二相粒子会从过饱和固溶体中析出（或沉淀），分布在α（AL）铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出（沉淀）强化。
6061热处理状态
热处理状态下的6061铝合金6061铝合金是一种常用的铝合金材料，具有良好的强度、耐腐蚀性和焊接性能。
在进行热处理过程中，6061铝合金经历了不同的状态变化，下面会对常见的热处理状态进行解释。
1. T6状态T6状态是最常见的热处理状态，也是最常用的状态。
在T6状态下，6061铝合金经过溶解处理（solutionizing）和人工时效（artificial aging）处理。
•溶解处理：将铝合金加热到高温，通常在530°C至565°C之间，使合金中的固溶物溶解。
这个过程有利于提高合金的可塑性和形变能力。
•人工时效处理：将溶解处理后的合金迅速冷却至室温，并在室温下储存一段时间，然后再将合金再次加热到较低的温度，通常在150°C至190°C之间，保持一段时间。
这个过程有利于固溶物重新析出，形成细小均匀的析出相，提高合金的强度和硬度。
T6状态下的6061铝合金具有较高的强度和硬度，适用于要求高强度和较好耐腐蚀性的应用领域，如航空航天、汽车零部件以及结构工程等。
2. T4状态T4状态是另一种常见的热处理状态。
与T6状态相比，T4状态下6061铝合金经历了溶解处理，但没有进行人工时效处理。
•溶解处理：将铝合金加热到高温，通常在530°C至565°C之间，使合金中的固溶物溶解。
T4状态下的6061铝合金具有较高的可塑性和形变能力，但相对于T6状态，强度和硬度较低。
T4状态的合金适用于对强度要求不高，但需要较好可塑性和耐蚀性的应用领域，如船舶、压力容器以及一些需要较高韧性的结构件。
3. O状态O状态是指6061铝合金的退火状态，也称为软化状态。
在O状态下，合金未经热处理，即没有进行溶解处理和人工时效处理。
O状态下的6061铝合金具有最高的可塑性和形变能力，但强度和硬度较低。
O状态的合金适用于对强度要求不高，但需要较好可塑性和良好加工性的应用领域，如冷加工、拉伸、深冲等。
铝合金热处理
铝合金热处理作者：林骐成绪言：铝合金的主要合金元素有硅、铁、铜、锰、镁、铬、锌、及錝，特殊铝合金有添加钛、锡、铅、铋、锆、及硼等，这些元素有形成固溶体，有形成溶解与不溶解于铝之金属间化合物，亦有呈细晶剂及胶体扩散者，如果经适当的热处理，可以改善加工性能，增加应力强度及稳定抗蚀性能等。
一.热处理的原理：热处理基本上经两大步骤：第一:将金属于固相线下加热至某一高温，保持一段时间后于以淬火冷却，形成过饱和固溶体，于金属结构内产生不稳定状态。
第二:使过饱和相有相当程度之析出，俾金属增加硬度与强度，若于室温下需压时数小时或数天乃至数周，若经加温：则需时较短即完成。
总之对所有固态金属或合金使以有控制的加热与冷却操作，以达到改变其结构或物理性质之目的。
二.热处理目的：1.软化合金以改善可加工性能及成形性能。
2.增加强度以达到特定的炼度与机械性能。
3.稳定机械或物理性质或抗蚀性能，以避免在常温或高温时随时间而变。
4.确保在应用时形体大小之稳定，尤其在高温而需精确尺寸控制者。
5.消除剩余应力，包括铸造、淬火、焊接或成形操作之差巽变形，或不均匀冷却所产生之应力。
一.铝合金热处理方法：软烧处理：1.一般软烧处理：消除冷作加工之应力和硬度，使其再结晶加热至约345℃(653°F)不须保温，徐徐冷却即可软化。
2.完全软烧处理：消除以前之加热处理埋效硬化，加热至400°~450℃(752°~842°F)上下，保温2小时以上，然后在炉内徐徐冷至260℃(500°F)，再从炉内取出后在室温下空气中放冷。
二.淬火处理：1.合金件材放入空气炉中加热至各合金之固熔状态温度，并适当的保温，然后迅速出炉浸入水中急冷淬火，这亦叫固溶解热处理(s o l i d s o l u t i o n h e a t t r e a t m e n t),加热温度约在450°~520℃(842°~968°F)之间，保温时间视厚度而定。
6061热处理
6061热处理
6061热处理是指对高强度铝合金6061进行热处理的工艺。
6061铝合金是一种常用的高强度铝合金，具有优良的耐腐蚀性、可焊性和加工性能，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
热处理是通过控制铝合金的成分和结构来改变其物理和机械性质的
过程。
在6061铝合金的热处理过程中，主要有固溶处理和时效处理两个步骤。
固溶处理是将6061铝合金加热到高温，使固溶相中的合金元素均匀地溶解在铝基体中。
通过固溶处理，可以消除铝合金的内部应力，提高合金的塑性和可加工性。
同时，固溶处理还有助于改善合金的耐腐蚀性能。
时效处理是在固溶处理后，将6061铝合金冷却到室温，并在适当的温度下保持一段时间。
这个过程被称为时效处理，目的是使合金中的合金元素重新结晶并形成稳定的硬化相。
时效处理可以提高6061铝合金的强度和硬度，同时保持其良好的可塑性和韧性。
在实际应用中，6061铝合金的热处理工艺可以根据不同的需求进行调整。
例如，通过控制固溶处理的温度和时间，可以调节合金的硬度和可加工性。
而时效处理的温度和时间也会对合金的性能产生影响，
因此需要根据具体的应用环境来选择适当的热处理工艺。
总之，6061热处理是一种重要的工艺，可以显著改善6061铝合金的性能。
通过合理的热处理工艺，可以提高合金的强度、硬度和耐腐蚀性，满足不同领域对铝合金材料的需求。
5083常用的热处理
5083常用的热处理5083铝合金是一种常用的铝合金材料，具有优良的耐腐蚀性和焊接性能。
为了进一步提高5083铝合金的性能，常常需要进行热处理。
热处理是通过控制材料的加热和冷却过程，改变其微观结构和性能的方法之一。
热处理可以分为四个阶段：加热、保温、冷却和时效。
首先是加热阶段，5083铝合金的加热温度通常在450℃至500℃之间。
在这个温度范围内，材料的晶粒开始长大，内部的应力也会得到释放。
加热时间的长短取决于材料的厚度和加热设备的性能。
加热完成后，进入保温阶段。
在保温阶段，材料的温度保持在加热温度的范围内，一般为2至4小时。
这个过程中，材料的组织结构逐渐稳定，并且达到均匀的晶粒尺寸。
接下来是冷却阶段，冷却速度对5083铝合金的性能有着重要的影响。
通常情况下，快速冷却可以获得较高的强度和硬度，但也容易引起材料的变形和裂纹。
因此，在冷却过程中需要根据具体情况进行合理控制，以获得最佳的性能。
最后是时效阶段，也称为自然时效。
5083铝合金在室温下经过一段时间的自然时效，可以进一步提高其强度和硬度。
时效时间一般为24至48小时，过长或过短都会影响到材料的性能。
热处理后的5083铝合金具有较高的强度和硬度，同时仍然保持着良好的耐腐蚀性和焊接性能。
这使得5083铝合金广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造和海洋工程等领域。
总结起来，5083铝合金的热处理过程包括加热、保温、冷却和时效四个阶段。
通过合理控制这些阶段的参数，可以改善5083铝合金的性能，满足不同领域对材料性能的需求。
热处理后的5083铝合金具有高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性和焊接性能，适用于各种要求高强度和耐腐蚀性的工程应用。
铝合金的热处理工艺
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.然后,急速淬入60-100℃的水中,使铸件急冷,使强化组元在合金中得到最大限度的溶解并固定保存到室温.这种过程叫做淬火,也叫固溶处理或冷处理.3、时效处理时效处理,又称低温回火,是把经过淬火的铝合金铸件加热到某个温度,保温一定时间出炉空冷直至室温,使过饱和的固溶体分解,让合金基体组织稳定的工艺过程.合金在时效处理过程中,随温度的上升和时间的延长,约经过过饱和固溶体点阵内原子的重新组合,生成溶质原子富集区称为G-PⅠ区和G-PⅠ区消失,第二相原子按一定规律偏聚并生成G-PⅡ区,之后生成亚稳定的第二相过渡相,大量的G-PⅡ区和少量的亚稳定相结合以及亚稳定相转变为稳定相、第二相质点聚集几个阶段.时效处理又分为自然时效和人工时效两大类.自然时效是指时效强化在室温下进行的时效.人工时效又分为不完全人工时效、完全人工时效、过时效3种.1不完全人工时效：把铸件加热到150-170℃,保温3-5h,以获得较好抗拉强度、良好的塑性和韧性,但抗蚀性较低的热处理工艺； 2完全人工时效：把铸件加热到175-185℃,保温5-24h,以获得足够的抗拉强度即最高的硬度但延伸率较低的热处理工艺； 3过时效：把铸件加热到190-230℃,保温4-9h,使强度有所下降,塑性有所提高,以获得较好的抗应力、抗腐蚀能力的工艺,也称稳定化回火.4、循环处理把铝合金铸件冷却到零下某个温度如-50℃、-70℃、-195℃并保温一定时间,再把铸件加热到350℃以下,使合金中度固溶体点阵反复收缩和膨胀,并使各相的晶粒发生少量位移,以使这些固溶体结晶点阵内的原子偏聚区和金属间化合物的质点处于更加稳定的状态,达到提高产品零件尺寸、体积更稳定的目的.这种反复加热冷却的热处理工艺叫循环处理.这种处理适合使用中要求很精密、尺寸很稳定的零件如检测仪器上的一些零件.一般铸件均不作这种处理.5、铸造铝合金热处理状态代号及含义代号合金状态热处理的作用或目的说明T1 人工时效在金属型或湿砂型铸造的合金,因冷却速度较快,已得到一定程度的过饱和固溶体,即有部分淬火效果.再作人工时效,脱溶强化,则可提高硬度和机械强度,改善切削加工性. 对提高Zl104、ZL105等合金的强度有效.T2 退火主要作用在于消除铸件的内应力铸造应力和机加工引起的应力,稳定铸件尺寸,并使Al-Si系合金的Si晶体球状化,提高其塑性. 对Al-Si系合金效果比较明显,退火温度280-300℃,保温时间为2-4h.T4 固溶处理淬火加自然时效通过加热保温,使可溶相溶解,然后急冷,使大量强化相固溶在α固溶体内,获得过饱和固溶体,以提高合金的硬度、强度及抗蚀性. 对Al-Mg系合金为最终热处理,对需人工时效的其它合金则是预备热处理.T5 固溶处理淬火加不完全人工时效用来得到较高的强度和塑性,但抗蚀性会有所下降,非凡是晶间腐蚀会有所增加. 时效温度低,保温时间短,时效温度约150-170℃,保温时间为3-5h.T6 固溶处理淬火加完全人工时效用来获得最高的强度,但塑性和抗蚀性有所降低. 在较高温度和较长时间内进行.适用于要求高负荷的零件,时效温度约175-185℃,保温时间5h以上.T7 固溶处理淬火加稳定化回火用来稳定铸件尺寸和组织,提高抗腐蚀非凡是抗应力腐蚀能力,并保持较高的力学性能. 多在接近零件的工作温度下进行.适合300℃以下高温工作的零件,回火温度为190-230℃,保温时间4-9h.T8 固溶处理淬火加软化回火使固溶体充分分解,析出的强化相聚集并球状化,以稳定铸件尺寸,提高合金的塑性,但抗拉强度下降. 适合要求高塑性的铸件,回火温度约230-330℃,保温时间3-6h.T9 循环处理用来进一步稳定铸件的尺寸外形.其反复加热和冷却的温度及循环次数要根据零件的工作条件和合金的性质来决定. 适合要求尺寸、外形很精密稳定的零件.三、热处理工艺1、铸造铝合金热处理工艺参数合金牌号合金代号热处理固溶处理时效处理保温后空冷加热温度℃ 保温时间h 淬火温度℃ 加热温度℃ 保温时间hZAlSi7Mg ZL101 T2 - - - 300±10 2-4T4 535±5 2-6 20-100 - -T5 535±5 2-6 20-100 150±5 2-4T6 535±5 2-6 20-100 200±5 2-5T7 535±5 2-6 80-100 225±5 3-5T5 二阶段535±5 2-6 20-100 190±10150±5 2ZAlSi7MgA ZL101A T1 - - - 190±5 3-4T2 - - - 300±10 2-4T4 535±5 10-16 20-100 - -T5 535±5 10-16 20-100 175±5 6ZAlSi12 ZL102 T2 - - - 300±10 2-4ZAlSi9Mg ZL104 T1 - - - 175±5 5-17T6 535±5 2-6 20-100 175±5 10-15ZAlSi5Cu1Mg ZL105 T1 - - - 180±5 5-10T5 525±5 3-5 20-100 175±5 5-10T6 525±5 3-5 20-100 200±5 3-5T7 525±5 3-5 20-100 230±10 3-5ZAlSi5Cu1MgA ZL105A T1 - - - 180±5 5-10 T5 525±5 3-5 20-100 175±5 5-10T6 525±5 3-5 20-100 200±5 3-5T7 525±5 3-5 20-100 230±10 3-5T8 525±5 3-5 20-100 250±10 3-5ZAlSi8Cu1Mg ZL106 T1 - - - 200±10 5-8T2 - - - 280±10 5-8T5 515±5 4-8 20-100 170±5 8-16T7 515±5 4-8 20-100 230±5 3-5ZAlSi7Cu4 ZL107 T6 515±5 5-7 20-100 170±10 5-7ZAlSi12Cu2Mg1 ZL108 T1 - - - 190±5 8-12T6 515±5 6-8 20-70 175±5 14-18T7 515±5 3-8 20-70 240±10 6-10ZAlSi12Cu1Mg1Ni1 ZL109 T1 - - - 205±5 8-12T6 515±5 6-8 20-70 180±5 14-18ZA lSi9Cu2Mg ZL111 T6 520±5 4-6 20-70 180±5 6-8ZAlSi7Mg1A ZL114A T5 535±5 2-7 20-100 150±5 1-3T6 540±5 8-12 65-100 160±5 3-5ZALSi5Zn1Mg ZL115 T4 550±5 16 65-100 - -T5 550±5 16 65-100 160±5 4ZAlSi8MgBe ZL116 T1 - - - 190±5 3-4T2 - - - 300±10 2-4T4 535±5 10-16 20-100 - -T5 535±5 10-16 20-100 175±5 6T6 535±5 10-16 20-100 160±5 3-8ZAlCu5Mn ZAlCu5MnA ZL201 ZL201A T4 545±5 10-12 20-100 - - T5 545±5 5-9 20-100 175±5 3-6T7 545±5 5-9 20-100 250±10 3-10ZAlCu10 ZL202 T2 - - - 290±5 3ZAlCu4 ZL203 T4 515±5 10-15 20-100 - -T5 515±5 10-15 20-100 150±5 2-4ZAlCu5MnCdA ZL204A T6 535±5 7-9 40-100 175±5 3-5T7 535±5 7-9 40-100 190±5 3-5ZAlCu5MnCdVA ZL205A T5 535±5 10-15 20-60 155±5 8-10T6 535±5 10-15 20-60 175±5 3-5T7 535±5 10-15 20-60 195±5 3-5ZAlRE5Cu3Si2 ZL207 T1 - - - 200±5 5-10ZAlMg10 ZL301 T4 430±10 20 100或油 - -ZAlMg8Zn1 ZL305 T4 455±5 6-8 80-100 - -ZAlZn11Si7 Zl401 T1 - - - 200±10 5-10T2 - - - 300±10 2-4ZAlZn6Mg ZL402 T1 - - - 175±5 6-8T5 - - - 室温 20天T5 - - - 175±5 6-82、热处理操作技术要点1热处理前应检查热处理设备、辅助设备、仪表等是否合格和正常,炉膛各处的温度差是否在规定的范围之内±5℃；2装炉前应吹砂或冲洗,应无油污、脏物、泥土,合金牌号不应相混；3形性状易产生翘曲的铸件应放在专用的底盘或支架上,不答应有悬空的悬臂部分；4检查铸件性能的单铸或附铸试棒应随零件一起同炉处理,以真实反映铸件的性能；5在保温期间应随时检查、校正炉膛各处温度,防止局部高温或烧化；6在断电后短时间不能恢复时,应将在保温中的铸件迅速出炉淬火,等恢复正常后,再装炉、保暖和进行热处理；7在硝盐槽中淬过火的铸件,应在淬火后立即用热水冲洗,消除残盐,防止腐蚀；8发现淬火后铸件变形,应立即予以校正；9要时效处理的零件,应在淬火后内进行时效处理；10如在热处理后发现性能不合格,可重复进行热处理,但次数不得超过2次；11应根据铸件结构外形、尺寸、合金特性等制定的热处理工艺进行热处理.3、热处理缺陷的产生原因和消除与预防办法缺陷名称缺陷表现产生原因消除与预防办法力学性能不合格退火状态δ5偏低,淬火或时效处理后强度和延伸率不合格. 退火温度偏低或保温时间不足,或冷却太快；淬火温度偏低或保温时间不够,或冷却速度太慢淬火介质温度过高；不完全人工时效和完全人工时效温度偏高,或保温时间偏长,合金的化学成分出现偏差. 再次退火,提高温度或延长保温时间；提高淬火温度或延长保温时间,降低淬火介质温度；如再次淬火,则要调整其后的时效温度和时间；如成分出现偏差,则要根据具体的偏差元素、偏差量、改变或调整重复热处理参数.变形、翘曲热处理后,或之后的机械加工中反映出来的铸件的尺寸、外形变化. 加热速度或淬火冷却速度太快太激烈；淬火温度太高；铸件的设计结构不合理如两连接壁的壁厚相差太大,框形结构中加强筋太薄或太细小；淬火时工件下水方向不当及装料方法不当. 降低升温速度,提高淬火介质温度,或换成冷却速度稍慢的淬火介质以防止合金内产生残余应力；在厚壁或薄壁部位涂敷涂料或用石棉纤维等隔热材料包覆薄壁部位；根据铸件结构、外形选择合理的下水方向或采用专用防变形的夹具；变形量不大的部位,则可在淬火后立即予以矫正.裂纹淬火后的铸件表面用肉眼可以看到的明显的裂纹或通过荧光检查肉眼看不到的微细裂纹.裂纹多曲折不直并呈暗灰色. 加热速度太快,淬火时冷却太快淬火温度过高或淬火介质温度过低,或淬火介质速度太快；铸件结构设计不合理两连接壁壁厚差太大,框形件中间的加强筋太薄或太细小；装炉方法不当或下水方向不对；炉温不均匀,使铸件温度不均匀. 减慢升温速度或采取等温淬火工艺；提高淬火介质温度或换成冷却速度慢的淬火介质；在壁厚或薄壁部位涂敷涂料或在薄壁部位包复石棉等隔热材料；采用专用防开裂的淬火夹具,并选择正确的下水方向.过烧铸件表面有结瘤,合金的延伸率大大下降. 合金中的低熔点杂质元素如Cd、Si、Sb等的含量过高；加热不均匀或加热太快；炉内局部温度超过合金的过烧温度；测量和控制温度的仪表失灵,使炉内实际温度超过仪表指示温度值. 严格控制低熔点合金元素的含量不超标；以不超过3℃/min的速度缓慢升温；检查和控制炉内各区温度不超过±5℃；定期检查或校准测控仪表,确保仪表测温、示温、控温准确无误.表面腐蚀铸件的表面出现斑纹或块状等与铝合金铸件表面的不同色泽. 硝盐液中氯化物含量超标＞%而对铸件表面尤其是疏松、缩孔处造成腐蚀；从硝盐槽中取出后没得到充分的清洗,硝盐粘附在铸件表面尤其是窄缝隙、盲孔、通道中造成腐蚀；硝盐液中混有酸或碱或铸件放在浓酸或浓碱四周受到腐蚀. 尽量缩短铸件从炉内移到淬火槽的时间；检查硝盐中氯化物的含量是否超标,如超标,则应降低其含量或浓度,从硝盐槽中加热的铸件应立即用温水或冷水冲洗干净；检查硝盐中酸和碱的含量,如有酸或碱则应中和或停止使用；不把铝合金铸件放在有浓酸或浓碱的四周.淬火不均匀铸件的厚大部位的延伸率和硬度低非凡是其内部中心,薄壁部位硬度高非凡是其表层. 铸件加热和冷却不均匀,厚大部位冷却慢,热透性差. 重新作热处理,降低升温速度,延长保温时间,使厚薄部位温度均衡；在厚壁部位涂敷保温性的涂料或包覆石棉等隔热性材料,尽量使铸件各部位同时冷却；使厚大部位先下水；换成有机淬火剂,降低冷却速度.四、热处理设备、材料1、热处理设备的主要技术要求1由于铝合金淬火和时效温度温差范围不大因其淬火温度接近合金内低熔点共晶成分的熔点,故其炉内的温度差应控制在±5℃；2要求测温、控温仪表灵敏、准确,以确保温度在上述误差范围内；3炉内各区的温度应均匀,差别在1-2℃的范围内；4淬火槽有加热装置和循环装置,保证水的加热和温度均匀；5应定期检查并更换已污染的冷却水.2、淬火介质淬火介质是保证实现各种热处理目的或作用的重要因素.淬火介质的冷却速度越高,铸件冷却的越激烈快,金属组织中α固溶体的过饱和程度越高,铸件的力学性能也就越好,因为大量的金属间化合物等强化相被固溶到Al的α固溶体中去了.淬火介质按其对铸件的冷却速度的快慢依次为：干冰和丙酮的混合物-68℃、冰水、室温的水、80-90℃的水、100℃的水、经雾化过的水、各种油菜籽油等、加热到200-220℃的各种油、空气等.近年国内研制出来的铝合金淬火介质CL-1的冷却速度介于水和油之间,它可以任何比例与水互溶,其混合比例不同,冷却速度各异,故很便于根据淬火对象调整其冷却速度.它淬火之后无须再进行冲洗且表面光洁,对铸件无污染、无毒害,且能防锈.其主要技术指标是,外观：淡黄色到黄色粘稠状均匀液体,密度：,粘度Y38：≥154MPa·s,逆熔点：80-87℃,折光n：,临界冷却速度：≥260℃/s450-260℃.CL-1有机淬火剂水溶液之所以具有优良的淬火特性,其机理是此溶液在对工件的淬火过程中,可在温度升到一定值时,从水溶液中析出有机成分并分解,并在工件的表面形成一层均匀的导电性薄膜,淬火气泡对工件是直接作用在此薄膜上,而不是直接作用在工件上,从而降低了形成淬火应力的直接捶击作用,因而减少了工件的变形和裂纹,并且在淬火之后,水溶液冷却到一定温度时,此有机薄膜又溶于水溶液中,恢复成原来的均匀的水溶液状态,不妨碍重复使用效果.3、测温、控温仪表及材料测温、控温仪表的精度不应低于级,热处理加热炉应配有能自动测暖和控温的自动记录、自动报警、自动断电、复电的装置和仪表,以保证炉内温度显示和控制准确及温度均匀.热电偶用镍铬-镍硅、镍铬-镍铝质的直径为的偶丝.为提高温度仪的灵敏度、缩小温度的波动范围,最好使用Ф的上述材质的偶丝.并在使用前和使用过程每3个月1次检测、校准1次.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铝及铝合金的焊后处理2010-03-02 09:59:11来源：我的钢铁试用手机平台一.清除残渣焊件焊完后，如果是使用气焊或药皮焊条焊，在对焊缝进行外观检查和无损检测之前，需要对焊缝及两侧的残存熔剂和焊渣及时进行清除，以防止焊渣和残存焊剂腐蚀焊缝及其表面，避免造成不良后果。
常用的焊后清理方法如下：（1）在60℃~~80℃的热水中刷洗；（2）放入重铬酸钾（K2Cr2O2）或质量分数为2%~3%的铬酐（Cr2O2）;（3）再在60℃~~80℃的热水中洗涤；（4）放入干燥箱中烘干或风干。
为了检验残存熔剂去除的效果，可以在焊件的焊缝中滴上蒸馏水，然后再将蒸馏水收集起来，并滴入装有5%的硝酸溶液的小试管中，如有白色沉淀，则表示残存熔剂尚未清除彻底。
二、焊件的表面处理通过适当的焊接工艺和正确的操作技术，焊接后的铝及铝合金焊缝表面，具有均匀的波纹光滑的外貌。
阳极化处理，特别是抛光及染色技术配合使用时，可获得高质量的装饰表面。
减小焊接热影响区，可使用阳极化处理导致不良的颜色变化减至最小。
使用快速焊接工艺，可最大限度地减少焊接热影响区。
因此闪光对焊的焊缝，阳极化处理质量良好。
特别是对退火状态下不能热处理强化的合金的焊接件，阳极化处理后，金属基本和焊接热影响区之间的颜色反差最小。
炉中和浸渍钎焊不是局部加热的，所以金属颜色的外观是非常均匀的。
可热处理强化的合金，常常用作建筑结构零件，它们在焊接以后，常常进行阳极化处理。
在这类合金中，焊接加热会形成合金元素的析出，阳极化处理以后，热影响区和焊缝之间会出现差异。
这些在焊接区附近的晕圈，使用快速焊接可使其减至最小，或者使用冷却垫块和压板也可使晕圈减到很小，这些晕圈在焊接后，阳极化处理前，进行固落处理可以消除。
在化学处理的焊接件中，有时会遇到焊缝金属和基全金属的颜色差别较大，这就必须他细地选择填充金属的成分，特别是合金成分中含有硅时，就会对颜色的配比有影响。
如有必要可以对焊进行机械抛光。
常用的机械抛光有抛光、磨光、磨料喷击、喷丸等。
机械抛光即通过研磨、去毛刺、滚光，抛光或砂光等物理方法改善铝工件的表面。
它的目的是通过尽可能少的工序获得所需要的表面质量。
然而，铝及铝合金属软金属，摩擦系数比较高，而且在研磨过程中如果发生过热，有可能使焊件变形，基至从晶界断裂的现象。
这要求在抛光过程中有充分的润滑，对金属表面的压力应降低到最低。
三、焊后热处理焊后热处理的目的就是为了改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力。
可热处理强化铝合金在焊接以后，可以重新进行热处理，使基体金属热影响区的强度恢复到接近原来的强度。
一般情况下，接头破坏处通常都是在焊缝的熔化区内。
在重新进行焊后热处理后，焊缝金属所获得的强度，主要取决于使散的填充金属。
填充金属与基体金属的成分不同时，强度将取决于填充金属对基体金属的稀释度。
最好的强度与焊接金属所使用的热处理相适应。
一.清除残渣焊件焊完后，如果是使用气焊或药皮焊条焊，在对焊缝进行外观检查和无损检测之前，需要对焊缝及两侧的残存熔剂和焊渣及时进行清除，以防止焊渣和残存焊剂腐蚀焊缝及其表面，避免造成不良后果。
常用的焊后清理方法如下：（1）在60℃~~80℃的热水中刷洗；（2）放入重铬酸钾（K2Cr2O2）或质量分数为2%~3%的铬酐（Cr2O2）;（3）再在60℃~~80℃的热水中洗涤；（4）放入干燥箱中烘干或风干。
为了检验残存熔剂去除的效果，可以在焊件的焊缝中滴上蒸馏水，然后再将蒸馏水收集起来，并滴入装有5%的硝酸溶液的小试管中，如有白色沉淀，则表示残存熔剂尚未清除彻底。
二、焊件的表面处理通过适当的焊接工艺和正确的操作技术，焊接后的铝及铝合金焊缝表面，具有均匀的波纹光滑的外貌。
阳极化处理，特别是抛光及染色技术配合使用时，可获得高质量的装饰表面。
减小焊接热影响区，可使用阳极化处理导致不良的颜色变化减至最小。
使用快速焊接工艺，可最大限度地减少焊接热影响区。
因此闪光对焊的焊缝，阳极化处理质量良好。
特别是对退火状态下不能热处理强化的合金的焊接件，阳极化处理后，金属基本和焊接热影响区之间的颜色反差最小。
炉中和浸渍钎焊不是局部加热的，所以金属颜色的外观是非常均匀的。
可热处理强化的合金，常常用作建筑结构零件，它们在焊接以后，常常进行阳极化处理。
在这类合金中，焊接加热会形成合金元素的析出，阳极化处理以后，热影响区和焊缝之间会出现差异。
这些在焊接区附近的晕圈，使用快速焊接可使其减至最小，或者使用冷却垫块和压板也可使晕圈减到很小，这些晕圈在焊接后，阳极化处理前，进行固落处理可以消除。
在化学处理的焊接件中，有时会遇到焊缝金属和基全金属的颜色差别较大，这就必须他细地选择填充金属的成分，特别是合金成分中含有硅时，就会对颜色的配比有影响。
如有必要可以对焊进行机械抛光。
常用的机械抛光有抛光、磨光、磨料喷击、喷丸等。
机械抛光即通过研磨、去毛刺、滚光，抛光或砂光等物理方法改善铝工件的表面。
它的目的是通过尽可能少的工序获得所需要的表面质量。
然而，铝及铝合金属软金属，摩擦系数比较高，而且在研磨过程中如果发生过热，有可能使焊件变形，基至从晶界断裂的现象。
这要求在抛光过程中有充分的润滑，对金属表面的压力应降低到最低。
三、焊后热处理焊后热处理的目的就是为了改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力。
可热处理强化铝合金在焊接以后，可以重新进行热处理，使基体金属热影响区的强度恢复到接近原来的强度。
一般情况下，接头破坏处通常都是在焊缝的熔化区内。
在重新进行焊后热处理后，焊缝金属所获得的强度，主要取决于使散的填充金属。
填充金属与基体铝及铝合金的焊接特点(1)铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。
阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。
焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。
在焊接过程加强保护，防止其氧化。
钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。
气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。
在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。
（2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。
铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。
在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。
铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。
铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。
生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。
在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。
在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。
根据生产经验，当含硅5％～6％时可不产生热裂，因而采用SAlSi條(硅含量4．5％～6％)焊丝会有更好的抗裂性。
（4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。
高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。
（5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。
在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。
弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。
因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。
（6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。
（7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。
（8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。
2. 焊接方法几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。
气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。
气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。
焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。
惰性气体保护焊（TIG或MIG）方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。
铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。
铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。
熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛（氩气或氩/氦混合气）3.焊接材料（1）焊丝铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按容器要求应使对接接头的抗拉强度、塑性(通过弯曲试验)达到规定要求，对含镁量超过3％的铝镁合金应满足冲击韧性的要求，对有耐蚀要求的容器，焊接接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。
因而焊丝的选用主要按照?strong>铝性颍?br />1）纯铝焊丝的纯度一般不低于母材；2）铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近；3）铝合金焊丝中的耐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材；4）异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝；5）不要求耐蚀性的高强度铝合金(热处理强化铝合金)可采用异种成分的焊丝，如抗裂性好的铝硅合金焊丝SAlSi一1等(注意强度可能低于母材)。
（2）保护气体保护气体为氩气、氦气或其混合气。
交流加高频TIG焊时，采用大于99．9％纯氩气，直流正极性焊接宜用氦气。
MIG焊时，板厚75 mm时推荐采用添加50％～75％氦气的氩气。
氩气应符合GB／T 4842?995《纯氩》的要求。
氩气瓶压低于0.5 MPa后压力不足，不能使用。
(3)钨极氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。
纯钨极的熔点和沸点高，不易熔化挥发，电极烧损及尖端的污染较少，但电子发射能力较差。
在纯钨中加入1％～2％氧化钍的电极为钍钨极，电子发射能力强，允许的电流密度高，电弧燃烧较稳定，但钍元素具有一定的放射性，使用时应采取适当的防护措施。
在纯钨中加入1.8％～2.2％的氧化铈(杂质≤0.1％)的电极为铈钨极。
铈钨极电子逸出功低，化学稳定性高，允许电流密度大，无放射性，是目前普遍采用的电极。
锆钨极可防止电极污染基体金属，尖端易保持半球形，适用于交流焊接。
（4）焊剂气焊用焊剂为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物，可去除氧化膜。
4. 焊前准备(1)焊前清理铝及铝合金焊接时，焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污，清除质量直接影响焊接工艺与接头质量，如焊缝气孔产生的倾向和力学性能等。