铝及铝合金热处理工艺与产品状态表示法
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合金牌号 5A02 5A03 3A21 2A04 2A10 2A11 2A17 6A02 2A50、2B50 铸锭或坯料形状和 尺寸 空心圆锭 空心圆锭 空心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 φ≥350mm 实心圆锭φ 均匀化温度、 ℃ 480-505 470-490 590-630 480-490 470-500 480-500 512-530 532-540 515-530 保温时间、h 6 10 10 24 24 8 6-12 12-14 24
440
T6 T6511 T6,T62 T76 T6510,T6511
7178
465
24
（3）美国常用变形铝合金的退火制度，见表3
表3：常用铝合金退火制度
合金 1119、1180、 1070、1170、 1060、1050、 EC、1100、 1200 2011、2014、 2017、2018 2024、2025、 2117、2218 2618 3003、3004 4032 4043 5005、5050 5052 5056、5083、 5086、5154、 5205、5252、 5254、5454、 5456、5457、 5652 退火制 度℃*h 合金 退火制度℃*h
表6 HXX细分状态代号与加工硬化程度
细分状态代号 HX1 加工硬化程度 抗拉强度极限为O与HX2状态的中间值
HX2 HX3 HX4 HX5 HX6 HX7 HX8 HX9
抗拉强度极限为O与HX4状态的中间值 抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值 抗拉强度极限为O与HX8状态的中间值 抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值 抗拉强度极限为HX4与HX8状态的中间值 抗拉强度极限为HX6与HX8状态的中间值 硬状态 超硬状态，最小抗拉强度极限值超HX8状态至少 10MPa
铝及铝合金热处理工艺与产品状态表示法
―――刘静安教授 06年11月 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） 铝及铝合金热处理 回归 均匀化退火 退火 成品退火 中间退火 过时效 欠时效 自然时效 人工时效 多级时效 时效 固溶淬火 离线淬火 在线淬火 一次淬火 阶段淬火 立式淬火 卧式淬火
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。 有的合金（如2024等）可在室温下产生析出强化作用，叫 做自然时效，有些合金（如7075等）在室温下析出了强化不明 显，而在较高温度下的析出强化效果明显，称为人工时效。
人工时效可分为欠时效和过时效。 ①欠时效：为了获得某种性能，控制较低的时效温度和保持较 短的时效时间。 ②过时效：为了获得某些特殊性能和较好的综合性能，在较高 的温度下或保温较长的时间状态下进行的时效。 ③多级时效：为了获得某些特殊性能和良好的综合性能，将时 效过程分为几个阶段进行。 可分为二阶段、三阶段时效 (4) 回归处理：为了提高塑性，便于冷弯成形或矫正形位公 差，将已淬火时效的产品，在高温下加温较短的时间即可 恢复到新淬火状态叫回归处理。 1.2.3 铝合金材料的的热处理制度 (1) 铝合金铸锭的均匀化处理制度(见表1) 表1：铝合金铸锭的均匀化规范
T6 T62 T6510 T6511 ----
2017
500
棒、 线材 冷加 工 棒、 线材 2024 热挤 压 棒、 型、 管材 挤压 棒、 2219 型、 管材 6005 挤压 件 挤压 件 490 T4 T351 T36 T42 T3 T3510 T3511 T31 T3510 T3511 T42 T1 T4 T42 T4510 T4511 T1 T4 T42 T4 T4 T42 T4510 T4511 T4 190 190 190 190 190 190 190 190 190 190 190 180 180 180 180 180 205 180 180 180 180 180 180 180 200 12 12 8 16 12 12 12 18 18 18 36 8 8 8 8 8 1 8 8 8 8 8 8 8 5 T6 T851 T86 T6 T81 T8510 T8511 T62 T81 T8510 T8511 T5 T6 T62 T6510 T6511 T5 T6 T62 T831,T832 T6 T62 T6510 T6511 T6
490
535
530
6061
530
挤压 件、 6063 拉伸 管 挤压 件、 6066 型管 材 挤压 管、 6101 棒、 型材 挤压
520
530
505
6070 管、 棒、 型材 挤压 管、 6261 棒、 型材 6262 6351 挤压 件 挤压 件
550
T4 T42
160 160
18 18
T6 T62
O状态的最小 抗拉强度/MPa ≤40 45~60 65~80 85~100 105~120 125~160 HX状态与O状态的 最小抗拉强度差 值/MPa 55 65 75 85 90 95 O状态的最小 抗拉强度/MPa 165~200 205~240 245~280 285~320 ≥325 HX8状态与O状态 的最小抗拉强度差 值/MPa 100 105 110 115 120
H2——加工硬化及不完退火的状态。适用于加工硬化程 度超过成品规定要求后，经不完全退火，使强度降低到规定指 标的产品。对于室温下自然时效软化的合金，H2与对应的H3 有相同的最小极限抗拉强度值；对于其他合金，H2与对应的 H1具有相同的最小极限抗拉强度值，但伸长率比H1稍高。 H3——加工硬化及稳定化处理的状态。适用于加工硬化 后经低温热处理或由于加工过程中的受热作用致使其力学性能 达到稳定的产品。H3状态仅适用于在室温下逐渐时效软化 （除非经稳定化处理）的合金。 H4——加工硬化及涂漆处理的状态。适用于加工硬化 后，经涂漆处理导致了不完全退火的产品。 H后面的第二位数字表示产品的加工硬化程度。数字8表 示硬状态。通常采用O状态的最小抗拉强度与表5规定的强度 差值之和，来规定HX8状态的最小抗拉强度值。对于O（退 火）和HX8状态之间的状态，应在HX代号后分别添加从1到7 的数字来表示，在HX后添加数字9表示比HX8加工硬化程度更 大的超硬状态。各种HXX细分状态代号及对应的加工硬化程 度如表6所示。 表5 HX8状态与O状态的最小抗拉强度的差值
415±3*2-3 415±3*2-3 415±3*2-3 415±3*2-3 350±3*4 415±3*2-3 345±3*1-2 415±3*2-3
345±3*30分
7079
415±3*2-3
7178
415±3*2-3
2、铝及铝合金产品状态表示法 2.1 基本状态代号，见表4 表4 产品基础状态代号
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
合 金 淬火处理 产品 温 度℃ 状态 T3 T451 525 温度℃ 时效处理 时间 h 14 ―― 18 18 18 18 ---状态 T8 ――
冷加 工 2011 棒、 线、 材 2014 挤压 产品 冷加 工
160 ―― 160 160 160 160 ---
500
T4 T42 T4510 T4511 T4,T42,T451
代号 F O H 名称 自由加工状态 退火状态 加工硬化状态 说明与应用 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 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品 适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在 加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所 降低的附加热处理 H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后， 室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产 品处于自然时效阶段
2A50、2B50 2A70 2A70 2A80 2A14 6061 6063 6005、6005A 7A10、 7A03、7005 7A04、7A09
＜350mm 实心圆锭 φ≥350mm 实心圆锭φ ＜350mm 实心圆锭φ ＜350mm 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭
挤压 6463 件 7001 7005 挤压 件 挤压 件 挤压 件 挤压 件 挤压 件
24 465 W W511 W W W510 W511 120 105℃*8h+175℃*8h 115 115 120 120℃*35h+160℃*20h、 120 48 48 24
7075
T6,T62 T73
7079
515-530 485-505 485-505 485-505 485-505 530-550 550-570 560-580 460-480 460-470
12 16 8 8 10-16 10-12 4-6 4-6 15-18 24
（2）美国变形铝合金淬火时效规范，见表2 表2：美国变形铝合金淬火时效规范
345±3*30分
6053
345±3*2-3
415±3*2-3 415±3*2-3 350±3*2 415±3*30分 345±3*2 350±3*30分 345±3*30分 345±3*30分
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6061 6063 6066、6151 6261、 6262、6351 6463 7001、7004 7072 7075
520
T4
185 170 180 170 205 180 180 120 105℃*8h+ 150℃*16h
5 8 12 6 1 8 8 24
T6 T6 T62 T6 T5 T6 T62 T6,T62, T6510,T6511 T5
540 505 520 470 480
T4、T42 T4 T1 T4 T42 W W
W
固溶热处理状态
T
热处理状态 适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化 (不同于F、O、H状 达到稳定状态的产品 态) T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字
2.2 H（加工硬化）状态的细分 （1） H（加工硬化）的细分状态，即在字母H后面添加两位 阿拉伯数字（称做HXX状态），或三位阿拉伯数字（称做 HXXX状态）表示H的细分状态 1）HXX状态： H后面的第一位数字表示获得该状态的基本处理程序，如下所 示： H1——单纯加工硬化状态。适用于未经附加热处理，只 经加工硬化即获得所需强度的状态。
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T6 T6511 T6,T62 T76 T6510,T6511
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（3）美国常用变形铝合金的退火制度，见表3
表3：常用铝合金退火制度
合金 1119、1180、 1070、1170、 1060、1050、 EC、1100、 1200 2011、2014、 2017、2018 2024、2025、 2117、2218 2618 3003、3004 4032 4043 5005、5050 5052 5056、5083、 5086、5154、 5205、5252、 5254、5454、 5456、5457、 5652 退火制 度℃*h 合金 退火制度℃*h
表6 HXX细分状态代号与加工硬化程度
细分状态代号 HX1 加工硬化程度 抗拉强度极限为O与HX2状态的中间值
HX2 HX3 HX4 HX5 HX6 HX7 HX8 HX9
抗拉强度极限为O与HX4状态的中间值 抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值 抗拉强度极限为O与HX8状态的中间值 抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值 抗拉强度极限为HX4与HX8状态的中间值 抗拉强度极限为HX6与HX8状态的中间值 硬状态 超硬状态，最小抗拉强度极限值超HX8状态至少 10MPa
铝及铝合金热处理工艺与产品状态表示法
―――刘静安教授 06年11月 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） 铝及铝合金热处理 回归 均匀化退火 退火 成品退火 中间退火 过时效 欠时效 自然时效 人工时效 多级时效 时效 固溶淬火 离线淬火 在线淬火 一次淬火 阶段淬火 立式淬火 卧式淬火
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。 有的合金（如2024等）可在室温下产生析出强化作用，叫 做自然时效，有些合金（如7075等）在室温下析出了强化不明 显，而在较高温度下的析出强化效果明显，称为人工时效。
人工时效可分为欠时效和过时效。 ①欠时效：为了获得某种性能，控制较低的时效温度和保持较 短的时效时间。 ②过时效：为了获得某些特殊性能和较好的综合性能，在较高 的温度下或保温较长的时间状态下进行的时效。 ③多级时效：为了获得某些特殊性能和良好的综合性能，将时 效过程分为几个阶段进行。 可分为二阶段、三阶段时效 (4) 回归处理：为了提高塑性，便于冷弯成形或矫正形位公 差，将已淬火时效的产品，在高温下加温较短的时间即可 恢复到新淬火状态叫回归处理。 1.2.3 铝合金材料的的热处理制度 (1) 铝合金铸锭的均匀化处理制度(见表1) 表1：铝合金铸锭的均匀化规范
T6 T62 T6510 T6511 ----
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棒、 线材 冷加 工 棒、 线材 2024 热挤 压 棒、 型、 管材 挤压 棒、 2219 型、 管材 6005 挤压 件 挤压 件 490 T4 T351 T36 T42 T3 T3510 T3511 T31 T3510 T3511 T42 T1 T4 T42 T4510 T4511 T1 T4 T42 T4 T4 T42 T4510 T4511 T4 190 190 190 190 190 190 190 190 190 190 190 180 180 180 180 180 205 180 180 180 180 180 180 180 200 12 12 8 16 12 12 12 18 18 18 36 8 8 8 8 8 1 8 8 8 8 8 8 8 5 T6 T851 T86 T6 T81 T8510 T8511 T62 T81 T8510 T8511 T5 T6 T62 T6510 T6511 T5 T6 T62 T831,T832 T6 T62 T6510 T6511 T6
490
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挤压 件、 6063 拉伸 管 挤压 件、 6066 型管 材 挤压 管、 6101 棒、 型材 挤压
520
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6070 管、 棒、 型材 挤压 管、 6261 棒、 型材 6262 6351 挤压 件 挤压 件
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T4 T42
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O状态的最小 抗拉强度/MPa ≤40 45~60 65~80 85~100 105~120 125~160 HX状态与O状态的 最小抗拉强度差 值/MPa 55 65 75 85 90 95 O状态的最小 抗拉强度/MPa 165~200 205~240 245~280 285~320 ≥325 HX8状态与O状态 的最小抗拉强度差 值/MPa 100 105 110 115 120
H2——加工硬化及不完退火的状态。适用于加工硬化程 度超过成品规定要求后，经不完全退火，使强度降低到规定指 标的产品。对于室温下自然时效软化的合金，H2与对应的H3 有相同的最小极限抗拉强度值；对于其他合金，H2与对应的 H1具有相同的最小极限抗拉强度值，但伸长率比H1稍高。 H3——加工硬化及稳定化处理的状态。适用于加工硬化 后经低温热处理或由于加工过程中的受热作用致使其力学性能 达到稳定的产品。H3状态仅适用于在室温下逐渐时效软化 （除非经稳定化处理）的合金。 H4——加工硬化及涂漆处理的状态。适用于加工硬化 后，经涂漆处理导致了不完全退火的产品。 H后面的第二位数字表示产品的加工硬化程度。数字8表 示硬状态。通常采用O状态的最小抗拉强度与表5规定的强度 差值之和，来规定HX8状态的最小抗拉强度值。对于O（退 火）和HX8状态之间的状态，应在HX代号后分别添加从1到7 的数字来表示，在HX后添加数字9表示比HX8加工硬化程度更 大的超硬状态。各种HXX细分状态代号及对应的加工硬化程 度如表6所示。 表5 HX8状态与O状态的最小抗拉强度的差值
415±3*2-3 415±3*2-3 415±3*2-3 415±3*2-3 350±3*4 415±3*2-3 345±3*1-2 415±3*2-3
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2、铝及铝合金产品状态表示法 2.1 基本状态代号，见表4 表4 产品基础状态代号
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
合 金 淬火处理 产品 温 度℃ 状态 T3 T451 525 温度℃ 时效处理 时间 h 14 ―― 18 18 18 18 ---状态 T8 ――
冷加 工 2011 棒、 线、 材 2014 挤压 产品 冷加 工
160 ―― 160 160 160 160 ---
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T4 T42 T4510 T4511 T4,T42,T451
代号 F O H 名称 自由加工状态 退火状态 加工硬化状态 说明与应用 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 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品 适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在 加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所 降低的附加热处理 H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后， 室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产 品处于自然时效阶段
2A50、2B50 2A70 2A70 2A80 2A14 6061 6063 6005、6005A 7A10、 7A03、7005 7A04、7A09
＜350mm 实心圆锭 φ≥350mm 实心圆锭φ ＜350mm 实心圆锭φ ＜350mm 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭 实心圆锭
挤压 6463 件 7001 7005 挤压 件 挤压 件 挤压 件 挤压 件 挤压 件
24 465 W W511 W W W510 W511 120 105℃*8h+175℃*8h 115 115 120 120℃*35h+160℃*20h、 120 48 48 24
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（2）美国变形铝合金淬火时效规范，见表2 表2：美国变形铝合金淬火时效规范
345±3*30分
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415±3*2-3 415±3*2-3 350±3*2 415±3*30分 345±3*2 350±3*30分 345±3*30分 345±3*30分
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6061 6063 6066、6151 6261、 6262、6351 6463 7001、7004 7072 7075
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T6 T6 T62 T6 T5 T6 T62 T6,T62, T6510,T6511 T5
540 505 520 470 480
T4、T42 T4 T1 T4 T42 W W
W
固溶热处理状态
T
热处理状态 适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化 (不同于F、O、H状 达到稳定状态的产品 态) T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字
2.2 H（加工硬化）状态的细分 （1） H（加工硬化）的细分状态，即在字母H后面添加两位 阿拉伯数字（称做HXX状态），或三位阿拉伯数字（称做 HXXX状态）表示H的细分状态 1）HXX状态： H后面的第一位数字表示获得该状态的基本处理程序，如下所 示： H1——单纯加工硬化状态。适用于未经附加热处理，只 经加工硬化即获得所需强度的状态。