鋁及鋁合金熱處理的作用
將鋁及鋁合金材料加熱到一定的溫度并保溫一定時(shí)間以獲得預(yù)期的產(chǎn)品組織和性能。
鋁及鋁合金熱處理基本作用原理
(1) 退火:產(chǎn)品加熱到一定溫度并保溫到一定時(shí)間后以一定的冷卻速度冷卻到室溫。通過(guò)原子擴(kuò)散、遷移,使之組織更加均勻、穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力消除,可大大提高材料的塑性,但強(qiáng)度會(huì)降低。
①鑄錠均勻化退火:在高溫下長(zhǎng)期保溫,然后以一定速度(高、中、低、慢)冷卻,使鑄錠化學(xué)成分、組織與性能均勻化,可提高材料塑性20%左右,降低擠壓力20%左右,提高擠壓速度15%左右,同時(shí)使材料表面處理質(zhì)量提高。
②中間退火:又稱(chēng)局部退火或工序間退火,是為了提高材料的塑性,消除材料內(nèi)部加工應(yīng)力,在較低的溫度下保溫較短的時(shí)間,以利于續(xù)繼加工或獲得某種性能的組合。
③成品退火,是在較高溫度下,保溫一定時(shí)間,以獲得再結(jié)晶狀態(tài)下的軟化組織,具有更好的塑性和較低的強(qiáng)度。
(2)固溶淬火處理:將可熱處理強(qiáng)化的鋁合金材料加熱到較高的溫度并保持一定的時(shí)間,使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到鋁基體中,形成過(guò)飽和固溶體,然后以快冷的方法將這種過(guò)飽和固溶體保持到室溫,它是一種不穩(wěn)定的狀態(tài),因處于高能位狀態(tài),溶質(zhì)原子隨時(shí)有析出的可能。但此時(shí)材料塑性較高,可進(jìn)行冷加工或矯直工序。
①在線(xiàn)淬火:對(duì)于一些淬火敏感性不高的合金材料,可利用擠壓時(shí)高溫進(jìn)行固溶,然后用空冷(T5)或用水霧冷卻(T6)進(jìn)行淬火以獲得一定的組織和性能。
②離線(xiàn)淬火:對(duì)于一些淬火敏感性高的合金材料必須在專(zhuān)門(mén)的熱處理爐中重新加熱到較高的溫度并保溫一定時(shí)間,然后以不大于15秒的轉(zhuǎn)移時(shí)間淬入水中或油中,以獲得一定的組織和性能,根據(jù)設(shè)備不同可分為鹽浴淬火、空氣淬火、立式淬火、臥式淬火。
3.時(shí)效:經(jīng)固溶淬火后的材料,在室溫或較高溫度下保持一段時(shí)間,不穩(wěn)定的過(guò)飽和固溶體會(huì)進(jìn)行分解,第二相粒子會(huì)從過(guò)飽和固溶體中析出(或沉淀),分布在α(AL)鋁晶粒周邊,從而產(chǎn)生強(qiáng)化作用稱(chēng)之為析出(沉淀)強(qiáng)化。
自然時(shí)效:有的合金(如2024等)可在室溫下產(chǎn)生析出強(qiáng)化作用,叫做自然時(shí)效。
人工時(shí)效:有些合金(如7075等)在室溫下析出了強(qiáng)化不明顯,而在較高溫度下的析出強(qiáng)化效果明顯,稱(chēng)為人工時(shí)效。
人工時(shí)效可分為欠時(shí)效和過(guò)時(shí)效。
①欠時(shí)效:為了獲得某種性能,控制較低的時(shí)效溫度和保持較短的時(shí)效時(shí)間。
②過(guò)時(shí)效:為了獲得某些特殊性能和較好的綜合性能,在較高的溫度下或保溫較長(zhǎng)的時(shí)間狀態(tài)下進(jìn)行的時(shí)效。
③多級(jí)時(shí)效:為了獲得某些特殊性能和良好的綜合性能,將時(shí)效過(guò)程分為幾個(gè)階段進(jìn)行。
可分為二階段、三階段時(shí)效
4.回歸處理:為了提高塑性,便于冷彎成形或矯正形位公差,將已淬火時(shí)效的產(chǎn)品,在高溫下加溫較短的時(shí)間即可恢復(fù)到新淬火狀態(tài)叫回歸處理。