鋁合金固熔爐影響時效的因素

時間：2020-01-05

鋁合金固熔爐影響時效的因素

鋁合金鑄件得熱處理就是選用某一熱處理規(guī)范，控制加熱速度升到某一相應溫度下保溫一定時間以一定得速度冷卻，改變其合金的組織，其主要目的是提高合金的力學性能，增強耐腐蝕性能，改善加工型能，獲得尺寸的穩(wěn)定性。

鋁合金時效強化原理

鋁合金的時效硬化是一個相當復雜的過程，它不僅決定于合金的組成、時效工藝，還取決于合金在生產過程中縮造成的缺陷，特別是空位、位錯的數(shù)量和分布等。目前普遍認為時效硬化是溶質原子偏聚形成硬化區(qū)的結果。鋁合金固熔爐在淬火加熱時，合金中形成了空位，在淬火時，由于冷卻快，這些空位來不及移出，便被“固定”在晶體內。這些在過飽和固溶體內的空位大多與溶質原子結合在一起。由于過飽和固溶體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，必然向平衡狀態(tài)轉變，空位的存在，加速了溶質原子的擴散速度，因而加速了溶質原子的偏聚。硬化區(qū)的大小和數(shù)量取決于淬火溫度與淬火冷卻速度。淬火溫度越高，空位濃度越大，硬化區(qū)的數(shù)量也就越多，硬化區(qū)的尺寸減小。淬火冷卻速度越大，固溶體內所固定的空位越多，有利于增加硬化區(qū)的數(shù)量，減小硬化區(qū)的尺寸。

沉淀硬化合金系的一個基本特征是隨溫度而變化的平衡固溶度，即隨溫度增加固溶度增加，大多數(shù)可熱處理強化的的鋁合金都符合這一條件。

影響時效的因素

1、從淬火到人工時效之間停留時間的影響

某些鋁合金如Al－Mg－Si系合金在室溫停留后再進行人工時效，合金的強度指標達不到較大值，而塑性有所上升。如ZL101鑄造鋁合金，淬火后在室溫下停留一天后再進行人工時效，強度極限較淬火后立即時效的要低10～20Mpa，但塑性要比立刻進行時效的鋁合金有所提高。

2、合金化學成分的影響

一種合金能否通過時效強化，**取決于組成合金的元素能否溶解于固溶體以及固溶度隨溫度變化的程度。如硅、錳在鋁中的固溶度比較小，且隨溫度變化不大，而鎂、鋅雖然在鋁基固溶體中有較大的固溶度，但它們與鋁形成的化合物的結構與基體差異不大，強化效果甚微。因此，二元鋁－硅、鋁－錳、鋁－鎂、鋁－鋅通常都不采用時效強化處理。而有些二元合金，如鋁－銅合金，及三元合金或多元合金，如鋁－鎂－硅、鋁－銅－鎂－硅合金等，它們在熱處理過程中有溶解度和固態(tài)相變，則可通過熱處理進行強化。

3、鋁合金的固溶處理工藝影響

為獲得良好的時效強化效果，在不發(fā)生過熱、過燒及晶粒長大的條件下，淬火加熱溫度高些，保溫時間長些，有利于獲得較大過飽和度的均勻固溶體。另外在鋁合金固熔爐冷卻過程不析出*二相，否則在隨后時效處理時，已析出相將起晶核作用，造成局部不均勻析出而降低時效強化效果。

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