高强铝合金的热处理技术_尚勇
高强铝合金的热处理工艺分析
高强铝合金的热处理工艺分析作者：张艳涛来源：《科学与财富》2017年第20期（山东诺维科轻量化装备有限公司技术发展部山东龙口 265705）摘要：高强铝合金是一种性能较好的合金材料，在人们的生活生产之中都能够看见铝合金的身影。
我们国家的工艺水平与发达国家相比依然有着非常大的距离。
然而国内市场对于高强铝合金的需求数量日益提升，经过运用目前所具备的科技手段优化高强铝合金加工环节所出现的热处理问题，一定可以增强高强铝合金的制造水平。
关键词：高强铝合金；热处理；工艺1 前言高强铝合金无论是在日常生产生活环节，又或是在军工领域，均有着大量的运用。
与国外的高强铝合金对比而言，我们国家对于高强铝合金层面的探讨无论是基础理论与工艺技术，又或是完善程度及技术水准均有着较大的差距。
将均匀化处理和深冷处理融入至高强铝合金的热处理范围之内，更加深入的探讨我们国家当前高强铝合金常见的热处理技术。
2 高强铝合金概述高强铝合金所指的是以锌铝镁铝铜合金为主的合金。
纯铝的密度相对较低，有着较好的塑性，然而强度偏低。
在航空领域的运用，低密度原料的选取是提升有效载荷最为主要的方式，铝是最佳的选取。
然而其强度的增强便需经过合金化处理。
经过几十年时间的分析总结，以锌铝铜镁为主的高强铝合金已经大量的运用于航空业之中。
最具代表性的美国牌号有7075等等，中国已经将其命名为7A75。
3 高强铝合金的热处理工艺3.1 均匀化处理由高强铝合金的组成而言，其包含着非常多的合金化元素，则均匀化处理是合金实施初期的处理所无可或缺的环节。
从事铝合金相关工作的员工均了解，合金在冷却凝固之时均会发生枝晶偏析的问题，采取均匀化处理能够使得晶内的化学组分均匀的布局，进而增强铸锭的热塑性。
均匀化处理可以减少非平衡第二相的体积分数，提升合金的塑性及其在基体里面的固溶度，以实现增强合金固溶强度的最终目标。
在针对高强铝合金实施均匀化处理之时运用的时间愈久，处理环节就更加的充分，所加工的铝合金便会具备较高的强度。
高强度铝合金铸造及热处理工艺
高强度铝合金铸造及热处理工艺发布时间：2022-03-22T07:25:53.368Z 来源：《科学与技术》2021年31期作者：张旭[导读] 当前，我国经济发展正在朝着高质量发展的方向前进，张旭乐清市飞亚机械有限公司浙江温州 325608摘要：当前，我国经济发展正在朝着高质量发展的方向前进，这样的经济发展形势和时代背景，对工业的技术水平以及制造业的综合质量水平都提出了更高的要求。
科学技术是第一生产力，改革开放以来，我国一直把提高技术水平作为第二产业发展的重点，在材料工艺、施工工艺等方面都做出了不同的努力。
本文就探讨了高强度铝合金的铸造及其热处理工艺的相关要点，以供参考。
关键词：高强度；铝合金铸造；热处理；工艺高强度铝合金铸造及热处理工艺是基于我国科学技术与工业技术发展的成果，是我国材料领域乃至整个第二产业发展的表现。
相对于传统的铝合金制造工艺，高强度铝合金铸造及热处理工艺具有更加严格的技术标准，铸件的化学成分、力学性能、内部性能都必须要符合相关的规定和标准，并且要求在高强度铝合金铸造及热处理工艺的全程都要提高标准，严格执行。
前期做好设计方案，中期施工提高科学性和规范性，也要做好后期的检测和验收工作，促进我国制造业的进步。
1 高强度铝合金铸造及热处理工艺的技术标准1.1铸件的化学成分要符合相关规定高强度铝合金铸造及热处理工艺，首先它的构件化学成分要符合相关的规定，根据国家有关条例和法律法规，严格执行相关的标准来组合铸件的化学部分，只有这样才能够真正保证高强度铝合金的性能和使用性。
1.2铸件的力学性能符合标准高强度铝合金铸造及热处理工艺，还要符合铸件的力学性能标准，这就包括了铸件指定位置的力学性能指标和非指定位置的力学性能指标，在进行设计和检验时，必须严格按照分类的标准，执行相关的规定，严格把控抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标。
1.3内部性能符合标准高强度铝合金铸造及热处理工艺，它的内部性能也要符合相关的标准。
探析高强度铝合金铸造及热处理技术
探析高强度铝合金铸造及热处理技术摘要：注重高强度铝合金铸造及热处理工艺分析，扩大这些工艺在高强度铝合金生产制造过程中的实际应用范围，有利于提高铝合金质量，确保高强度铝合金的性能可靠性，最大限度地满足实际生产活动开展需求。
因此，需要提高对高强度铝合金铸造及热处理工艺的正确认识，确保其实践应用中能够达到预期效果。
本文主要探究了高强度铝合金铸造及热处理的难点以及技术要点。
关键词：高强度；铝合金；铸造；热处理引言随着我国经济快速发展，国家对于工业生产的重视程度也不断加大，工业生产过程中的某些重要材料更是被广泛关注。
在有色金属技术快速发展的过程中，铝合金凭借其多方面的优点从众多的金属材料中脱颖而出，主要表现在铝合金密度低而强度高、导电性能好以及抗腐蚀性强等优势被广泛的应用到我国诸多重要领域。
在高强度铝合金的生产应用过程中，热处理工艺很大程度上影响到了铝合金的综合性能，因而对铝合金热处理的探究十分必要。
一、高强度铝合金铸造及热处理的概述顾名思义，高强度铝合金铸造是一种通过高温高压的方式来压铸铝合金材料的过程，这是一种节约能源和改善环境的材料铸造方式。
强度压铸的铝合金的使用量仅次于钢，普通的重力铸造等合金的铸造成型方式铸成的材料的经常会出现缩孔疏松、晶粒过大等不足，但高强度压铸铝合金结合了铸造和锻造特点的液态成形技术，不仅能够减少缩孔疏松现象，还能够细化晶粒，铸造出的铸件有比较优良的力学性能。
与此同时，高强度的铸造方式能提高流动性小的材料的充型能力，能够将材料制造成形状比较复杂的铸件，而且高强度铸造过程中材料的利用率比较高，铸造出的零件表面比较理想，不需要再次加工。
二、高强度铝合金铸造及热处理的难点1、压铸工艺的难点①在对高强度铝合金进行铸造工作时，铸件的几何尺寸越大，合金充塑的时间越长，直接给铝合金的浇铸成型增加难度，影响压铸件的生产效率及其本身的性能。
②高强度铝合金在铸造中由于壁厚较大，容易出现局部不均匀的现象，从而影响到铸件的凝固效果。
关于高强铝合金的热处理技术的研究分析
随着环保意识的提高，研究高效、环保的铝合金热处理技术成为重要趋势， 例如采用高频电磁感应加热、激光加热等新型加热方式，替代传统燃油炉或 燃气炉加热，实现节能减排。
高性能铝合金材料的研发
研发高性能铝合金材料，提高铝合金的力学性能、耐腐蚀性能和高温性能等 ，以满足现代化工业和航空航天等领域对材料性能的更高要求。
高强铝合金的应用范围
航空航天领域
01
用于制造飞机、卫星等结构部件，要求材料具有轻质、高强度
、高韧性等特点。
汽车制造领域
02
用于制造车身、车架等结构部件，要求材料具有轻质、高强度
、耐腐蚀等特点。
轨道交通领域
03
用于制造车体、车轮等结构部件，要求材料具有轻质、高强度
、耐腐蚀等特点。
03
高强铝合金热处理技术
热处理与其他加工工艺的结合
热处理与挤压成形工 艺结合
通过挤压成形工艺与热处理的结 合，制备高性能铝合金制品。
热处理与锻造工艺结 合
通过锻造工艺与热处理的结合， 制备高强度铝合金制品。
热处理与焊接工艺结 合
通过焊接工艺与热处理的结合， 提高铝合金焊接接头的性能。
05
高强铝合金热处理技术的发展趋势
高强铝合金热处理技术的研究热点
应开展更为深入的理论研究，探索新型热处理工 艺对铝合金微观组织、晶体结构、残余应力等方 面的变化规律，为优化热处理工艺参数和提升铝 合金性能提供理论支撑。
高强铝合金热处理技术在实际应用中可能涉及多 方面的技术问题。如设备投资、生产成本、产业 标准等。需要结合产业界和政府部门的力量。加 强产学研合作
THANKS
对未来研究的建议与展望
需要进一步研究新型热处理工艺对高强铝合金在 各种复杂环境下的服役性能的影响，如高温、低 温、腐蚀等环境因素，为实际应用提供更为全面 的性能数据支持。
高强度铝合金铸造及热处理工艺
高强度铝合金铸造及热处理工艺摘要：在新的时代背景下能源节约与环境污染问题逐渐的成为了多数人所关注的对象，如何有效的节约能源，抑制环境污染问题也随之成为了亟待完成的任务。
在这样的情况下，高强度铝合金铸造和热处理工艺技术的应用十分符合当今时代背景下的环保理念，有利于新时期下的生产任务的完成。
基于此，本文将对高强度铝合金铸造及热处理工艺展开研究。
关键词：高强度；铝合金；铸造；热处理工艺前言：对高强度铝合金铸造和热处理工艺技术的有效应用，一方面可以让高强度铝合金铸造的质量得到切实的保障，有效的提高生产的品质，得到更多的人的认可，创造出更多的经济效益。
另一方面则能够有效的扩大新型铸造技术的应用范围，在更广范围上实现节能减排，同时达到生产要求。
由此可见，对高强度铝合金铸造及热处理工艺进行探究是十分必要的，具体策略综述如下。
1高强度铝合金铸造的发展现状在以往的高强度铝合金铸造中所采取的生产方法相对传统，操作人员会先将准备好的铝合金材料熔化，而后进行精炼处理、真空熔炼处理等，最终经过锻造等方式让铝合金成形。
这种方法能够满足高强度铝合金铸造的基础要求，但却也存在着诸多的不足，其中以因固溶度较低而导致的铝合金性能无法有效提高最为严重，为高强度铝合金的铸造带来了较大的难度。
对此，在新的时代背景下我国致力于对高强度铝合金铸造问题的攻克，通过深度研究最终获得了一定的成果，能够通过快速凝固等先进的冶炼技术解决一起上问题，但由于操作流程较为繁琐，且难度较大，一直未能被大范围的推广使用。
随着新型的喷射成型技术的诞生，我国也加强了在这一方面的研究，经过不断的尝试深入探索，实现考虑对挤压比等一系列参数的有效优化，并将以往较为繁琐和存在着诸多弊端的高强度铝合金铸造流程化繁为简，极大的提升了高强度铝合金铸造的效率性和品质，使其成为了高强度铝合金铸造的重要热处理工艺技术。
2高强度铝合金铸造及热处理工艺优化措施2.1均匀化均匀化处理是热处理的一部分，在高强度铝合金铸造中占据着十分重要的地位，直接的关系着锭坯的冶金品质、挤压性能等，因此在新时期得到了较高的关注，被赋予了更好的生产铸造要求。
高强铝合金的热处理技术
经双级时效处理 ,合金中的主要强化相是较 细的η′相 。合金晶界上分布着断续的粗大η沉淀 相 η, 相是平衡相 ,与基体不共格 ,产生的基体点 阵畸变程度较弱 ,因此对自由电子散射作用减弱 , 位错滑移机制也从切过转变为绕过 ,所以处理后
双级时效是指在不同温度进行两次时效 ,如 图 6 所示 。
第一级时效为低温预时效 (预时效) 是成核处 理阶段 ,形成高密度的 GP 区 。GP 区通常是均匀 生核 ,当其达到一定尺寸 ,就可以成为随后时效沉
淀相的核心 ,从而大大提高组织的均匀性 。预时 效温度应低于 GP 区的溶解温度 。那些能在高温 时效温度下稳定存在的 GP 区优先成核转化为η′ 相。
解 ,为后续时效提供了较高的过饱和度 。 均匀化处理后的合金组织中 ,枝晶间偏析明显
减少 ,大部分呈断续分布 ;枝晶内部析出相密集 。均 匀化保温完成后快速冷却 ,获得的析出相密度较 高。慢速冷却条件下 ,由于铸锭在高温停留时间长 ,枝晶内部析出物难以形核 ,数量减少[1] 。
2 固溶处理
211 强化固溶 固溶处理是获得过饱和固溶体的方法 。它是
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9 8
上 海 有 色 金 属
第 26 卷
(a)
( b)
图 1 一般固溶和强化固溶的金相组织
高强度铝合金铸造及热处理工艺分析
高强度铝合金铸造及热处理工艺分析铸件方面的工作对于铸件的技术和工艺技巧有着很大的依附性，铸件的技术和工艺技巧对于铸件性能和质量有着重要的影响。
在进行铸件工作时，要明确铸件的实际铸造生产要求，采取先进合理的铸造技术来提高铸件的性能和铸件工作效率。
文章针对高强度铝合金的铸造工艺和热处理工艺进行探讨，以供参考。
标签：高强度铝合金;铸造工艺;热处理工艺引言：随着时代的进步和科技技术的发展，高强度铝合金的铸造工艺技术也同时受益于这一时代发展的趋势，越来越多的新技术理论被探索出来，有助于高强度铝合金的铸造技术工艺技巧和铸造技术的进步与完善，提高了高强度铝合金铸造工作的效率以及高强度铝合金铸造的质量。
一、高强度铝合金铸造及热处理工艺中存在的难点解读1.高强度铝合金铸造难点的简要分析（1）高强度铝合金铸件的几何体积一般都比较大。
那么在实际的高强度铝合金的铸造过程中，工作人员就需要在合金充型的流程中耗费更多的时间和精力。
这一难点就造成高强度铝合金铸造工作的效率极其低下，铸造难度也更是加大了。
（2）高强度铝合金铸件壁厚的厚度问题也是一个大难点。
厚壁厚度过大会使工作人员在铸造过程中难以将铸件填充均匀。
那么该高强度铝合金铸件的质量就不能得到很好地保证。
该难点也使工作人员不得不提高自身铸造技术和处理工艺水平。
2.热处理工艺难点的简要分析受铸件壁厚厚度以及几何体积影响，热处理工艺的难度更是会加大。
在热处理工艺的进行过程中，工作人员就很难将热处理的力度把握到位，这个问题就会导致高强度铝合金铸件在热处理加工过程中出现变形，受到损坏。
二、解决高强度铝合金的铸造及热处理工艺问题的策略分析1.提高铝合金的铸造及热处理工艺的加工精度由于铝合金铸件设备、技术操作人员、车间环境等不可抗力因素的限制，工作人员在铝合金的铸造及热处理工艺中，就会不可避免地出现一些误差。
那么，如果想要尽可能地控制住误差，工作人员就应该提高对铝合金的铸造及热处理工艺的处理标准，并且要对每次的误差进行反省分析，找出铸造环节的漏洞，避免下次再犯。
高强度铝合金铸造与热处理技术研究
高强度铝合金铸造与热处理技术研究摘要与普通的铝合金进行对比，高强度铸造的铝合金具有非常高的强度以及防腐性能，在机械、汽车、航空、航天等领域中进行了非常广泛的应用。
现阶段，对高强度的铝合金的需求越来越高，对铝合金压铸工艺也提出了新的要求，需要对其进行大规模高效的生产，因此，探索铝合金高强度铸造和热处理工艺的优化途径成为了比较重要的工作。
关键词高强度；铝合金铸造；热处理技术；研究Research on casting and Heat treatment technology of High strength Aluminum alloyWang JinhuiTianjin New Wei San Industry Co., LTD., Tianjin 301701, ChinaCompared with ordinary aluminum alloy, high-strength cast aluminum alloy has very high strength and corrosion resistance, which is widely used in machinery, automobile, aviation, aerospace and other fields.At present, the demand for high-strength aluminum alloy is higher and higher, and new requirements for aluminum alloy die casting processare put forward, which requires large-scale and efficient production. Therefore, it is more important to explore the optimization way ofhigh-strength aluminum alloy casting and heat treatment process.Key words high strength; Aluminum alloy casting; Heat treatment technology; research引言铝合金具有轻质、耐腐蚀、导热等性能好、可塑性的优势，因此广泛应用于机械零件的生产。
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文章编号:1005-2046(2005)02-0097-06高强铝合金的热处理技术尚 勇,张立武(航天科技集团第四研究院43所,陕西西安710025)摘 要:介绍了高强铝合金热处理的研究现状,将均匀化处理、深冷处理归入铝合金热处理范畴,对升温固溶、高温预析出、双重淬火、回归热处理(RRA )和过时效-重固溶-再时效处理(ORR )等热处理制度进行了归纳总结。
关键词:高强铝合金;热处理;固溶;时效中图分类号:TG16613 文献标识码:A 收稿日期:2004-09-02作者简介:尚 勇(1978~),男,陕西西安人,硕士研究生,主要从事材料加工工程。
高强铝合金作为一种高性能材料,无论是军工还是民用,应用都极为广泛。
我国的高强铝合金研究与国外相比,不论是基础理论、工艺技术,还是技术装备水平及其完善程度差距都很大。
本文从热处理角度出发,讨论到目前为止高强铝合金有关热处理技术的研究。
1 均匀化处理超高强铝合金的合金化元素总量较高,所以均匀化是合金完成铸造进行初步处理的一个必不可少的工艺过程。
由于合金凝固时存在枝晶偏析,通过均匀化处理可以消除或降低晶内化学成分和组织的不均匀性,消除或减少在铸锭快速冷却时所产生的内应力,改善铸锭的热塑性。
均匀化处理能促使铸造过程中形成的非平衡第二相溶解,减少第二相的体积分数,改善合金的塑性,并提高合金元素在基体中的固溶度,从而提高合金的固溶强度。
均匀化时间越长,过程越彻底,时效后合金的强度越高。
然而,高强铝合金由于合金元素含量高,因此均匀化比较困难。
从改善合金性能的角度出发,目前有几种均匀化制度。
研究发现,两级均匀化优于单级均匀化;短时保温能够促进粒子的弥散析出,细化亚晶粒,有利于提高合金的综合性能。
高温均匀化比低温均匀化更能促进合金元素的溶解,为后续时效提供了较高的过饱和度。
均匀化处理后的合金组织中,枝晶间偏析明显减少,大部分呈断续分布;枝晶内部析出相密集。
均匀化保温完成后快速冷却,获得的析出相密度较高。
慢速冷却条件下,由于铸锭在高温停留时间长,枝晶内部析出物难以形核,数量减少[1]。
2 固溶处理211 强化固溶固溶处理是获得过饱和固溶体的方法。
它是将第二相能在基体中随温度降低而减小的合金加热至第二相能全部或最大限度地溶入固溶体的温度,保温一段时间,以快于第二相自固溶体中析出的速度冷却,从而获得过饱和的溶质原子和空位。
目前固溶处理有一般固溶和强化固溶两种处理方法。
常规固溶处理方法是在某一温度下保温一定时间;强化固溶处理方法是先在某一温度下保温一定时间,然后以一定的升温速度升温至更高的温度,保温后在室温下冷却。
如果随后的时效制度一样,则可以看到强化固溶的优点。
如图1所示[2]。
文献对强化固溶进行了研究,通过逐步提高固溶温度,直至超过多相共晶温度,和延长固溶时间等强化固溶手段,有效地减少了均匀化后未溶解的粗大第二相,同时没有形成过渡相和过烧的第26卷 第2期上海有色金属Vol 126 No 122005年6月S HANGHAI NONFERROUS ME TALSJun.2005(a)(b)图1 一般固溶和强化固溶的金相组织(a)一般固溶;(b)强化固溶迹象,从而提高合金的固溶程度[2]。
强化固溶与一般固溶相比,在不提高合金化元素总含量的前提下提高了固溶体的过饱和度,同时减少了粗大未溶结晶相,对于提高时效析出程度和改善抗断裂性能具有积极意义,是提高高强铝合金综合性能的一个有效途径[3]。
212 高温预析出处理高温预析出是指先在高温充分固溶,后在略低于固溶温度下保温,即两步固溶处理,来改善晶界和晶内的析出状态,使材料具有良好的综合力学性能,尤其是抗应力腐蚀性能得到改善。
处理制度如图2所示。
高温预析出对金相组织的影响如图3所示。
图2高温预析出示意图(a)(b)(c)(d)图3 A-l Zn -Mg -Cu 铝合金固溶(预析出)金相组织(a)、(c)485e @3h 固溶处理;(b)、(d)485e @3h+465e @5h 固溶处理由图3可以看出,合金经过485e 固溶后,晶内和晶界都很干净;而合金再经465e 预析出处理后,析出相不连续地分布于晶界,晶内比较干净[4]。
同时,陈康华等研究后也认为,在近固溶度条件下,预析出不仅可以形成不连续晶界析出相,还可增加随后时效状态下晶界析出相颗粒的尺寸和间距,在保持合金强度的同时,提高合金的应力腐蚀抗力[5]。
这是因为经充分固溶的高强铝合金,在固溶限温度附近保温,在晶界上优先形成析出相,在随后的时效过程中,新相若能在原有析出的基础上形核长大,则可以改变晶界析出相的状态,使其更加粗大、离散,从而有利于提高合金的抗应力腐蚀性能。
213 双重淬火处理双重淬火制度如图4所示。
有研究表明,对B 95À½合金采用预先双重淬火,既可以达到单级时效以后的强度值,又可获得双级时效后强度、塑性、抗腐蚀性的最佳结合。
即在470e 保温10min 进行第一次淬火,再在470e 保温10min 进行第二98上 海 有 色 金 属第26卷次淬火。
这种固溶温度处理下短时保温不会引起固溶体晶粒长大,和金属间化合物的聚集。
第一次淬火能大大提高空位浓度,从而保证了第二次淬火时强化相的活性补溶。
图4 双重淬火示意图214 重复淬火有研究认为重复淬火对铝合金材料性能有直接影响。
重复淬火在保持首次淬火温度的条件下,若保温时间与首次保温时间相同,则材料性能会有较大幅度的改善。
若保温时间缩短,则材料性能变坏。
同时,研究证明重复淬火的时效温度提高和时间延长,会对材料性能产生有利影响。
3 时效处理时效处理可以分为单级时效和分级时效。
311 单级时效以临界值T c (GP 区的溶解温度)为分界点,单级时效可以分为两种形式,如图5所示。
而以时效后的组织,时效又可分不完全时效(欠时效)、完全时效(峰值时效)和过时效。
欠时效的时效温度较低,或时效时间较短,以保留较高的塑性。
过时效处理则相反,但其合金的综合性能较好。
图5 单级时效制度示意图(a)T A >T c 的单级时效;(b)T A <T c 的单级时效对于高强铝合金来说,在单纯追求高强度时开发出了单级时效制度为T b 的峰值时效。
峰值时效后,晶内析出相为共格的GP 区和半共格的G c 相,而晶界上则是连续分布的G 平衡相。
但是由于晶内GP 区和G c 相的共格性导致基体发生严重畸变,从而增强对电子的散射作用和位错的滑移阻力,因此峰值时效状态合金的电导率低而强度较高。
312 双级时效处理双级时效是指在不同温度进行两次时效,如图6所示。
第一级时效为低温预时效(预时效)是成核处理阶段,形成高密度的GP 区。
GP 区通常是均匀生核,当其达到一定尺寸,就可以成为随后时效沉淀相的核心,从而大大提高组织的均匀性。
预时效温度应低于GP 区的溶解温度。
那些能在高温时效温度下稳定存在的GP 区优先成核转化为G c 相。
第二级是高温时效,为稳定化阶段,在晶内主要形成均匀分布的盘状相,在亚晶界上形成尺寸较大的G c 相,在大角度晶界上形成粗大稳定的G 相。
随着时效时间的延长,晶内G c 相粗化,晶界G 相稳定并长大,亚晶界上P F Z 明显增宽。
经双级时效处理,合金中的主要强化相是较细的G c 相。
合金晶界上分布着断续的粗大G 沉淀相,G 相是平衡相,与基体不共格,产生的基体点阵畸变程度较弱,因此对自由电子散射作用减弱,位错滑移机制也从切过转变为绕过,所以处理后99第2期尚 勇等:高强铝合金的热处理技术图6双级时效示意图(a)低温分级时效;(b)高温分级时效的合金电导率升高而强度降低。
这种晶界组织提高了抗腐蚀性能,但基体中强化相同时长大粗化,使合金强度大约下降0~15%。
为了提高合金的抗剥落腐蚀性能而开发出类似于T73和T76制度。
T73和T76与T6态相比,静强度降低15%左右[6,7]。
为了使强度接近T6状态,抗应力腐蚀性能介于T73和T76之间,美国Alcoa公司又开发了T736制度[8]。
如果淬火后先进行高温时效,然后再进行低温时效,可使加宽的无沉淀带变窄。
这是因为高温时效后,仍有一定浓度空位残留在无沉淀带内,一旦时效温度降低,溶质过饱和提高,与溶质原子呈共扼关系的空位将再度促使过渡相脱溶。
英国宇航公司(British Aerospace Public LimitedCompany)的科学家研制出一种铝锂合金的双级人工时效制度,经过这种处理的合金横向的屈服强度不大于292MPa。
第一级人工时效制度为:165e~130e/15min~24h;第二级人工时效制度为130e~90e P1h~72h。
图6(a)是一种低温两级分级时效制度,T1和T2均低于T c,经T1成核处理后,可获得比只在T2进行单级时效更弥散的组织,相应综合性能较高。
图6(b)是高温分级时效,T2大于T c,常用于改善合金的性能,包括提高应力腐蚀抗力。
因为最终时效温度超过T c,合金已进入过时效阶段,故强度比低温分级时效或单级时效略低,但K Ic和K Iscc值较高。
313多级时效处理多级时效处理制度如图7所示。
图7多级时效处理示意图(a)低温成核处理;(b)高温成核处理图7(a)为一种多级时效,其中包括两次成核处理,一次是在淬火后的停放时间进行的,另一次是在T1进行,最终时效根据性能要求可在T c温度以上或以下进行。
经三级时效处理后,可获得极细小的显微组织。
图7(b)为高温成核处理的多级时效。
高温成核处理可以消除原室温停放的有害影响。
RRA处理实质上也是一种三级时效,通常被称作回归100上海有色金属第26卷再时效工艺。
它第一次在铝合金中实现了既满足抗腐蚀性能又不牺牲强度的目标。
再通过调整合金成分,降低Fe、Si杂质含量,即形成了T77制度。
这种制度处理后的合金强度比T651高25%,而断裂韧性和抗应力腐蚀性能与T61相当[9]。
RRA包括四个阶段:第一阶段是固溶处理和淬火;第二阶段是进行T6态的峰值时效,时效后在晶粒内部形成尺寸为3nm~4nm的部分弥散G c相共格析出物,同时沿晶界形成较大的链状的非共格的G相。
这种晶界组织决定了高强铝合金对应力腐蚀开裂和剥落腐蚀有较高的敏感性;第三阶段是在高于T6态处理温度而低于固溶处理的温度下进行短时加热,即回归处理。
此时晶内析出的G c相在回归温度下分解,晶界的部分G c 相合并聚集,呈不再连续分布,晶界组织变成类似T73状态的组织,这种晶界组织改善了抗应力腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能,但合金的强度降低;第四阶段再进行T6态时效,晶内重新析出细小弥散的部分共格G c相,晶界仍为不连续的非共格析出相。
经过完整的RRA处理后,晶粒内部形成了如同时效到最大强度(T6状态)的组织,而晶界组织与过时效态的晶界组织相似。