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变形铝及铝合金热处理规范

变形铝及铝合金热处理规范
4.4.6 校准
所有设备校准应按有关热处理设备校准规定进行。
14.5
4.5.1 固溶热处理
变形铝合金产品应按表2所规定的金属温度范围进行固溶热处理。
表2固溶热处理温度
合 金
产品类型1
(不包括锻件)
固溶热处理(金属)温度/℃5
状态代号
淬火后2
自然时效后3
消除应力后4
2A01
495~505
W
2A02
495~505
淬火槽应具备足够的加热和冷却能力,以保证淬火介质的温度达到4.7规定的范围。同时,应配备必要的仪表以确保对温度进行控制。该仪表读数与实际温度的偏差应在±3℃范围内。
4.4.3.2.4 浸没速度
淬火系统应有控制固溶处理部件进入淬火介质速度的方法,如果该控制方法作为所要求的热处理工艺规程的一部分,不应超过所允许的最大淬火转移时间(见4.7.3)。
本标准负责起草单位:东北轻合金有限责任公司。
本标准参加起草单位:西南铝业(集团)有限责任公司、中国有色金属工业标准计量质量研究所协助起草。
本标准主要起草人:
变形铝及铝合金热处理规范
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本标准规定了一般工业用变形铝及铝合金热处理的要求和质量保证措施,并推荐了热处理工艺、设备及质量控制要求。
变形铝及铝合金材料零部件的热处理可参照执行。
4.4.2温度控制设备
4.4.2.1基本原则
所有热处理设备都应装有符合工艺控制要求的温度控制设备和记录设备,以确保所有加热区和保温区的温度控制均达到本标准的要求。
4.4.2.2温度控制和记录
传感器的位置应由热处理炉的特性决定,并且传感器应置于能够准确测量工件和加热介质温度的位置。记录应能正确反应温度控制情况,并可存贮记录以备查阅。

铝合金时效处理工艺

铝合金时效处理工艺

铝合金时效处理工艺铝合金时效处理是一种常见的热处理工艺,通常用于提高铝合金的强度和硬度。

该工艺通过在合金材料中形成细小的析出相,改善材料的机械性能和耐腐蚀性能。

本文将介绍铝合金时效处理的基本原理、工艺步骤和影响因素。

一、基本原理铝合金时效处理的基本原理是通过合金中的析出相来增强材料的强度和硬度。

在合金材料中,有些元素的溶解度随着温度的升高而增加,但在一定温度下,这些元素会逐渐析出形成固溶体内的细小颗粒。

这些细小颗粒能够阻碍晶粒的滑移和位错的移动,从而提高材料的强度。

同时,析出相的形成还能够改善合金的耐腐蚀性能。

二、工艺步骤铝合金时效处理的工艺步骤通常包括固溶处理和时效处理两个阶段。

1. 固溶处理固溶处理是指将铝合金加热至高温,使固溶体中的合金元素溶解于铝基体中。

这样可以消除合金中的晶间相,使晶粒尺寸增大,提高合金的塑性和加工性能。

固溶处理的温度和时间会根据合金的成分和要求的性能而有所不同。

2. 时效处理时效处理是指在固溶处理后,将合金材料冷却至室温,并在一定温度下保持一定时间。

在这个过程中,合金中的合金元素会逐渐析出形成细小的析出相。

这些析出相的形成不仅能够提高合金的强度和硬度,还能够改善合金的耐腐蚀性能。

时效处理的温度和时间也会根据合金的成分和要求的性能而有所不同。

三、影响因素铝合金时效处理的效果会受到多种因素的影响,包括合金成分、固溶处理温度、时效处理温度和时间等。

1. 合金成分不同的合金成分会影响合金中析出相的类型和数量,从而影响合金的强度和硬度。

一般来说,含有大量合金元素的合金,析出相的数量和尺寸会更多更大,因此强度和硬度会相应增加。

2. 固溶处理温度固溶处理温度的选择会影响合金中合金元素的溶解度和晶粒尺寸。

较高的固溶处理温度可以提高合金元素的溶解度,但也会导致晶粒尺寸增大,从而降低合金的强度。

3. 时效处理温度和时间时效处理温度和时间的选择会直接影响到析出相的形成和生长。

较高的时效处理温度和较长的时效处理时间可以促进析出相的形成和生长,从而提高合金的强度和硬度。

变形铝合金时效热处理相关知识汇总

变形铝合金时效热处理相关知识汇总

变形铝合金时效热处理相关知识汇总(1)时效 aging经固溶处理或冷变形后的合金,在室温或高于室温下,组织和性能随时间延续而变化,硬度、强度增高,塑性、韧性降低的现象。

在室温下发生时效称自然时效。

高于室温发生时效称人工时效。

时效现象除铝铜合金外,在钢、铜合金,铁基、银基、钻基高温合金中普遍存在,是提高合金强度的重要方法。

低碳钢冷变形后在常温长时放置即出现屈服强度提高。

硬铝合金经高斌520℃)淬火后在10g200℃时效,可获得最佳的强化效果。

马氏体时效钢,沉淀硬化不锈钢,铁基、镍基、钻基高温合金均可在固溶处理后选择不同温度时效处理,可以从中获得最佳的组织和性能。

(2)时效处理 aging treatment过饱和固溶体合金在室温或加热至一定温度保温,使溶质组元富集或析出第二相的热处理工艺。

常温下时效称自然时效。

高于室温加热时效称人工时效。

时效析出第二相获得强化的现象称时效强化。

低于或高于强化峰值温度的时效分别称为亚时效与过时效处理变后时效称形变时效或直接时效。

在应力下时效称应力时效强化效果取决于析出第二相的类数量、尺寸、形态、稳定性等因素。

广泛用于铝合金、钛合金、高温合金、沉淀硬化钢、马氏体时效钢等。

铝合金时效硬化峰值出现在溶质组元的富区(II)末期。

时效处理是强化合金的有效方法,可显著提高合金的强度和硬度,调整时效温度、时间可使合金的组织、性能满足使用要求,获得高的屈服强度、蠕变强度、疲劳性能等。

含铜的铝合金经自然时效后强度为0MPa比退火状态强度大一倍时效硬化合金使用时使用温度不应超过其时效温度。

(3)时效硬化 age hardening经固溶处理的过饱和固溶体在室温或室温以上时效处理,硬度或强度显著增加的现象。

原因是过饱和固溶体在时效过程中发生沉淀、偏聚、有序化等反应的产物,增加了位错运动的阻力形成的。

位错与析出产物交互作用下硬化机制有位错剪切析出相粒子,基体与粒子间相界面积增加,使外力转变为界面能析出相与基体的层错能差异基体与析出粒子的切变模量不同。

热处理铝变形的控制

热处理铝变形的控制

热处理铝变形的掌控铝的热处理(固溶热处理、淬火和时效)是确保达到所需的机械和腐蚀性能的关键过程。

在这些步骤中,淬火可能是全部操作中最关键的。

假如淬火太快,性能充足,但零件可能有过度变形或残余应力。

这可能导致由于残余应力缩短寿命或导致额外的非增值矫直组件。

铝的典型热处理包含约525°C的溶液热处理,以确保全部溶质都在溶液中。

然后,部件通常被淬火成水或聚合物淬火剂。

淬火后,零件再进行矫直。

假如零件在淬火后不能立刻矫直,则将零件放入零度以下的冰箱中(通常在28°C),以防止由于自然老化而硬化。

一旦有充分的时间,就把零件从冰箱里拿出来,让它们变暖到室温。

然后对零件进行矫直。

零件是自然老化的,取决于合金和所需的回火。

然后,零件在高温(121°C到176°C)下人工老化,以达到所需的最后性能和回火。

淬火是铝热处理中关键的一步。

淬火的目的是通过快速冷却到室温来保管在溶液热处理温度下形成的固溶体。

淬火是过饱和和扩散速率的平衡。

假如淬火太快,则性能得到了提高,但零件可能发生变形或翘曲。

假如淬火太慢,则会发生过多的晶界沉淀。

这除去了溶质的老化,对腐蚀性能有不利的影响。

一般来说,最高的强度和耐蚀性是与最快的淬火速度相关的。

然而,在淬火过程中发生的翘曲或变形的数量往往随着冷却速度的加添而加添。

一般来说,最佳淬火速率是达到性能的最慢淬火速率。

铝极简单产生变形。

在固溶热处理过程中,所使用的温度特别接近液相线温度。

这导致在典型的固溶热处理温度下具有很高的塑性和较低的强度。

铝除了在高温下强度较差外,还有较大的线膨胀系数。

这导致铝在固溶热处理过程中大量生长,在淬火过程中收缩。

假如零件受到管束,那么零件就会产生高应变和应力。

假如这些应力超过温度下的屈服强度,那么就可能发生零件的永久凝固,导致零件变形。

这说明零件的置位和管束对掌控零件的变形是很紧要的。

热处理前的残余应力铝零件通常是锻造,铸造,或成型前热处理。

热处理中的铝合金热处理技术

热处理中的铝合金热处理技术

热处理中的铝合金热处理技术铝合金是一种广泛应用的轻质高强度材料,其优良的性能使得它被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。

在生产过程中,对铝合金进行热处理是常用的工艺,通过热处理可以改变其组织结构和机械性能,进而满足不同需求。

本文将介绍铝合金的热处理技术。

1. 铝合金热处理的概念和作用热处理是指将材料加热到一定温度,保温一段时间,然后冷却到室温的一种材料改性工艺。

铝合金的热处理是指对铝及其合金材料进行的一系列加热、保温和冷却等工艺,通过控制工艺参数,改变其组织结构和性能。

铝合金热处理的主要作用有以下几个方面:1)改善铝合金的力学性能,可以提高抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标;2)改变材料的内应力状态,降低脆性和应力腐蚀敏感性;3)调整铝合金的组织结构和晶粒尺寸,改善其铸造、加工性能,使得材料更易于加工和成形。

2. 铝合金热处理的分类热处理工艺分为多种,不同的铝合金材料需要采用不同的热处理工艺,主要有以下几种:1)时效处理:主要用于4XXX系和6XXX系铝合金,将材料在较高的温度下保温一定时间,使材料的硬度和强度提高,并增加抗腐蚀性能;2)固溶处理:主要用于2XXX系和7XXX系铝合金,将材料加热到一定温度,然后快速冷却,使其大部分溶解,形成均匀的固溶组织,从而提高材料的强度和塑性;3)回火处理:主要用于7XXX系铝合金,将材料固溶后,进行一定时间的保温,再快速冷却,可以综合地提高材料的强度和韧性;4)再结晶退火:主要用于变形加工后的铝合金,通过加热处理,使铝合金恢复原有的晶粒结构,进而提高铝合金的延展性和塑性。

3. 铝合金热处理的工艺参数铝合金热处理的工艺参数包括加热温度、保温时间、冷却速率等,不同参数的选择会影响铝合金的性能。

常用的工艺参数如下:1)加热温度:加热温度是影响铝合金热处理的重要因素。

通常情况下,加热温度不宜过高,以避免铝合金的固溶温度过高,导致铝合金熔化或溶解度下降;2)保温时间:保温时间是指材料在加热后达到一定温度后,并保持在该温度下的时间。

变形铝合金汇总合金元素作用

变形铝合金汇总合金元素作用

变形铝合金汇总合金元素作用变形铝合金中合金元素的作用可真是个有趣的话题呢!那咱们就开始聊聊吧。

一、硅元素。

硅在变形铝合金里就像是一个默默奉献的小助手。

它能提高铝合金的流动性,就好比给铝水加了润滑油一样,让铝水在铸造的时候更容易填充模具的各个角落。

而且硅还能提高铝合金的强度,不过加得太多也不行哦,太多的话铝合金会变得比较脆,就像饼干,如果太硬就容易碎掉啦。

一般在一些需要铸造形状复杂、薄壁的铝合金部件时,硅元素就发挥出它的大作用了。

二、铜元素。

铜这个元素在变形铝合金里可是个活力小子。

它能显著提高铝合金的强度,特别是在高温下的强度。

有了铜元素的加入,铝合金就像被注入了一股强大的力量,变得更加坚韧。

不过铜也有一点小脾气,它会降低铝合金的耐腐蚀性。

所以在使用含铜的变形铝合金时,如果是在容易腐蚀的环境下,可能就需要做点防护措施啦,就像给它穿上一件防锈的小外套。

三、镁元素。

镁元素在变形铝合金里就像一个轻盈的舞者。

它能降低铝合金的密度,让铝合金变得更轻。

这在航空航天等领域可太重要啦,飞机什么的当然是越轻越好,这样能节省燃料,飞得更高更远。

同时呢,镁也能提高铝合金的强度和韧性,就像这个轻盈的舞者还有着坚韧的内心。

而且镁还能改善铝合金的焊接性能,让铝合金在焊接的时候更加顺利,就像两个人手拉手,很容易就连接在一起了。

四、锌元素。

锌在变形铝合金里是个神奇的存在。

它能提高铝合金的时效硬化能力,让铝合金经过热处理后变得更硬更强。

而且锌还能提高铝合金的耐磨损性能,就像给铝合金穿上了一层耐磨的铠甲。

不过锌的含量也得控制好,要是太多了,铝合金的加工性能可能就会受到影响,就像一个人穿了太多衣服,行动就不太方便啦。

五、锰元素。

锰元素就像是变形铝合金里的稳定器。

它能提高铝合金的抗蚀性,让铝合金在恶劣的环境下也能保持良好的状态。

锰还能细化铝合金的晶粒,让铝合金的组织更加均匀,就像把一群调皮的小颗粒变得规规矩矩的。

这样铝合金的强度和韧性都会得到提高,就像一个团结的小集体,力量更强大了。

铝合金零件热处理变形控制

铝合金零件热处理变形控制

铝合金零件热处理变形控制摘要:铝合金的最大优点是其密度约为铁的三分之一。

它是一种轻金属材料。

良好的导电性和传热性;在空气中具有良好的耐腐蚀性;具有较强的生产、加工和使用性能。

它具有良好的塑性,可以通过冷热交替变形来生产和加工,并通过热处理来提高其性能。

铝合金固溶处理的目的是获得高浓度的过饱和固溶体,以获得良好的综合物理性能。

因此,铝合金被广泛应用于当代航空航天工业的生产和制造。

同时,铝合金在固溶处理过程中会发生变形。

相对较大的变形也会增加后期尺寸调整的工作量和零件的表面质量。

因此,本文重点研究了在固溶处理过程中减少铝合金变形的方法。

关键词:铝合金;零件;热处理;变形控制1热处理工艺方法热处理是将产品工件放入特定材料中进行加热、隔热和冷却,并根据工件表面的成分或内部结构和微观结构,给出或提高工件的性能指标,使其具有所需的物理、工艺和化学性能。

热处理通常不会改变工件形状的整体成分。

它可能被安排到生产和制造过程的原始工艺流程、中间工艺流程和最终工艺流程。

它受到产品工件的原材料、结构类型、使用模式、使用场景和变形程度等因素的影响,同时受到左右工艺流程的制约。

有时,各种热处理方法植根于一些大型、中型、高精度或特殊要求工件的全过程生产过程。

谈到热处理人们通常会想到四把火:退火、淬火、回火、正火。

对于热处理技术工程师来说,热处理工艺的设计方案、处理方法中的问题以及技术性能的实现都是他的首要任务。

然而,当某一类型的“火”布置在加工工艺的某一阶段时,精通自己专业的加工工艺工人需要掌握产品工件技术标准、原材料、规格、型号和形状规格、热处理特性以及热处理的实际效果。

在此基础上,部署兵力,统筹合理布局,制定有效可行的工艺路线,确保产品加工质量。

此外,工艺路线和热处理方法的开发还需要专业技术人员考虑课程的本质,追根溯源,梳理生产制造中的冲突点和问题原因,探索优质、高效、节能的加工思路,把握关键环节,在制造的重要节点上相对高度地结合热处理,并将生产技术和加工技术紧密结合起来,创造出优质的企业产品,创造出符合市场需求的商品,获得更多的经济效益和社会经济效益,促进社会经济的快速发展。

铝合金及热处理

铝合金及热处理

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。

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在室温下发生时效称自然时效。

高于室温发生时效称人工时效。

时效现象除铝铜合金外,在钢、铜合金,铁基、镍基、钴基高温合金中普遍存在,是提高合金强度的重要方法。

低碳钢冷变形后在常温长时放置即出现屈服强度提高。

硬铝合金经高温(520℃)淬火后在100~200℃时效,可获得最佳的强化效果。

马氏体时效钢,沉淀硬化不锈钢,铁基、镍基、钴基高温合金均可在固溶处理后选择不同温度时效处理,可以从中获得最佳的组织和性能。

(2)时效处理 aging treatment过饱和固溶体合金在室温或加热至一定温度保温,使溶质组元富集或析出第二相的热处理工艺。

常温下时效称自然时效。

高于室温加热时效称人工时效。

时效析出第二相获得强化的现象称时效强化。

低于或高于强化峰值温度的时效分别称为亚时效与过时效处理。

形变后时效称形变时效或直接时效。

在应力下时效称应力时效。

强化效果取决于析出第二相的类型、数量、尺寸、形态、稳定性等因素。

广泛用于铝合金、钛合金、高温合金、沉淀硬化钢、马氏体时效钢等。

铝合金时效硬化峰值出现在溶质组元的富集G-P区(Ⅱ)末期。

时效处理是强化合金的有效方法,可显著提高合金的强度和硬度,调整时效温度、时间可使合金的组织、性能满足使用要求,获得高的屈服强度、蠕变强度、疲劳性能等。

含铜4%的铝合金经自然时效后强度为400MPa,比退火状态强度大一倍。

时效硬化合金使用时,使用温度不应超过其时效温度。

(3)时效硬化 age hardening经固溶处理的过饱和固溶体在室温或室温以上时效处理,硬度或强度显著增加的现象。

原因是过饱和固溶体在时效过程中发生沉淀、偏聚、有序化等反应的产物,增加了位错运动的阻力形成的。

位错与析出产物交互作用下硬化机制有位错剪切析出相粒子,基体与粒子间相界面积增加,使外力转变为界面能; 析出相与基体的层错能差异; 基体与析出粒子的切变模量不同。

另外,析出相与基体共格应变场交互作用;参数不匹配;有序共格沉淀硬化作用;位错运动产生反相畴界,使位错不能通过析出相而弯曲绕过形成位错环也可产生硬化。

控制时效温度、时间等条件可使合金获得不同的组织结构和强化效果。

(4)自然时效 natural aging过饱和固溶体(主要是某些铝合金) 在室温(10~40℃)停放一段时间的过程称为自然时效。

在室温下停放时,强度随时间的延续缓慢上升,达到一定数值后趋于稳定; 与此同时,合金的塑性逐渐减小。

在硬度及强度明显增大前的一段时间内,塑性也较高,可进行成型加工及矫正等工序,然后再自然时效一段时间,待硬度(强度) 达稳定值后即可投入安装使用。

对明显硬化前的时间间隔较短的合金,还可采用冷冻方法延迟时效过程,以便进行加工及矫正。

自然时效倾向较小的合金则需采用人工时效进行强化。

(5)人工时效 Artificial ageing将经过固溶处理的合金加热到低于溶解度曲线的某一温度保温一段时间,使第二相在该温度下发生脱溶,合金的强度和硬度升高。

人工时效所需时间较短,但强化效果较差。

在工业上比自然时效应用更加广泛。

(6)过时效 over-aging与获得最高力学性能(强度和硬度)的时效处理条件相比,由于时效温度过高或时间过长,平衡脱溶沉淀相与母相的共格或半共格联系被破坏,对位错运动的阻力减小。

特别是,随着沉淀相颗粒的长大、粗化及球形化,位错对其由切割变为绕过,而绕过引起的附加切应力与颗粒半径呈反比关系。

因此,过时效会使合金的强度和硬度降低。

每一温度下的时效对应一峰值硬度,温度越高,峰值硬度越低。

在一定温度下,时效时间适当时达到峰值硬度,时间过长也会使强度和硬度下降。

(7)最长时效古罗马时效制度的一种,产生于罗马帝国时代。

其主要内容是:占有人无论是否出于恶意占有他人土地满40年者有权拒绝所有人的追诉。

狄奥多西时代,诉讼时效减为30年,查士丁尼安当政时复减为20年,但特殊物品如寺院财物等其时效仍为40年。

(8)回归现象 reversion phenomenon将时效硬化处理的合金,放在远高于时效温度而低于固溶温度的某一温度下短时间回火,硬度和其他性能恢复到与刚淬火时差不多的现象,称为回归现象.一切时效硬化合金都有回归现象,尤以时效型铝合金的回归现象最典型.回归现象的本质是G.P.区或沉淀相的重新固溶.合金淬火后在室温下停留一段时间再进行人工时效,或者合金淬火后先进行塑性形变,再进行人工时效,常伴随着一定程度的回归现象.按照回归对合金沉淀机制的影响,回归可分为两类.第一类回归,即真回归.在这类回归中,合金中的G.P.区在等于或高于G.P.区溶线温度(solvus)下,短时间就分解了,G.P.区分解时,中间沉淀相不会同时形成,合金可恢复到刚淬火的单相状态.Al-Cu、Al-Zn二元合金的回归属此类.这类合金可用回归实验确定G.P.区溶线温度.第二类回归发生时,G.P.区的分解比第一类慢很多,在G.P.区完全分解的同时,中间沉淀相已开始形成,这意味着回归之后达不到完全回归的单相状态.Al-Ag 、Al-Zn-Mg、Al-Mg-Si合金的回归属此类.将合金进行回归处理后再时效,合金的硬度及其他性质的变化与淬火合金时效相似,只是时效硬化速率比淬火合金慢几个数量级.这是因为回归温度比淬火温度低得多,故过饱和空位少得多,使扩散不易进行所致.有人用回归和再时效的方法来改善Al-Zn-Mg系合金的抗应力腐蚀性能和综合性能.(9)形变时效 deformed aging与塑性变形相结合的时效方法。

由于变形能与相变能的共同作用,可达到形变强化与相变强化的综合效果。

该方法早在20世纪30年代就已出现,并已广泛用于工业生产。

形变时效可分为低温形变时效和高温形变时效。

(1)低温形变时效。

材料经淬火后,于室温下形变,然后进行时效处理。

由于时效前的冷变形,在合金中引入大量的位错,经时效处理后,基体发生回复形成亚晶组织,得到亚结构强化;而过饱和固溶体的脱溶过程却因冷变形而变得复杂,它与脱溶相的组成、淬火、变形以及时效等条件有关。

一般来说,由于合金组织中存在大量的位向混乱的位错,它们在晶内和晶界附近均匀分布。

这些位错的存在,有利于溶质原子的扩散,促使GP区数量的增加,也有利于脱溶相分布均匀,使材料的强度得以提高,对消除晶界无沉淀带也有良好的作用。

如果在淬火与冷变形之间再加一道预时效处理,则可加速冷变形后的脱溶过程。

有时为了改善材料的热稳定性,也可将冷变形改为温变形。

虽然低温形变时效可获得较高的抗拉强度和屈服强度,但材料的塑性却有所降低,对某些铝合金还可造成蠕变抗力的下降和各向异性。

(2)高温形变时效。

在热变形后直接淬火和时效。

该工艺不仅因淬火造成亚结构,以及随后时效时脱溶相的均匀分布,使材料的强度提高,而且还因晶粒碎化、晶界弯折和亚晶界被脱溶质点钉扎,而使材料具有较好的塑性和组织稳定性。

以上两种形变时效,以低温形变时效应用较广泛。

高温形变时效只在铝锌镁系合金中得到较好的应用。

但两种形变时效都必须满足如下基本要求,即淬火后基体不能发生再结晶,淬火后要获得高浓度的过饱和固溶体。

对淬火温度范围狭窄、不容易淬透的合金,形变时效方法的使用就受到限制。

(10)应变时效 strain age合金在变形时一种与屈服现象联系在一起的,使金属材料强度升高、塑性下降的行为。

显示低碳钢应变时效的应力—应变曲线如图所示,曲线a为退火低碳钢试样的应力—应变曲线;曲线b为该试样被拉伸至D点后卸载,然后又立即加载所测得的应力—应变曲线,由于前次加载时位错已摆脱了柯氏气团的钉扎,继续立即拉伸不出现明显的屈服台阶; 曲线c代表试样被拉伸到E点后卸载,并在室温搁置几天或在150℃时效几小时再拉伸所测得的应力—应变曲线,不但重新出现屈服台阶,而且上屈服点升高,这种现象称为应变时效。

重新出现屈服台阶是由于长期搁置或时效时碳、氮原子又偏聚到位错周围重新形成柯氏气团所致。

显示低碳钢应变时效的应力—应变曲线a—初始试验;b—卸载后立即再试验;c—卸载时效后再试验钢的应变时效主要是碳、氮溶质原子与刃型位错(见滑移)交互作用引起的,特别是氮,因为它在铁中的溶解度比碳的高。

螺型位错也可能与碳、氮原子交互作用,在塑性变形过程中,也可能发生应变时效。

这种时效称为动态应变时效。

碳钢在200~300℃时的蓝脆现象即与此种应变时效有关。

应变时效一般只发生在一定的温度范围内,但铝镁合金在室温时即可出现这种现象。

镁原子在室温下的扩散较慢,但由于变形过程中产生了许多空位,加快了镁原子的扩散,因而在室温就出现动态应变时效。

应变时效可使冲压工件表面产生吕德斯带,增大了粗糙度。

为了避免这种现象可采取如下措施:加入少量铝、钒、钛、硼、铌等元素,以形成稳定的碳化物与氮化物,将碳、氮固定,可消除或减轻屈服点现象和应变时效;在拉延前,对板材进行比屈服伸长稍大的冷轧变形(变形率0.5%~2%),使位错摆脱柯氏气团的钉扎而后尽快进行冲压,即可避免应变时效所导致的后果; 对于低碳钢板,中间停置时间不应超过24h。

(11)铝合金时效 aluminum alloy aging可热处理强化铝合金淬火后停放在室温或较高温度下以提高性能的方法。

这是铝合金热处理常用的方法之一。

室温下进行的时效称“自然时效”,在高于室温下进行的时效称“人工时效”。

时效处理是提高铝合金力学性能和改善理化性能的重要手段。

时效硬化现象最先由德国学者维尔姆(A.Wilm)于1906年在研究铝-铜-镁系硬铝合金时发现,之后在其他铝合金系中也发现了这种现象。

1938年,法国学者纪尼埃(A.Guinier)和比利时学者普雷斯顿(,人们对铝合金的时效行为进行了大量的研究。

在采用电子显微镜直接观察时效的微观结构变化后,对铝合金时效本质有了更加深入的了解。

可热处理强化铝合金,淬火后形成过饱和固溶体,在室温或稍高温度中加热能发生分解,其过程通常包括G.P.区、亚稳定相(铝铜系合金用θ″和θ′表示,铝铜镁系合金用S″和S′表示,铝镁硅系合金用β″和β′表示,铝锌镁系和铝锌镁铜系合金用η″和η′表示)和稳定相(θ,S,β,η,T)三个阶段。

G.P.区是与铝基体完全共格的,亚稳定相与铝基体部分共格,稳定相与铝基体非共格。

共格或部分共格都能引起铝基体晶格的畸变,因而导致铝合金硬度和强度的升高以及其他性能的变化。

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