常用变形铝合金退火热处理工艺规范.docx
变形铝合金热处理规范
淬火设备和装卸装备的安装位置应保证淬火转移时间不得超过表5规定的最大淬火转移时间。
4.4.4 冲洗设备
根据需要应使用冲洗槽、喷嘴或其它适合的设备，以确保干燥后在金属表面没有盐液残留物或膜层存在。
4.4.5 支撑架、固定装置及其它工件架持装置的结构
铺设支承架时应当最低限地减少金属在固溶热处理时的振动或滑动。支架、固定装置、底座、吊篮的安装应保证在热处理时不会对所处理的产品表面产生影响。
4.4.1.6.2连续式加热炉
对连续式加热炉，保温区紧连加热区。在保温区内，金属温度应在4.6.1规定的热处理温度范围内，或在所适用的时效温度范围内（见4.9）。当保温区内的所有炉料都达到所规定的温度范围的最低值后，该保温区的加热介质和炉料的温度波动最大值应为10℃（或按表2、表6要求）。但6061合金，温度波动允许达到15℃（见表2附注5和表6附注4）。
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
11
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。
4.4.6 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
2a14铝合金热处理标准
2a14铝合金热处理标准
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2A14铝合金热处理标准流程简述如下：
①均匀化退火：首先，将材料加热至475～490℃，并在此温度下保温12～14小时，随后采用炉冷的方式缓慢降温。
②完全退火：接着，将材料加热至350～400℃，保温时间依据材料的有效厚度调整，范围在30～120分钟内，之后以30～50℃/小时的速度随炉冷至300℃以下，最后空冷完成退火。
③快速退火：另一种选择是将材料加热至350～460℃，同样根据具体情况保温30～120分钟，之后直接空冷处理。
④淬火与时效：对于强化处理，可将材料加热至495～505℃后迅速水冷（淬火），然后放置在室温下自然时效至少96小时，以提高其硬度和力学性能。
这些热处理步骤旨在优化2A14铝合金的组织结构和性能，通过不同的加热温度和冷却速率，可以调控材料的强度、硬度、塑性和韧性，以满足特定的应用需求。
常用变形铝合金退火热处理工艺规范标准
常用变形铝合金退火热处理工艺规1 主题容与适用围本规规定了公司变形铝合金零件退火热处理的设备、种类、准备工作、工艺控制、技术要求、质量检验、技术安全。
2 引用文件GJB1694变形铝合金热处理规YST 591-2006变形铝及铝合金热处理规《热处理手册》91版3 概念、种类3.1 概念：将变形铝合金材料放在一定的介质加热、保温、冷却，通过改变材料表面或部晶相组织结构，来改变其性能的一种金属热加工工艺。
3.2 种类车间铝合金零件热处理种类：去应力退火、不完全退火、完全退火、时效处理。
4 准备工作4.1 检查设备、仪表是否正常，接地是否良好，并应事先将炉膛清理干净；4.2 抽检零件的加工余量，其数值应大于允许的变形量；4.3工艺文件及工装夹具齐全，选择好合适的工夹具，并考虑好装炉、出炉的方法；4.4 核对材料与图样是否相符，了解零件的技术要求和工艺规定；4.5在零件的尖角、锐边、孔眼等易开裂的部位，应采用防护措施，如包扎铁皮、石棉绳、堵塞螺钉等；5 一般要求5.1 人员：热处理操作工及相关检验人员必须经过专业知识考核和操作培训，成绩合格后持证上岗5.2 设备5.2.1 设备应按标准规要求进行检查和鉴定，并挂有合格标记，各类加热炉的指示记录的仪表刻度应能正确的反映出温度波动围；5.2.2 热电温度测定仪表的读数总偏差不应超过如下指标：当给定温度t≤400℃时，温度总偏差为±5℃；当给定温度t＞400℃时，温度总偏差为±(t/10)℃。
5.2.3 加热炉的热电偶和仪表选配、温度测量、检测周期及炉温均匀性均应符合QJ 1428的Ⅲ类及Ⅲ类以上炉的规定。
5.3 装炉5.3.1 装炉量一般以装炉零件体积计算，每炉零件装炉的有效体积不超过炉体积一半为准。
5.3.2 零件装炉时，必须轻拿轻放，防止零件划伤及变形。
5.3.3堆放要求：a.厚板零件允许结合零件结构特点，允许装箱入炉进行热处理，叠放时允许点及较少的线接触，避免面接触，叠放间隙不小于10mm.b.厚度t≤3mm的板料以夹板装夹，叠放厚度≤25mm，零件及夹板面无污垢、凸点，零件间、零件与夹板间应垫一层雪花纸，以防止零件夹伤。
变形铝及铝合金热处理规范
T4、T41
T452
轧制环
516～552
W
T4、T41
T452
6063
挤压件
515～530
W
T4、T42
T4510、T4511
拉伸管
515～527
W
T4、T42
N/A
6262
线材、棒材
515～566
W
T4
T450
挤压件
515～566
W
T4
T4510、T4511
拉伸管
515～566
W
T4
—
表2 固溶热处理温度（续）
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）。
W
T4
—
2117
其他线材、棒材
496～510
W
T4
—
铆钉线
477～510
W
T4
—
2A17
520～530
W
2018
模锻件
504～521
W
T4、T41
—
2218
模锻件
504～516
W
T4、T41
—
2618
模锻及自由锻件
524～535
W
T4、T41
—
2219
薄板
549～541
W
T316、T376、T42
常用铸造铝合金的热处理工艺规范表
T6
515 ±5
10
60 ~ 100
155 ± 5
10
空冷
-
ZL108
T1
-
-
-
200 ± 10
10 ~ 14
空冷
-
T6
516 ± 5
3 ~ 8
60 ~ 80
205 ± 5
6 ~ 10
空冷
重載荷高溫下工作的零件，如大馬力柴油 活塞
ZL109
T6
500 ± 5
5
80
185 ± 5
16
空冷
高溫、高速、大馬力活塞
常用鑄造鋁合金的熱處理工藝規範表
合金
代號
熱處理
代號
淬火工藝
時效或退火工藝
用途舉例
加熱
溫度/℃
保顯
時間/h
冷郤介質(水)
顯度/℃
加熱
溫度/℃
保顯
時間/h
冷郤
方法
ZL101
T1
-
-
-
230 ± 5
7 ~ 9
空冷
能改善破切削加工性
T4
535 ± 5
2 ~ 6
60 ~ 100
-
-
-
要求高塑性的零件
T5
535 ± 5
3
空冷
消除應力穩定尺吋的零件
T1
-
-
-
180 ± 5
或室溫
10
21天
空冷
-
2 ~ 6
60 ~ 100
155 ± 5
2 ~ 7
空冷
要求进步屈服強度和硬度的零件
T6
535 ± 5
2 ~ 6
常用航空用铝合金热处理规范解读
O2---材料在形变处理后所处的状态，这种处理是为了提高材料的成 形性能，以便进行超塑性加工（SPF）；
O3---均匀化处理后的状态。
W
2
北京南山航空材料研究院
H态： 加工硬化状态。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。 （对于船用合金，如5083、5383、5456、5059等合金，常用的热 处理状态有H321及H116状态）。
7150型材 7055 厚板 2090板 6061压光板
T6151 T7751 T77511 T7751 T83 T651
19.1~38.1 6.35~76.2 / 9.53~31.75厚(~2790mm宽) / /
W
5
北京南山航空材料研究院
Issoire (Alcan) 产品
合金牌号 2024 2024 HF Clad 2024A 2027 2195 2297 2098 7010 7040 7449 7050 7150 7075 7475 6056 6061
适用于固溶处理、淬火或从高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸 的挤压棒材、型材或管材以及拉制管材。这些产品在拉伸后不再进行 矫直。挤压棒材、型材或管材的永久变形量是1~3%；拉制管材的永久 变形量为1.5%~3%。
适用于固溶处理、淬火或从高温成型过程冷却后，按规定量进行拉伸 的挤压棒材、型材或管材以及拉制管材。这些产品在拉伸后可略微矫 直以使产品达到公差要求。挤压棒材、型材或管材的永久变形量是 1~3%；拉制管材的永久变形量为1.5%~3%。
T37---固溶处理后，为增加产品强度而进行断面减缩率约 7%的冷加工，然后进行自然时效处理。
变形铝合金热处理标准
变形铝合金热处理标准
变形铝合金是指经过锻造、压力处理等方法进行塑性加工而得到的铝合金材料。
热处理是指通过加热和冷却的方式对材料进行调整和改善其性能的过程。
变形铝合金经过热处理后可以提高材料的强度、硬度、耐磨性等性能。
变形铝合金热处理标准主要包括以下几个方面：
1. 热处理温度：根据不同的铝合金种类和材料要求，确定适宜的热处理温度范围。
2. 加热方式：常见的加热方式有空气加热、盐浴加热、电阻加热等，根据具体情况选择合适的加热方式。
3. 保温时间：在合适的温度下保持一定的时间，使材料达到均匀的热处理效果。
4. 冷却速度：冷却速度的选择与材料的组织结构和性能要求密切相关，常见的冷却方法有空气冷却、水淬、油淬等。
5. 热处理工艺规程：根据具体的材料和要求，制定热处理过程中的工艺规程，包括加热温度、保温时间、冷却方式等。
对于不同的变形铝合金材料，其热处理标准可能存在差异。
常见的变形铝合金热处理方法包括时效处理、退火处理、淬火处理等。
热处理标准的制定旨在确保变形铝合金材料在被加工后，经过热处理后可以达到预期的性能要求。
变形铝合金热处理工艺
常见板带产品状态代号举例
W 固溶热处理(不稳定状态),也可以规定自然时效(W2h)的时间. W51 固溶热处理(不稳定状态),通过拉伸来消除应力
(薄板:0.5~3%永久变形,厚板:1.5~3%永久变形；拉伸后产品再 进行进一步矫直. T3 固溶热处理、冷加工并自然时效 T31 固溶热处理、约1%冷加工并自然时效 T351 固溶热处理、通过拉伸来消除应力(薄板:0.5~3%永久变形,厚 板:1.5~3%永久变形, 并进行自然时效.拉伸后产品不进行进一 步矫直. T36 固溶热处理、约6%的冷加工并进行自然时效 T37 固溶热处理、约7%的冷加工并进行自然时效 T39 固溶热处理、进行适当的冷加工以获得规定的力学性能.可 在自然时效之前或之后进行冷加工
（5）正在研发第五代－具有高淬 透性的高综合性能铝合金。应用： 大型运载工具等
机身桁条： 7150-T76511
机身蒙皮： 机身隔框： 2024-T351 7050-T74 7150-T651
中央翼盒： 垂直安定面： 水平安定面： 7050-T74 7150-T651 7150-T651
2324-T39II
主起落架：
7010-T74
垂直安定面： 7075-T651
水平安定面： 7075-T651
襟翼： 7175-T7351
上翼蒙皮： 7175-T7351
上翼桁条： 7075-T73511
机身梁： 7175-T73511
翼梁：
翼肋：
7010-T7451 7010-T7451
下翼桁条： 下翼蒙皮及壁板： 2024-T3511 2024-T351
于H11) H112 在高温下冷加工后或受限的冷加工(规定力学性能的范围)后进
行轻微应变– 硬化
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常用变形铝合金退火热处理工艺规范常用变形铝合金退火热处理工艺规范1主题内容与适用范围本规范规定了公司变形铝合金零件退火热处理的设备、种类、准备工作、工艺控制、技术要求、质量检验、技术安全。
2引用文件GJB1694变形铝合金热处理规范YST 591-2006变形铝及铝合金热处理规范《热处理手册》 91 版3概念、种类3.1 概念：将变形铝合金材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部晶相组织结构，来改变其性能的一种金属热加工工艺。
3.2 种类车间铝合金零件热处理种类：去应力退火、不完全退火、完全退火、时效处理。
4准备工作4.1检查设备、仪表是否正常，接地是否良好，并应事先将炉膛清理干净；4.2抽检零件的加工余量，其数值应大于允许的变形量；4.3 工艺文件及工装夹具齐全，选择好合适的工夹具，并考虑好装炉、出炉的方法；4.4 核对材料与图样是否相符，了解零件的技术要求和工艺规定；4.5 在零件的尖角、锐边、孔眼等易开裂的部位，应采用防护措施，如包扎铁皮、石棉绳、堵塞螺钉等；5一般要求5.1 人员：热处理操作工及相关检验人员必须经过专业知识考核和操作培训，成绩合格后持证上岗5.2 设备5.2.1设备应按标准规范要求进行检查和鉴定，并挂有合格标记，各类加热炉的指示记录的仪表刻度应能正确的反映出温度波动范围；5.2.2热电温度测定仪表的读数总偏差不应超过如下指标：当给定温度 t ≤400℃时，温度总偏差为±5℃；当给定温度 t ＞400℃时，温度总偏差为±(t/10) ℃。
2检测周期及炉温均匀性均应符合 QJ 1428 的Ⅲ类及Ⅲ类以上炉的规定。
5.3 装炉5.3.1装炉量一般以装炉零件体积计算，每炉零件装炉的有效体积不超过炉内体积一半为准。
5.3.2零件装炉时，必须轻拿轻放，防止零件划伤及变形。
5.3.3堆放要求：a. 厚板零件允许结合零件结构特点，允许装箱入炉进行热处理，叠放时允许点及较少的线接触，避免面接触，叠放间隙不小于 10mm.b. 厚度 t ≤3mm的板料以夹板装夹，叠放厚度≤25mm，零件及夹板面无污垢、凸点，零件间、零件与夹板间应垫一层雪花纸，以防止零件夹伤。
5.3.4 装炉后需检查零件与电热原件，确定无接触时，方可送电升温，在操作过程中，不得随意打开炉门；5.3.5加热速度：变形铝合金退火的加热速度约13℃～ 15℃/ 秒，例如加热到410℃设定时间为0.5 小时。
5.3.6 保温时间是指铝合金加热到规定温度范围而需要保持的时间，从炉温达到规定温度时计算。
装炉量为最大时，保温时间应适当延长 1-2h ；对于装箱退火，保温时间应适当延长 1h；单件或单层摆放的零件，保温时间取最小值。
具体要求参考表 1。
5.3.7 容易产生变形或扭曲的零件（如细长与薄板零件），装出炉时特别小心，应尽量在炉中垂直吊挂加热，或可设计专用热处理夹具、防护罩或框架等工装，以免变形；6特别要求6.1 待热处理的零件表面应清洁、干燥、无油污、水痕、划伤等缺陷 ( 毛坯件除外 ) 。
6.2 同一热处理炉中装有不同厚度的零件时，应按最大厚度确定加热保温时间，厚度相差大于10mm 的制品不应同炉热处理。
7质量检验7.1外观检测：热处理后的零件不允许有腐蚀、裂纹、烧伤和超过工艺文件规定的变形。
7.2过程记录检测：应严格执行热处理规范，检热处理过程记录卡及温度曲线。
7.3当技术人员对其性能要求检测时，按如下方法执行：7.3.1拉伸试验应按GB228进行7.3.2过烧和包铝层扩散试验应按GB2346进行7.4热处理制品的抗拉强度、屈服强度和伸长率的试验数据应满足相应的材料规范或零件图样的规定8技术安全热处理时，操作者应严格遵守热处理安全操作规程。
9热处理过程记录表9.1制品应有可追踪的热处理记录，该记录应包括证明满足本规范和制品要求的所有需要的资料、现行的工艺鉴定资料；9.2热处理的原始记录应保存归档。
9.3热处理过程记录表详见附件110常用变形铝合金退火制度去应力退火：消除冷变形和机械加工过程中（如压力加工、切削加工）产生的残余应力，稳定尺寸 ,主要用于不可热处理强化铝退火工艺。
不完全退火：为恢复再结晶，消除加工硬化，降低硬度，提高塑形，获得半硬制品，便于冷加工成型，适用于可热处理强化铝合金的退火工艺。
5完全退火：保证获得完全再结晶组织和良好的塑性，生成软制品，便于冷加工成型，适用于可热处理强化铝合金的退火工艺。
时效处理：使强化相充分而均匀的析出，提高强度、硬度，获得良好的综合性能。
11常用铝合金退火应用范围2A12 退火： a.力学性能要求高的结构件毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；b.力学性能要求中等的结构件毛坯、半成品，采用再结晶退火工艺；c.力学性能要求不高或需热校形的薄壁盖板类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
3A21 退火： a.力学性能要求高的结构件毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；b.力学性能要求中等或需钎焊腔体盖板类、结构件毛坯、半成品采用再结晶退火工艺；c.力学性能要求不高的非结构件或需热校形的薄壁盖板类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
5A03 退火： a.力学性能要求高的结构件毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；b.力学性能要求中等的结构件毛坯、半成品采用再结晶退火工艺 ;c.力学性能要求不高的结构件或需热校形的高薄壁盖板类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
5A06 退火：a.力学性能要求高的结构件毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；b.力学性能要求中等的腔体类毛坯件、半成品采用再结晶退火工艺;c.力学性能要求不高或需热校形的盖板腔体类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
6063 退火： a.力学性能要求高的结构件或需真空钎焊的腔体毛坯、半成品，采用去应力退火工艺；b.力学性能要求中等的结构件或需手工钎焊、空气炉钎焊的腔体类毛坯、半成品，采用再结晶退火工艺 ;c.力学性能要求不高的结构件或需热校形的盖板腔体类毛坯、半成品、成品，采用完全退火工艺。
时效处理：用于钎焊后快速冷却零件的时效处理，如真空钎焊中零件在530℃后急冷发生淬火后进行的强化处理。
12 工艺规范常用变形铝退火工艺规范见表 1；常用变形铝合金时效规范见表 2。
表 1常用变形铝合金退火工艺规范名特状过烧力学性去应力不完全完全称性态温能(抗退火退火退火度拉强度 ) σb℃(MPa)2A12 可热处理O505℃≥250MPa温度 240℃～温度350℃～温度390℃～强化铝合T≥380MPa260℃ , 保温时间370 ℃,保温时间410 ℃,保温时间金 ,属4≥430MPa1～2 小时，空冷1～ 2 小时，冷却速度1～ 2 小时，冷却速度Al-Cu系T6不高于30℃ /h, 冷却不高于30 ℃ /h, 冷却铝合金。
至 260 ℃以下出炉空至 260 ℃以下出炉空冷冷热处理后抗拉强度σb (MPa) ：≥ 380热处理后抗拉强度热处理后抗拉强度σb (MPa) ：≥ 250σ b (MPa) ：≥ 1003A21 5A06 5A03不可热处O643℃≥130MPa温度260 ℃～温度360℃～温度420℃～理强化铝H14≥170MPa280℃ , 保温时间415 ℃,保温时间490 ℃,保温时间合金, 属H18≥220MPa1～2 小时，空冷1～ 2 小时，空冷1～ 2 小时，空冷Al-Mn 系铝合金。
热处理后抗拉强度热处理后抗拉强度热处理后抗拉强度σb (MPa) ：≥ 150σb (MPa) ：≥ 130σ b (MPa) ：≥ 100不可热处O580℃≥340MPa温度150 ℃～温度315℃～温度390℃～理强化铝H14≥350MPa170℃ , 保温时间335 ℃,保温时间410 ℃,保温时间合金, 属H11≥340MPa4～6 小时，空冷1～ 2 小时，空冷1～ 2 小时，空冷Al-Mg 系2铝合金。
热处理后抗拉强度热处理后抗拉强度热处理后抗拉强度σb (MPa) ：≥ 340σb (MPa) ：≥ 300σ b (MPa) ：≥ 200不可热处O610℃≥235MPa温度260 ℃～温度360℃～温度390℃～理强化铝H14≥270MPa280℃ , 保温时间400 ℃,保温时间410 ℃,保温时间合金, 属H11≥230MPa1～2 小时，空冷1～ 2 小时，空冷1～ 2 小时，空冷Al-Mg 系2铝合金。
热处理后抗拉强度热处理后抗拉强度热处理后抗拉强度σ b (MPa) ：≥ 200σb (MPa) ：≥ 230σb (MPa) ：≥ 2306063 可热处理O615℃≥90MPa温度350℃～温度 390 ℃～ 415 ℃ ,温度 450 ℃～ 490℃ ,强化铝合T1≥152MPa380℃ , 保温时间保温时间 1～ 2 小时，保温时间 1～2小时，金 , 属T4≥172MPa1～ 2 小时 , 冷却速度冷却速度不大于 30℃冷却速度不大于30℃Al-Mg-Si T5≥186MPa不大于30℃ /h, 冷却/h, 冷却至 260 ℃以下/h, 冷却至 260℃以下系铝合T6≥241MPa至 260℃以下出炉空出炉空冷出炉空冷金。
T83≥255MPa冷热处理后抗拉强度热处理后抗拉强度T83≥207MPa热处理后抗拉强度σb (MPa) ：≥ 90σ b (MPa) ：≥ 801≥290MPaσb (MPa) ：≥ 150T832注：1.O 状态铝合金退火后的抗拉强度最大值为原始值； 2.保温时间结合一般要求 5.3.6 条；3.退火铝合金类型为板材、棒材、挤压件及模锻件。
表 2常用变形铝合金时效工艺规范牌号时效前产品类时效时效硬化热的状态型制度处理后金属温时效时状态的度℃间 h代号－其它所室温≥96T4有制品2A12－厚度≤18512T622.5mm～195包铝板－壁厚≤185～19512T625mm6～12T6挤压型材6063W模锻件室温≥96T4 T模锻件155～17710T6附件 1：热处理过程记录表工号：序号名称材料牌号材料规格工一炉件数图及尺寸序总件数号及装炉方式热处理方式保温时间冷却方式温度（℃）冷却时间（ min ）及冷却介质操作者日期。