固溶处理对含Ag的Al-Cu-Mg合金力学性能和组织的影响
固溶处理工艺对改良铸造铝硅合金组织和性能的影响
固溶处理工艺对改良铸造铝硅合金组织和性能的影响李飞龙;黄晓珍;苏广才;李飞庆;刘俊生;汤胜博;江鸿杰;谢尚昇【摘要】By aid of solution system with different temperature and time, effect of solution treatment process on the microstructure and mechanical properties of modified aluminium silicon casting alloy(0.35% Mg,7.0% Si,0.2% Ni,2.0% Cu,0.8% RE,0.2% Mn, 0.1% V,balance is Al)was studied. The results show that,at 495℃×5h for solution treatment,modified aluminium silicon casting alloy has the best comprehensive mechanical properties:б=239MPa,HBS=103HBS,β=6.24%;modified aluminium silicon casting alloy at 495℃×5h after solution quench hadSi,AlCu,Al6Cu3Ni,AlxCuCe phases containing rich Si,Cu,Ni and RE elements. These phases were helpful to improve the mechanical properties and high temperature performance of alloy. Ductile fracture for alloy after heat treatment is the main way and is accompanied by the quasi cleavage phenomenon. The tensile fracture morphology is mainly dimple fracture characteristics, some of the presence of a small amount of tear ridges.%通过不同温度和时间的固溶制度研究了固溶处理工艺对改良铸造铝硅合金（0.35%Mg，7.0%Si，0.2%Ni，2.0%Cu，0.8%RE，0.2%Mn，0.1%V，其余为铝）组织和性能的影响。
固溶时效处理对6063铝合金组织和性能的影响
固溶时效处理对 6063 铝合金组织和性能的影响发布时间：2021-04-20T09:47:10.933Z 来源：《科学与技术》2021年1月第2期作者：蒋昊利韦顺文黄才英黎稳凌丽萍[导读] 通过研究固溶时效处理对6063铝合金组织和性能的影响，蒋昊利，韦顺文，黄才英，黎稳，凌丽萍百色学院广西百色 533000摘要：通过研究固溶时效处理对6063铝合金组织和性能的影响，通过实验研究固溶时效工艺（包括固溶温度、保温时间、时效温度）对6063铝合金铸件质量影响。
以6063 铝合金为研究对象，对其进行固溶和时效处理，分析不同固溶时效工艺下对铝合金组织及力学的影响，确定6063铝合金固溶时效处理最佳方案。
关键词：固溶时效;铝合金;组织;性能铝元素在地壳中的含量仅次于氧元素和硅元素，是金属元素中含量最高的。
随着铝的冶炼方法和工艺的不断发展与改进，铝工业发展速度惊人。
铝及其铝合金的密度较小，属于轻金属。
而铝合金则是近年来大量应用于在交通工具轻量化结构工作之中，进而带动铝及铝加工企业的迅速发展。
2017年全球原铝总产量为6340.4万吨，我国的原铝产量达到了3227.3万吨，是世界的产铝大国。
虽然我国的原铝产量高，但是生产技术、设备方面与世界的先进水平还是有差距的。
6063铝合金是以Mg、Si、或Mg、Si、Cu为主要合金元素，并且以Mg2Si相为主要强化相的合金，是可变形热处理强化铝合金。
该系铝合金具有无应力腐蚀开裂倾向、无应力腐蚀开裂倾向、淬火敏感性低、中等强度、良好的焊接性和工艺性能良好等优点。
6系铝合金的固溶体存在着亚稳的溶解度间隙，因此具有典型的固溶、时效强化特征。
6×××系铝合金的均匀化处理，使溶质原子的扩散能力得到提高，消除了组织和成分的不均匀性。
6×××系铝合金的固溶处理，使析出相能够重新溶解，形成过饱和固溶体产生固溶强化。
6×××系铝合金的时效处理，能够改善合金的显微组织。
固溶处理对Al-1.5Si-1.2Mg-0.6Cu-0.3Mn铝合金组织性能的影响
（ ｅ ａ ｒｔｒ ｆｒＡ ｉ ｔ ｐ ｎ ｅｔｒ ｆ ｔ ｉ ｓ（ ｎｓ ｙｏ ｄ ｃｔｎ ，Ｎ ｒ ｅｓ ｒ ｎｖｒｔ，Ｓｅ ｙｎ １０ ４ ｈｎ ） Ｋ ｙＬ ｌ ａｏｙ ｏ ｎｓ ｒ ｙａｄＴ ｘｕｅｏ ｅ ａ Ｍｉｉｒ ｆ ｕａｉ ） ｏｔ ａｔ ｎＵ ｉ ｓｙ ｈｎａｇ１０ ０ ，Ｃ ｉａ ￣ ｏｏ Ｍａ ｒ ｌ ｔ Ｅ ｏ ｈ ｅ ｅｉ
田 妮 ，赵 刚 ，刘春 明 ，左 良
（ 东北大学 摘 材料各 向异性与织构教育部重点实验室 ，沈 阳 １０ ０ ） １０ ４
要 ：对汽车车身板用 一１５ ｉ ． Ｍｇ ０ ６ ｕ一 ． Ｍｎ铝合金冷轧 薄板进行 了固溶处理 ，研 ． Ｓ 一１２ 一 ．Ｃ ０ ３
究 了固溶温度 、时 间对第二相 、晶粒及成形性能 的影 响规 律．结果表 明 ：在 ５０～５５℃ 之间进 行 ０ ５ 固溶处理时 ，固溶温度升高 ，基体 中残 留的第 二相数 量逐渐 减少 ，而 再结 晶 晶粒 尺寸 形态 变化 不
一
１５ ｉ １２ ． Ｓ 一 ． Ｍｇ一０ ６ ｕ 一０ ３ ｎ ｓ ｅ ｔ ｅ ｅ ｉ ｖ ｓ ｇ ｔ ｄ ｂ ｎ ｙ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｃ ｎ ｈ ｓ ｓ ｒ ｉ ｓ ａ ｄ ．Ｃ ． Ｍ ｈ ｅ ｓ ｗ ｒ ｎ ｅ ｔ ａｅ ｙ ａ ａ ｚｎ ｈ ｅ ｏ ｄ ｐ ａ ｅ ．ｇ ａ ｎ ｎ ｉ ｌ
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第 ６卷第 １期
２ ０ 年 ３ 月 ０７
材
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Ｖｏ． ．１ １６ Ｎｏ Ｍ ａ ｃ ００ ｒｈ２ ７
铝材固溶处理
铝材固溶处理铝材固溶处理是铝合金加工中的一项重要工艺，它是指将含有固溶元素的铝合金加热至高温状态，使固溶元素溶解于铝基体中，然后通过快速冷却使其固定在铝基体中的一种热处理方法。
铝材固溶处理可以使铝合金材料达到更好的强度、硬度和耐腐蚀性能，提高其综合机械性能和使用寿命。
在铝合金加工中，铝材固溶处理是一个必不可少的工艺环节。
铝合金材料中的固溶元素是一种能够加强铝合金的重要成分，如铜、镁、锌等。
这些固溶元素的加入可以改变铝合金的晶体结构和性能，提高材料的强度和硬度。
但是，这些固溶元素并不是以固体形式存在于铝合金中，而是以溶解的形式存在于铝基体中。
因此，要使这些固溶元素发挥作用，就需要进行固溶处理。
铝材固溶处理的主要步骤包括加热、保温和冷却三个过程。
首先，将含有固溶元素的铝合金材料加热至固溶温度，使固溶元素达到溶解状态。
固溶温度是指材料中固溶元素开始溶解的温度，不同的合金材料具有不同的固溶温度。
在加热过程中，需要控制加热速度和加热温度，以确保固溶元素能够充分溶解在铝基体中。
接下来，将加热至固溶温度的铝合金材料保温一段时间，使固溶元素充分溶解在铝基体中。
保温时间也是一个关键的参数，它决定了固溶元素的溶解度和分布均匀度。
保温时间过短会导致固溶元素未能完全溶解，影响材料的性能；而保温时间过长则会导致固溶元素过度扩散，影响材料的性能。
将保温过程中的铝合金材料迅速冷却，使固溶元素固定在铝基体中。
冷却过程可以通过水淬或空冷等方式进行，其中水淬可以使材料快速冷却，形成细小的固溶体，提高材料的强度和硬度。
冷却速度是影响材料性能的重要因素之一，过快或过慢的冷却速度都会对材料的性能产生不利影响。
铝材固溶处理的优点在于可以提高铝合金材料的强度、硬度和耐腐蚀性能，改善材料的综合机械性能和使用寿命。
同时，固溶处理还可以改善铝合金的加工性能，使其更易于加工和成型。
此外，铝材固溶处理还可以改变铝合金的显微组织，使其具有更好的耐热性和耐疲劳性能。
固溶温度对Ag2205_双相不锈钢组织与性能的影响
第50卷第5期中南大学学报(自然科学版) V ol.50No.5 2019年5月Journal of Central South University (Science and Technology)May 2019 DOI: 10.11817/j.issn.1672−7207.2019.05.007固溶温度对Ag2205双相不锈钢组织与性能的影响向红亮1, 2，陈盛涛1，邓丽萍1(1. 福州大学机械工程及自动化学院，福建福州，350108;2. 福州大学晋江科教园，福建晋江，362200)摘要：通过添加Cu–Ag合金颗粒制备Ag2205双相不锈钢，并分别在1 050，1 075，1 100，1 125和1 150 ℃对其进行固溶处理；利用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验、电化学工作站及覆膜法等研究固溶温度对Ag2205双相不锈钢组织、力学性能、耐蚀性能及抗菌性能的影响，并与母材2205及Cu2205不锈钢的实验结果进行对比分析。
研究结果表明：随着固溶温度的升高，Ag2205材料内γ相体积分数逐渐降低且γ相先变粗后细化，而α相体积分数逐渐提高；此外，微米级的含Ag相主要分布于α基体及α/γ相界处，升高固溶温度会促进Ag相溶解；随着固溶温度的升高，含Ag材料洛氏硬度和抗拉强度均先降低后升高，但伸长率持续增大，当固溶温度为1 150 ℃时，Ag2205综合力学性能最佳且优于母材与含Cu2205材料的力学性能；Ag的加入会降低2205材料的耐蚀性，但提高固溶温度可改善其耐蚀性能，且在1 125 ℃固溶后，其耐蚀性已优于母材耐蚀性；3种材料中，Cu2205材料的耐蚀性最好；当固溶温度大于等于1 075 ℃时含Ag材料具有优异的抗菌性能，Cu2205材料及母材则不具备抗菌效果。
关键词：Ag2205双相不锈钢；力学性能；耐蚀性能；抗菌性能中图分类号：TG162.9 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2019)05−1056−09Effect of solution temperature on microstructure andproperties of Ag-bearing 2205 duplex stainless steelXIANG Hongliang1, 2，CHEN Shengtao1，DENG Liping1(1. School of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China;2. Jinjiang Science and Education Park of Fuzhou University, Jinjiang 362200, China)Abstract: Ag-bearing 2205 duplex stainless steel was prepared by adding Cu–Ag alloy particles, followed by solution treatment at 1 050, 1 075, 1 100, 1 125 and 1 150 o C, respectively. The effects of solution temperature on microstructure, mechanical properties, corrosion resistance and antibacterial property of Ag-bearing 2205 duplex stainless steels were studied by means of optical microscope(OM), scanning electron microscope(SEM), tensile test, electrochemical workstation and film mulching method. Meanwhile, parent material 2205 as well as Cu-bearing 2205 was prepared as references. The results show that with the increase of solution temperature, the volume fraction of γ decrease, and γcoarsens first and then shrinks while the volume fraction of α increases. In addition, the Ag phase in micro scale is distributed in α phase and at the α/γ boundaries, and the increase of solution temperature promotes the dissolution of Ag phase. The Rockwell hardness as well as tensile strength of Ag-bearing material decreases first and then increases with the rise of solution temperature, while the elongation rate goes up as the temperature increases. The comprehensive收稿日期：2018−06−02；修回日期：2018−08−02基金项目(Foundation item)：福建省科技重大专项项目(2017HZ0001-2)；福建省产业技术联合创新专项项目(FG-2016001)；先进金属材料及成形技术创新团队及保障体系项目(2050205)(Project(2017HZ0001-2) supported by the Science and Technology Major Program of Fujian Province；Project(FG-2016001)supported by the Industrial Technology Joint-Innovation Program of Fujian Province；Project(2050205) supported by the Advanced Metal Material and Forming Technology Innovation Team and Guarantee System)通信作者：向红亮，博士，教授，从事特种金属材料研究；E-mail：***************.cn第5期向红亮，等：固溶温度对Ag2205双相不锈钢组织与性能的影响1057 mechanical properties of Ag2205 are the best and superior to that of parent material 2205 as well as Cu-bearing 2205 after solution treatment at 1 150 o C. Addition of Ag reduces the corrosion resistance of 2205 material, whereas the increase of solution temperature improves the corrosion resistance. The corrosion resistance of Ag2205 is better than that of parent material after solution treatment at 1 125 o C. The corrosion resistance of Cu-bearing 2205 is the best among 3 kinds of materials. Ag-bearing materials after solution treatment at 1 075 o C or above possess excellent antibacterial properties, whereas both Cu-bearing 2205 and parent material do not show antibacterial effect.Key words: Ag-bearing 2205 duplex stainless steel; mechanical property; corrosion resistance; antibacterial property随着人们生活水平的不断提高以及由病菌引发的恶性事件的频繁爆发，开发绿色、高效且低成本的抗菌金属材料已成为当今社会发展的迫切需要。
固溶处理对新型Al-8.8Zn-2.3Mg-1.8Cu-0.13Zr合金挤压材组织及性能的影响
固溶处理对新型Al-8.8Zn-2.3Mg-1.8Cu-0.13Zr合金挤压材组织及性能的影响王京华;孙黎明;曹永亮;张磊【摘要】采用金相、扫描电镜、能谱分析、拉伸性能等分析检测方法研究了一种新型Al-8.8Zn-2.3Mg-1.8Cu-0.13Zr合金型材热处理过程的组织与性能演变.结果表明,挤压态试验合金中主要有α(Al)、(AlCuZn)2 Mg、MgZn2相,(Al-CuZn)2Mg发生相转变的起始温度为476.9℃,且随固溶温度的提高,第二相回溶充分,再结晶比例逐渐增加;470℃~480℃固溶并时效后合金的强度较高,但480℃时发生轻度过烧,塑性下降;合金较适宜的固溶温度为470℃~475℃.【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2017(046)001【总页数】5页(P9-13)【关键词】铝合金;挤压材;热处理;组织;性能【作者】王京华;孙黎明;曹永亮;张磊【作者单位】东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060【正文语种】中文【中图分类】TG146.21自21世纪以来，以美国、法国等国家为主先后在国际铝业协会注册了不少于5种Zn>8wt.%的高Zn/Mg值铝合金，该类合金具有高的强度、优良的耐蚀性能和断裂韧性，部分(如7056)合金已经被应用于A380-800F等机型上[1]。
根据“国际变形铝合金牌号及化学成分”及相关文献[2-5]等可以看出，此类高Zn和Zn/Mg 值、低Cu、含Zr合金改善了合金淬火敏感性，同时具有良好的可加工性及热处理后拥有高强、高韧、耐蚀的优良综合性能，具有广泛的应用前景。
随着我国航空、武器装备及交通运输的发展，国内对高合金化、高Zn/Mg值的铝合金越加关注，研究内容主要集中在热加工工艺、均匀化处理、固溶、时效处理等方面[6-12]。
固溶处理对Al-9.8Zn-2.37Mg-2.22Cu-0.12Zr铝合金拉伸性能、微观组织及断口形貌的影响
ｍｍ 的试 样 ，在 Ｃ Ｓ电子试 验机 上进行 拉伸 。截取 金 Ｓ 相 试样 经抛光 、浸蚀 后在 Ｐ Ｌ Ｏ ＹＭＡ Ｔ显 微镜 上观察 金
相 组织 。拉伸 断 口形 貌及 能谱分 析在 Ｊ Ｍ．３ ０ Ａ 扫 Ｓ ６６Ｌ 描 电镜上 进行 。
３ 实 验 结 果
时 间对 其 力 学 性 能 的 影 响 ， 优 化 出较 佳 的 固 溶 工 艺 ，
并通 过光 学金相 、扫 描 电镜及 能谱分 析观察 不 同固溶 工艺 下的微观 组织 及拉伸 断 口变 化特征 。
增加 Ｚ ，Ｍｇ ｕ主合 金元素 含量 、调整其 比例 及 降 ｎ ，ｃ
低 Ｆ ，Ｓ 杂质 含量 是主要 途径 ，并 由此 而开 发 出性 能 ｅ ｉ 较 为优 良的 ７ ５ ０ ５和 ７ ４ ４ ９铝 合金 ，应用 在 Ｂ ｅｎ ７ ７ ｏ ｉｇ ７ 和 Ａｉ ｕ ３ ０客机 上【。这 ２种铝 合金 的 Ｚ 含 量都 在 ｒ ｓ８ ｂ 】 】 ｎ
和 １ ０ ｍｉ 固溶 处 理 ， 室 温 水 淬 后 进 行 １０ ，２ ８ ｎ ０℃ ４ｈ
８ ％左 右 （ 量分数 ） 质 。近 来 ，一些 Ｚ ｎ含 量 高达 ｌ ％ ０
以上 的新型 铝合金 也 陆续 处于研 究 当 中【 提 高 主合 川。
金元 素含量 固然 可 以增 加其 强度 ，但也 会导致 铸造 过 程中 形成 的非平衡 结 晶相 增 多 ，例如 Ｓ（ ２ ｕ ） Ａｌ Ｍｇ ，Ｔ Ｃ （ ｌ ｎＭｇ） Ａ ２ ３ ３，Ａｌ ｕＦ Ｚ ７ ２ｅ以及 Ａ Ｚ Ｍｇ ｕ四元 相等 【 Ｃ Ｉｎ Ｃ 。 这 些非平 衡 共晶相 在常规 均匀 化退 火过 程 中难 以完全 消除 ，因而 随后 的固溶 处理工 艺选择 非 常重要 。 目前
铝合金固溶热处理
铝合金固溶热处理铝合金是一种应用广泛的金属材料，具有优异的性能和广泛的用途。
在铝合金的生产和加工过程中，固溶热处理是一项非常重要的工艺。
固溶热处理是指将含有固溶体的合金加热至一定温度，使固溶体完全溶解在基体中，并在适当的温度下进行保温一段时间，然后通过快速冷却的方式使固溶体重新凝固，从而改善合金的性能。
固溶热处理对铝合金的性能有着显著的影响。
首先，固溶处理可以消除铝合金中的固溶度过高或过低所造成的过饱和或亚饱和现象，使合金中的元素达到均匀的溶解状态，从而提高合金的强度和硬度。
其次，固溶处理还可以消除铸造时产生的组织缺陷，如析出相、晶粒过大等问题，使合金的组织变得细致均匀，提高了合金的强度和塑性。
此外，固溶处理还可以提高合金的耐热性、耐腐蚀性和磨损性能，使合金具有更广泛的应用领域。
在进行铝合金固溶热处理时，需要注意一些关键的工艺参数。
首先是固溶温度，固溶温度的选择对固溶体的溶解度和混合度有着决定性的影响，通常需要根据合金的成分和用途来确定合适的固溶温度。
其次是保温时间，保温时间的长短会直接影响到固溶体的晶粒细化程度和溶解度的均匀性，因此需要控制好保温时间以确保合金的性能。
另外，快速冷却的方式也是固溶处理中不可忽视的一环，通过合适的冷却速度可以避免固溶体再析出并保持合金的均匀性。
总的来说，铝合金固溶热处理是一项非常重要的工艺，可以显著提高合金的性能和使用寿命。
通过合理选择固溶温度、保温时间和冷却方式等工艺参数，并结合合金的成分和用途来进行固溶处理，可以使铝合金具有更优异的力学性能、耐热性和耐腐蚀性能，从而满足不同领域的需求。
在未来的铝合金生产和应用中，固溶热处理将继续发挥着重要的作用，推动铝合金材料的发展与进步。
1。
Al-Mg系合金中合金化元素作用及其对力学性能的影响
第４２卷第１期２０２４年１月 贵州师范大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）Ｖｏｌ．４２．Ｎｏ．１Ｊａｎ．２０２４引用格式：赵飞，黄文森．Ａｌ Ｍｇ系合金中合金化元素作用及其对力学性能的影响［Ｊ］．贵州师范大学学报（自然科学版），２０２４，４２（１）：１ １１．［ＺＨＡＯＦ，ＨＵＡＮＧＷＳ．ＴｈｅｒｏｌｅｏｆａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎＡｌ Ｍｇａｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅｉｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ），２０２４，４２（１）：１ １１．］Ａｌ Ｍｇ系合金中合金化元素作用及其对力学性能的影响赵 飞，黄文森（贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳 ５５００２５）摘要：铝镁合金是轻量化材料应用领域中一种重要的金属材料，属于中高强度铝合金，具有较高的塑性、良好的耐蚀性以及优良的焊接性等优势，目前在航空航天、交通运输和军工制造等领域具有广阔的应用前景。
笔者综述了铝镁合金力学性能特点以及用途，介绍了Ａｌ Ｍｇ系合金中的强化机制，重点阐述了Ａｌ Ｍｇ系合金中主合金化元素Ｍｇ及其含量对合金微观组织和力学性能的影响规律及机理，详细论述了Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｙ等微合金化元素的作用以及对Ａｌ Ｍｇ系合金微观组织和力学性能的影响规律。
最后，结合Ａｌ Ｍｇ系合金当前研究现状，提出了今后值得研究的方向。
关键词：Ａｌ Ｍｇ系合金；合金化；强化机制；力学性能中图分类号：ＴＧ１４６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—５５７０（２０２４）０１－０００１－１１ＤＯＩ：１０．１６６１４／ｊ．ｇｚｎｕｊ．ｚｒｂ．２０２４．０１．００１ＴｈｅｒｏｌｅｏｆａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎＡｌ ＭｇａｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅｉｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓＺＨＡＯＦｅｉ，ＨＵＡＮＧＷｅｎｓｅｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５５００２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌ Ｍｇａｌｌｏｙｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｍａｔｅｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｔｂｅｌｏｎｇｓｔｏｔｈｅｍｅｄｉｕｍａｎｄｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ，ｗｉｔｈｈｉｇｈｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ，ｇｏｏｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｗｅｌｄａｂｉｌｉｔｙａｎｄｏｔｈｅｒａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｌｙｈａｓｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎａｅｒｏ ｓｐａｃｅ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄｍｉｌｉｔａｒｙｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄａｐ ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆａｌｕｍｉｎｕｍ ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎＡｌ Ｍｇａｌｌｏｙｓ，ｆｏ ｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｌａｗａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｍａｉｎａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔＭｇａｎｄｉｔｓｃｏｎｔｅｎｔｏｎｍｉｃｒｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎＡｌ Ｍｇａｌｌｏｙｓ，ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｉｎｄｅｔａｉｌｔｈｅｒｏｌｅｏｆＭｎ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｓｃ，Ｅｒ，ＹａｎｄｏｔｈｅｒｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｅｄｅｌｅｍｅｎｔｓｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌ Ｍｇａｌｌｏｙｓ．Ｆｉ ｎａｌｌｙ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆＡｌ Ｍｇｓｅｒｉｅｓａｌｌｏｙｓ，ｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｒｅｐｒｏ ｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌ Ｍｇａｌｌｏｙｓ；ａｌｌｏｙｉｎｇ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ１收稿日期：２０２３－０８－１８基金项目：贵州省重点基金（黔科合基础－ＺＫ［２０２２］重点０２３）；贵州省百层次创新型人才（黔科合平台人才（２０１６）５６５４）作者简介：赵 飞（１９７８－），男，博士，教授，博士生导师，研究方向：高性能金属结构材料、材料加工工艺，Ｅ ｍａｉｌ：ｆｚｈａｏ＠ｇｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．０ 引言降低能耗，减少环境污染以及节约资源是全球面临的一个十分重要而紧迫的课题，轻量化材料的使用是提高燃油经济性、降低能耗、减少污染的重要举措［１］。
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、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。
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日 苫 ， Ｉ ∞ ｑ ｌ 占
合金 的过 烧 温度 。图 １为 冷轧 态 合金 的 Ｄ Ｃ 曲线 。 Ｓ
从 图 １可 以看 出 ， Ｓ Ｄ Ｃ曲线 中有 两 个 吸热 峰 ， 分别 位 于 ５５９ ２ ． ℃和 ６ ８ ３Ｃ。５ ５ ９《 应于合金 中低熔点 ３ ．￣ ２ ．ｃ 对 ＝ 共 晶相 的熔化 ，３ ． ￣ ６８３ Ｃ对应 于合 金 中基体 相 的熔化 ，
图 ２为 不 同 固溶 温 度 （ １ ５ ５Ｃ） 固溶 时 ５ ０～ ２ 和 ｏ 间对 合 金 的拉 伸 性 能影 响关 系 图。 由 图 ２ ａ可 以 看 出 ， 着 固溶温 度 的提 高 ， 随 合金 的屈 服 强度 盯 和抗 拉 强度 盯 均呈 先增 加后 缓 慢 下 降 的趋 势 ， ５ ５ 在 １ ℃
来看 ， 固溶 时 间为 １ ５ｈ时 合 金 具 有 最 佳 的强 塑 性 ．
配合 。
Ｔｅ ｅ ａ ｕ ｅ ￣ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ／Ｃ
图 ２ 不 同温 度 （ ） 时 间 （ ） ａ和 ｂ 固溶 处 理 后 Ａ—ｕＭｇＡ 合 金 的 力 学 性 能 （８ ￣ ／ ｌ — —ｇ Ｃ １５Ｃ ４ｈ时 效 ）
１５ 时效 处 理 ４ｈ后 ， 金 的抗 拉 强 度 为 ５ ３ＭＰ ， 长率 为 １ ．％ 。在 ５ ０～５５ 进 行 固溶 处 理 ， 固溶 温 度 升 ８℃ 合 ０ ａ伸 ２３ １ ２℃ 随 高 和 固溶 时 间延 长 ， 金 的强 度 先 逐 渐 升 高 ， 固 溶 温 度超 过 ５ ５Ｃ（ 温 ２ｈ 或 固 溶 时 间 大 于 １ ５ｈ 固溶 温 度 为 合 当 １ｑ 保 ） ． （
摘 要 ： 用金 相 显 微 镜 （ Ａ） 扫 描 电 镜 （ Ｅ 、 射 电镜 （ Ｅ 、 示 扫 描 量 热 法 （ Ｓ ） 拉 伸 测 试 等 方 法 研 究 了 采 Ｏ 、 Ｓ Ｍ） 透 Ｔ Ｍ） 差 ＤＣ 、 固溶 处 理 对 含 Ａ ｇ的 Ａ ．ｕＭ １ — ｇ合 金 力 学 性 能 与 组 织 的 影 响 。 结 果 表 明 ： 金 的 最 佳 固溶 工 艺 为 ： １ ℃／ ． 。 Ｃ 合 ５ ５ １ ５ ｈ
前 铝合 金 的性 能 难 以满 足 新 一 代 高速 飞 行 器 、 进 推 器 等结 构部 件 的要求 。为 了进一 步提 高铝合 金 的耐
热 温度 ， 国内外学 者进 行 了大量 的研究 ， 主要 集 中在
析 出相 研究 ¨“ 和复 合添 加 “ 等 方面 。
与传 统 的 铝 合 金 ２ １ ，６ ８等 相 比 ， Ａ ２９ ２ １ 含 ｇ的
陆智 伦 潘 清林 ， 陈琴 曹 素 芳 刘 晓艳 何运 斌 ， ， ， ，
（ ．中南 大学 材 料科 学 与 工 程 学 院 ， 沙 ４ ０ ８ ； ．有 色 金 属 材 料 科 学 与 工 程 教 育 部 重 点 实 验 室 ，长沙 ４ ０ ８ ） １ 长 １０ ３ ２ １０ ３
选取 ５５ １ ℃作 为合金 的 固溶 温 度进 行 不 同固溶
时间实 验 ， 实验 结 果见 图 ２ 。 由 图 ２ ｂ ｂ看 出 ， １～ 在 ２ ５ｈ内 固溶 ， 金 屈 服 强 度 和 抗 拉 强 度 变化 不 显 ． 合
由此 确定该合 金的 固溶 温度 不超过 ５ ５ ９Ｉ。 ２ ．ｃ ＝
宜。
６ ｒｍ 的圆片 ， 后 在 Ｍ Ｐ １ 型 双 喷 电解 减 薄 仪 ３ ａ 然 Ｔ 一Ａ
上进 行 双 喷减薄 。双 喷 电压 为 １ ２～１ 工 作 电流 ５ Ｖ， ８ ０～１ ０ｍＡ。双 喷过 程 中用 液 氮冷 却 ， 度控 制 在 ０ 温
一
２ｃ ０ｃ以下 。双 喷 液采 用 硝 酸 、 甲醇 混 合 液 （ ： ） １３ 。
５ ５ ） ， 金 强 度 逐 步 降 低 。 固 溶 温 度 过 低 或 时 间 过 短 不 利 于 过 剩 相 回溶 ， 合 金 强 度 降 低 ， 固 溶 温 度 过 高 或 １℃ 时 合 使 而 时 间过 长 ， 容 易 过 烧 。合 金 的过 烧 温 度 为 ５ ５９ 。 固溶 温 度 对合 金 的 力 学 性 能 和 显 微 组 织 的 影 响 要 比 固溶 时 则 ２ ．℃
间更加明显。
关 键 词 ： １ ｕＭ ．ｇ合 金 ； Ａ ． — ｇＡ Ｃ 固溶 ； 微 组 织 ； 学 性 能 显 力
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ５５ ５ ． ０ １ ６ ０ ５ ：０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ０ —０ ３ ２ １ ． ． ０
中 图 分 类 号 ： Ｇ １ ６２ Ｔ ４ ． １
间。在一定条件 下 ， 提高 固溶 温度或 延长 固溶 时间均
圭
Ｔｅ ｐ ｒｔｒ／Ｃ ｍ ｅ ａｕ ｅ ￣
能增 大溶质原 子在基体 中的固溶程度 ， 提高 合金 的 固
溶强 化效果 川 。而 为 了 防止 合 金 过 烧 ， 须 确 定 必
图 １ 冷 轧 态 合 金 的 Ｄ Ｃ 曲线 Ｓ
Ａ —ｕ Ｍ — ｇ是 一 种 典 型 的 时 效 强 化 合 金 ， ｌ — ｇＡ Ｃ 固 溶处 理对 合金 性 能的提 高尤 为重 要 。固溶处 理是 为 了获得 最 大 的过 饱 和 度从 而 有 利 于 后 面 的 时 效 过
程 ， 合 金 得 到更 大 的强 化 。所 以 ，为 了保 证 最 大 使
描 电镜 观 察 合 金 的微 观 组 织 。Ｔ Ｍ 试 样 先 用 水 磨 Ｅ
砂 纸 和金相 砂 纸机 械 减 薄 至 １０ ｍ 左 右 ， 裁 成 ０ 冲
的时候 达 到最大 值 。合金 的伸 长率 ８也是呈 先增 加
后 下 降 的趋 势 ， 同样 在 ５ ５ 达 到 峰 值 。 固溶 温 度 １℃ 应 低 于过烧 温度 １ ０～１ ， 满 足 力 学性 能 的前提 ５【 在 ｃ ＝ 下 ， 轧板适 宜 的 固 溶 温 度 应 控 制 在 ５ ５Ｃ左 右为 热 １ ｏ
第 ３ 卷 第 ６期 １
２１ ０ １年 １ ２月
航
空
材
料
学
报
Ｖｏ．３１，Ｎｏ ６ １ ． Ｄｅ ｅ ｂ ｒ ２ ｃ ｍ ｅ Ｏｌｌ
Ｊ ＯＵＲＮＡ ＲＯＮＡＵ Ｉ ＡＬ ＭＡＴ ＲＩ Ｓ Ｌ ＯＦ ＡＥ ＴＣ Ｅ ＡＬ
固 溶 处 理 对 含 Ａｇ的 Ａ — ｕ Байду номын сангаасｇ合 金 Ｉ － Ｃ 力 学 性 能 和 组 织 的 影 响
工 艺路 线 ， 而 提高该 合金 的综 合性 能 。 进
１ 实 验
实 验 所 采 用 原 材 料 为 工 业 纯 铝 、 镁 和 纯 银 以 纯
及 Ａ 一ｕ Ａ１Ｍｎ和 Ａｌｚ １Ｃ ， 一 —ｒ中间 合 金 。 采 用 铸 锭 冶 金方法 制备 了 Ａ 一． Ｃ 一． Ｍ 一． Ａ 一． Ｍｎ ． ５ ｒ ｌ ３ ｕ０ ８ ｇ０ ５ ｇ０ ３ － １ Ｚ ５ ０
２ １ 力 学 性 能 测 试 ．
著 ， 是 随 着 固溶 时 间 的延 长 ， 慢 增 加 ， ． 都 缓 １ ５ ｈ达 到强度 峰值 ； 续延 长 固溶时 间 ， 度缓 慢降 低 。合 继 强
金 伸长 率变 化较 为 明显 ， 是 缓 慢 升高 ， ． 先 １ ５ｈ时 达 到最大 值 ， 进一 步延 长 固溶时 间 ， 长率 下降 。总 的 伸
系合金 具有 较好 的高 强 耐热 性 能 和 耐 损伤 性 能 ， 是
一
种 很有 希望 用于 未来超 音 速飞机 及导 弹外 壳 的耐
（ 量分数／ ） 质 ％ 合金 铸 锭 。铸 锭 于 ５ ０ ２ ｈ均 匀 ０ ℃／ ４
化处 理后 进行铣 面 ， 然后 在 ４ ０Ｃ下保 温 ２ ６￣ ｈ后 将铸 锭 热轧 至 ６ ｍ， ａ ｒ 再冷 轧 至 ３ ｍ。沿 轧 制方 向截取 拉 ａ ｒ
ｍａｌ ＣＳ ｅ ｕ． Ｉ ｉ． Ｕ． ｄ Ｃｌ
伸 试 样 。试 样 经不 同 固 溶 制 度 处 理 后 ， 淬 ， 于 水 再
１５ ／ ｈ进 行 时 效 处 理 。 ８℃ ４
合 金 的 Ｄ Ｃ分 析 在 Ｓ ＴＱ ０ Ｓ Ｄ — ６ ０热 分 析 仪 上 进 行 。室温 力学性 能测试 在 Ｃ Ｓ４ １０电子万 能 材料 Ｓ －４ ０
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ：１ ０ —０ ３ ２ １ ） ６ ０ ２ － ０ ５５ ５ （ ０ １ ０ —０ ４０ ６
以 ２ １ ， １４及 ２ １ ２ ９ ２２ ６ ８铝 合 金 为代 表 的传 统 变 形 铝合 金 由于其 较 高 的强 度 和 良好 的耐 热 性 能 ， 被 广泛 用 于航 空航 天结构 材料 。随着航 空航 天技术 的 发 展 ， 铝合 金材 料工 作温 度 的要 求 也越来 越高 ， 对 目
Ａ ． ｕＭｇ 有 更 好 的 高 温 力 学 性 能 。 这 是 由于 在 １ — 具 Ｃ Ａ — ｕＭｇ合 金 中 加 入 微 量 的 Ａ ｌ ． Ｃ ｇ能 促 进 合 金 沿 ｛ １ ｝ 析 出一种新 的时效强 化相 （ 相 ） １１ 面 ｎ 。这种 相 在较高 的温 度下 有着 优 良的抗 粗 化性 能 ， 而 改善 从 了合 金 的 高 温 力 学 性 能 。 因 此 ， ｌ ｕＭｇＡ Ａ— － —ｇ Ｃ
所 有进 行 Ｔ Ｍ 观 察 的试 样 在 穿 孔 后 都 必 须 先 用 水 Ｅ
冲洗后 再用 酒 精 清洗 两 次 。Ｔ Ｍ 组 织 观察 在 Ｔ Ｃ Ｅ Ｅ— Ｎ Ｉ ０电镜 上进 行 ， Ａ ２ Ｇ 加速 电压 为 ２ ０ ｋ ０ Ｖ。
邑
２ 实验 结 果 与讨 论
影 响 固溶处理 的主要 因素是 固溶 温度 和 固溶 时
数 量 的强化相 组元 溶 入 基 体 ， 不 引起 过烧 及 品粒 又 长大 ， 必须要 选 择 合 适 的 固溶 温 度 和 保 温 时 间 … 。 本 工作 主要研 究 Ａ — ｕＭ — ｇ 金 固溶 处 理 丁 艺与 ｌ — ｇＡ 合 Ｃ