热处理铝合金的特点

具体的热处理工艺不同，机理也不同。铝合金没有同素异构转变，所以为了提高铝合金强度，只能够采用固溶处理+时效的方式，而钢（实际上是铁）有同素异构转变，所以可以通过相变来提高强度，也就是通常说的淬火+回火，除此之外，其他热处理机理没有什么不同，比如去应力退火、再结晶退火、均匀化退火、扩散退火等。

铝合金很少有用淬火的，铝合金多用时效、人工实效、冷作硬化的方法提高强度、硬度。

Cu0.15-0.4-,Si0.4-0.8,Fe0.7-,Mn0.15-,Mg0.8-1.2-,Zn0.25-,

Cr0.04-0.35-,Ti0.15-,6061铝板其状态T6与T651的区别在于一般情况下，T6的内应力会比较大，加工会变形，最适合加工的状态应该是T651，他是在T6的基础上进行拉伸，消除内应力

6061铝合金的主要合金元素是镁与硅，并形成Mg2Si相。若含有一定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。6061铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。

美铝6061-T651是6系合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺的高品质铝合金产品；美铝6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。

主要用途:广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆。

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铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。

铝合金

纯铝的强度很低，不宜作结构材料，为提高其强度，最有效的办法是加入合金元素，

如Si、Cu、Mg、Mn等，制成铝合金（aluminium alloy，aerolite）。

这些铝合金强度较高，仍具有密度小，

特别是很高的比强度( 即强度极限与密度的比值)以及好的导热性及耐蚀性等。

铝具有面心立方晶格，塑性好(δ＝50%，ψ＝80%)，

能通过冷或热的压力加工制成线、板、带、管等型材，但强度不高，

σb＝80MPa，冷加工后，σb＝(150～250)MPa。

铝合金的热处理特点

铝合金不仅可以通过冷变形加工硬化方法提高其强度，还可以通过热处理－“时效硬化”

（ age hardening）方法进一步提高其强度。

铝合金的热处理机理与钢不同。钢经淬火后硬度、强度立即提高，塑性则降低。

而成分位于F与D／之间的铝合金加热到α相区，保温、水冷淬火，

可在室温得到过饱和的α固溶体，其强度和硬度并不能立即升高，

而塑性却显著改善，这种过程称为淬火或固溶处理。

由于淬火后获得的过饱和固溶体是不稳定的，有析出第二相( 强化相)的趋势。

在室温下放置一段时间或低温加热，原子有能力在晶格中移动，

逐渐向稳定状态转变，使强度、硬度明显升高，塑性则降低。

这种固溶处理后的合金随时间延续而发生进一步强化的现象称为“时效强化”或“时效硬化”。

在室温下所进行的时效称为自然时效，在加热的条件下所进行的时效称为人工时效。

1．固溶强化

纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，造成晶格畸变，阻碍了位错的运动，起到固溶强化的作用，可使其强度提高。根据合金化的一般规律，形成无限固溶体或高浓度的固溶体型合金时，不仅能获得高的强度，而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。Al－Cu、Al－Mg、Al－Si、Al－Zn、Al－Mn等二元合金一般都能形成有限固溶体，并且均有较大的极限溶解度（见表9-2），因此具有较大的固溶强化效果。

2．时效强化

合金元素对铝的另一种强化作用是通过热处理实现的。但由于铝没有同素异构转变，所以其热处理相变与钢不同。铝合金的热处理强化，主要是由于合金元素在铝合金中有较大的固溶度，且随温度的降低而急剧减小。所以铝合金经加热到某一温度淬火后，可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间的延长而增高，但塑性、韧性则降低，这个过程称为时效。在室温下进行的时效称为自然时效，在加热条件下进行的时效称为人工时效。时效过程中使铝合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。其强化效果是依靠时效过程中所产生的时效硬化现象来实现的。

1、退火处理。将铸件加热到较高温度（300℃左右），保温一定时间后，随炉冷却的工艺称为退火。退火处理可以消除铸件的内应力，稳定铸件尺寸，减少变形，增大铸件的塑性。

2、固溶处理。把铸件加热到尽可能高的温度（接近于共晶体的熔点），保温足够长的时间后快速冷却，使强化组元在铝中最大限度地溶解，这种高温状态被固定保存到室温的过程称为固溶处理，俗称淬火。固溶处理可以提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。

3、时效处理。将固溶处理后的铸件加热到某一温度，保温一定的时间后出炉空冷的工艺称为时效。采用较低的时效温度或较短的保温时间的时效处理称为不完全人工时效；采用较高的时效温度或较长的保温时间的时效处理称为完全人工时效。不完全人工时效可使铸件获得优良的综合力学性能，即较高的强度，良好的塑性和韧性，但抗蚀性能可能较低。完全人工时效，可使铸件获得最大的强度，即最高的抗拉强度，但伸长率较低。

4、循环处理。多次将铸件冷却到零下温度，保温一定时间再加热到铸件的工作温度的过程，称为循环处理。循环处理可捷高铸件尺寸的稳定性，适于精密零件的处理。

参考资料：http://www.zz361.com/information_content.php?id=10011962

铝合金零件加工是应用最广的一种防锈铝，它的强度不高，不能热处理强化，在退火状态下有高的塑性，而蚀性好，焊接性好，切削加工性不良。用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等线材可制作铆钉。耐蚀性高、焊接性能好。导热性、导电性比纯铝低得多。可用冷变形加工进行强化而不能热处理强化。适用於作焊接结构件。为铝镁系防锈铝的含镁量稍高於强度相当，热处理不能强化，退火状态塑性高，半冷作硬化塑性中等，焊接性能尚好，用於制作在液体中工作的焊接零件、管道和容器以及其他零件。有较高的强度和耐蚀性，退火和挤压状态下塑性尚好，用氩弧焊的焊缝气密性和塑性尚可。切削加工性良好。用於焊接容器、受力零件、飞机蒙皮及骨架零件。