:铝合金淬火、时效处理与钢的淬火、回火处理在机理、组织与性能变化上有何异同?
1、时效处理上有不同。
铝合金淬火:根据时效温度和时间的不同,会发生析出相的弥散,聚集长大等变化。
钢的淬火:α相状态的变化以及碳化物的聚集长大。
2、在机理、组织与性能上有所不同,
铝合金淬火:时效使合金的强度和硬度随时间的延长而增高,但塑性降低。
钢的淬火:减少或消除残余应力,提高韧性和塑性,获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合。
扩展资料:
铝合金淬火的原理:
铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程,它不仅决定于合金的组成、时效工艺,还取决于合金在生产过程中造成的缺陷,特别是空位、位错的数量和分布等。普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时,合金中形成了空位,在淬火时,由于冷却快,这些空位来不及移出,便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态,必然向平衡状态转变,空位的存在,加速了溶质原子的扩散速度,因而加速了溶质原子的偏聚。
参考资料来源:百度百科-淬火钢
参考资料来源:百度百科-铝合金时效
参考资料来源:百度百科-铝合金热处理技术
铝合金固溶处理后,是否马上人工时效(注:不叫回火),要看所要求的状态,如通常有代表性的状态T4、T5、T6等,如果是T5、T6状态则要求立即人工时效,而T4状态不需要进行人工时效。因此,要不要立即时效,根据要求而定。
固溶处理后一般有时效处理,时效是将6061加热至180摄氏度,长时间保温(8小时以上)然后空冷,两者可以联合使用,如进行机械切削加工时,也可以分段使用,如固溶后进行冷拉加工,再进行时效处理,时效处理的目的是为了提高硬度,并获得稳定的金相组织及形状。
低温回火就是指的时效处理,并不是时效后再低温回火。
有色金属(保括奥氏体和铁素体不锈钢)只要是固溶体合金,一般都可进行固溶时效处理,当然一些化合物类有色合金是不能通过固溶时效来增强材料性能的,如含锡量较高的锡青铜。
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。
模具,工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。 简而言之,模具是用来成型物品的工具,这种工具由各种零件构成,不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。
铸造铝合金热处理状态代号及含义
T1人工时效
在金属型或湿砂型铸造的合金,因冷却速度较快,已得到一定程度的过饱和固溶体,即有部分淬火效果。再做人工时效,脱溶强化,则可提高硬度和机械强度,改善切削加工性。
T2退火
主要作用在于消除铸件的内应力(铸造应力和机加工引起的应力),稳定铸件尺寸,并使Al-Si系合金的Si晶体球状化,提高其塑性。
对Al-Si系合金效果比较明显,退火温度280-300℃,保温时间为2-4h。
T4固溶处理(淬火)加自然时效
通过加热保温,使可溶相溶解,然后急冷,使大量强化相固溶在α固溶体内,获得过饱和固溶体,以提高合金的硬度、强度及抗蚀性。对Al-Mg系合金为最终热处理,对需人工时效的其它合金则是预备热处理。
T5
固溶处理(淬火)加不完全人工时效
用来得到较高的强度和塑性,但抗蚀性会有所下降,非凡是晶间腐蚀会有所增加。时效温度低,保温时间短,时效温度约150-170℃,保温时间为3-5h。
T6
固溶处理(淬火)加完全人工时效
用来获得最高的强度,但塑性和抗蚀性有所降低。在较高温度和较长时间内进行。适用于要求高负荷的零件,时效温度约175-185℃,保温时间5h以上。
T7
固溶处理(淬火)加稳定化回火
用来稳定铸件尺寸和组织,提高抗腐蚀(非凡是抗应力腐蚀)能力,并保持较高的力学性能。多在接近零件的工作温度下进行。适合300℃以下高温工作的零件,回火温度为190-230℃,保温时间4-9h。
T8固溶处理(淬火)加软化回火
使固溶体充分分解,析出的强化相聚集并球状化,以稳定铸件尺寸,提高合金的塑性,但抗拉强度下降。适合要求高塑性的铸件,回火温度约230-330℃,保温时间3-6h。
T9循环处理
用来进一步稳定铸件的尺寸外形。其反复加热和冷却的温度及循环次数要根据零件的工作条件和合金的性质来决定。适合要求尺寸、外形很精密稳定的零件。
1、固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中,然后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
2、正火:将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却,得到珠光体类组织的热处理工艺。
退火是一种金属热处理工艺,指的是将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度,改善切削加工性;消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。
淬火
钢的淬火是将钢加热到临界温度ac3(亚共析钢)或ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体1化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到ms以下(或ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
正火
正火,又称常化,是将工件加热至ac3或accm以上30~50℃,保温一段时间后,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。
回火
回火是工件淬硬后加热到ac1以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。
回火一般紧接着淬火进行,其目的是:
(a)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂;
(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性,达到使用性能要求;
(c)稳定组织与尺寸,保证精度;
(d)改善和提高加工性能。因此,回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。
按回火温度范围,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。
1、铸后直接人工时效:代号T1目的;改善切削性能,提高表面光洁度。
2、退火:代号T2 目的;消除铸造、机加工应力,稳定尺寸。,3、淬火+自然时效:代号T4 目的;提高强度。,
4、淬火+部分人工时效:代号T5 目的;获得足够的强度与朔性。
5、淬火+完全人工时效:代号T6 目的;获得最高的强度与硬度。,
6、淬火+稳定化回火:代号T7 目的;稳定在较高温度条件下工作零件的组织、性能和尺寸。7、淬火+软化回火:代号T8 目的;降低硬度, 提高朔性。