铝合金强化手段

提高铝合金的硬度：

1.加工强化

加工强化也称冷作硬化，就是金属材料在再结晶温度以下冷变形加工如锻造、压延、拉拔、拉伸等，冷变形时，金属内部位错密度增大，且相互缠结并形成胞状结构，阻碍位错运动。变形度越大位错缠结越严重，变形抗力越大，强度越高。冷变形后强化的程度随变形度、变形温度及材料本身的性质而不同。同一材料在同一温度下冷变形时，变形度越大则强度越高，塑性则越低。

2．固溶强化

在纯铝中添加某些合金元素形成无限固溶体或有限固溶体，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。在一般铝合金中固溶强化最常用的合金元素是铜、镁、锰、锌、硅、镍等元素。一般铝的合金化都形成有限的固溶体，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均形成有限固溶体，并且都有较大的极限溶解度能起较大的固溶强化效果。

3. 组织强化

在铝合金中添加微量元素以细化晶粒组织是提高铝合金力学性能的另一种重要手段。

变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、锶以及稀土元素，它们能形成难熔化合物，在合金结晶时作为非自发晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性。

4．过剩相强化

当铝中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，而塑性、韧性降低。合金中过剩相的数量愈多，其强化效果愈好，但过剩相多时，由于合金变脆而导致强度、塑性降低。

5．时效强化

铝合金热处理后可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间和延长而增高，但塑性降低。这个过程就称时效。时效过程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。

型号不同，硬度不同。

5052-H112：60；5083-H112：65；6061-T651：95；7050-T7451：135；7075-T651：150；2024-T351：120。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些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。

扩展资料

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。目前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。

硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。

参考资料来源：百度百科-铝合金热处理技术

参考资料来源：百度百科-铝合金

1、发生反应的化学方法不同。

硬化处理通常指喷沙或喷丸来实现的，主要调节表面组织的机械性能,，或为后续工艺做装备，是物理方法。阳极氧化是化学方法。

2、导电性不同。

铝件表面氧化出来理论上导电，硬化后理论上不导电。

3、适用场合不同。

氧化适用于装饰为主；而硬化以功能为主，一般用于耐磨、耐电的场合。

扩展资料：

1、加工硬化是强化金属（提高强度）的方法之一，对纯金属以及不能用热处理方法强化的金属来说尤其重要。例如可以用冷拉、滚压和喷丸等工艺，提高金属材料、零件和构件的表面强度；或者零件受力后，某些部位局部应力常超过材料的屈服极限，引起塑性变形，由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展，可提高零件和构件的安全度。

2、所谓铝的阳极氧化是一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。

参考资料来源：百度百科-加工硬化

参考资料来源：百度百科-阳极氧化

有三个办法可以硬化：

1，热处理。

2，冷加工硬化。

3，表面处理。

6061是铝合金，是可以进行热处理的，时效处理可以提高其强度和硬度。至于能否达到HV100，要具体查资料。

冷加工硬化，是使铝合金在常温状态下，受外力塑性变形，形成硬化层。但是这样会产生残余应力，也会增加脆性。

最后，铝合金可以采用阳极氧化处理，表面电镀处理等方法，使表面层硬化。

另外，还可以选择硬度更高的铝合金牌号，比如7075，属于超硬铝，硬度就高的多。

铝合金的热处理不同于碳钢，其熔点低，易过热过烧，加热温度的偏差范围小，对温度仪的精度要求高。若加热保温过于偏差，则可能达不到强化的目的。因此，对于锻铝合金的加热炉温度的控制是整个热处理过程的关键。

根据试验结果分析：人工时效温度的高低与时间的长短有很大关系。较高的时效温度，可以缩短保温时间：较低的时效温度则需要延长保温的时间。用前者方法处理，同一炉试件检出的硬度数据，离散性较大，批量生产难以把握产品的质量，而后者受试件的合格率较高，能够保证强化工艺的质量要求，但工艺成本显著增加。

在这两者之间，必然有一个比较合理的可行区间。经多次反复试验，我们找到如下的加热温度和时间的关系，这对锻铝试件的强化处理较为适合。

铝合金产品特色

以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为2.63～2.85g/cm，有较高的强度（σb为110～650MPa)。

比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。

铝合金时效硬度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缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等因素。目前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。这些在过饱和铝合金固溶炉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。硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。

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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

铝合金铸件得热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。

铝合金热处理特点与钢的热处理有哪些不

众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间(如4～6昼夜后)，强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围(如100～200℃)内发生，称人工时效。

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缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。

硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。

沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。

一:铝及 铝合金 热处理的基本知识

铝合金热处理特点与钢的热处理有哪些不

1.铝及铝合金热处理的作用

将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。

2.铝及铝 合金 热处理的主要方法及其基本作用原理

(1)铝及铝合金热处理的分类(如下图)

铝及铝合金热处理的分类

铝合金热处理设备

铝及铝合金热处理分类

(2)铝及铝合金热处理基本作用原理

(1) 退火:产品加热到一定 温度 并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。

①铸锭均匀化退火:在高温下长期保温，然后以一定速度(高、中、低、慢)冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使 材料 表面处理质量提高。

②中间退火:又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性，消除材料内部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。

③完全退火:又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再结晶状态下的软化组织，具有最好的 塑性 和较低的强度。

(2)固溶淬火处理:将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。

①在线淬火:对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时 高温 进行固溶，然后用空冷(T5)或用水雾冷却(T6)进行淬火以获得一定的组织和性能。

②离线淬火:对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。

(3)时效:经固溶淬火后的材料，在室温或较高温度下保持一段时间，不稳定的过饱和固溶体会进行分解，第二相粒子会从过饱和固溶体中析出(或沉淀)，分布在α(AL)铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出(沉淀)强化。

自然时效:有的合金(如2024等)可在室温下产生析出强化作用，叫做自然时效。

人工时效:有些合金(如7075等)在室温下析出了强化不明显，而在较高温度下的析出强化效果明显，称为人工时效。

人工时效可分为欠时效和过时效。

①欠时效:为了获得某种性能，控制较低的时效温度和保持较短的时效时间。

②过时效:为了获得某些特殊性能和较好的综合性能，在较高的温度下或保温较长的时间状态下进行的时效。

③多级时效:为了获得某些特殊性能和良好的综合性能，将时效过程分为几个阶段进行。可分为二阶段、三阶段时效

(4) 回归处理:为了提高塑性，便于冷弯成形或矫正形位公差，将已淬火时效的产品，在高温下加温较短的时间即可恢复到新淬火状态叫回归处理。

二:铝合金淬火冷却速度

铝合金淬火炉之淬火时的冷却速度必须确保过饱和固溶体被固定下来不分解。防止强化相析出，降低淬火时效后的力学性能。

因此淬火时的冷却速度越快越好。但是 冷却速度越大，淬火制品的残余应力和残余变形也越大，因此冷却速度要根据不同的合金和不同形状、尺寸的制品来确定。

一般合金的淬火对冷却速度敏感性强的，选择的冷却速度要大。如2A11，2A12合金淬火冷却速度应在50℃/S以上，而7A04合金对冷却速度非常敏感，其淬火冷却速度要求在170℃/S以上。

对于形状、尺寸大小不同的制品应采用不同的冷却速度，通常主要靠调整淬火介质的温度来实现。对于形状简单、中小型、棒材可用室温水淬火(水温一般 L0~35℃)，对于形复杂、壁厚差别较大的型材，可用40~50℃的水淬火。

而对于特别易产生变形的制品，甚至可以将水温升至75~85℃进行淬火。试 验证明随着水温升高使其淬火制品的力学性能和抗蚀性能有所降低。

铝合金淬火炉之铝合金最常用的淬火介质是水。因为水的粘度小、热容量大，蒸发热快，冷却能力强，而且使用非常方便、经济。

但是它的缺点是在加热后冷却能力降低。淬火加热的制品在水中冷却可以分为三个阶段:第一阶段为膜状沸腾阶段。当炽热制品与冷水刚接触时，在其表面立即形成一层不均匀的过热蒸汽薄膜，它很 牢固，导热性不好，使制品的冷却速度降低。

第二阶段为气泡沸腾阶段。当蒸汽薄膜破坏时，靠近金属表面的液体产生剧烈的沸腾，发生强烈的热交换。第三阶段为 热量对流阶段，冷却水的循环，或制品左右摆动、或上下移动，增加制品表面与水产生对流的热交换，以提高冷却速度。

根据上面分析，为了很快突破第一阶段，迸一步冷却，保证淬火制品冷却均匀，需要在淬火水槽中装有压缩空气管，以便搅拌，同时制品入水槽后要作适当的摆动。

另外为保证水温不会升高太多，淬火槽应有足够的容量(一般应为淬火制品总体积的20倍以上)。而且冷却水应有循环装置。

除了调节水温来控制铝合金淬火炉的淬火冷却速度外，还可以在冷却水中加入不同的溶剂来调节水的冷却能力。

通常采用聚乙醇水溶液作为冷却介质，同时还可以调节聚乙醇水溶液浓度来控制制品淬火的冷却速度。一般易变形的制品，经常用这种聚乙醇水溶液来淬火。

三:铝合金型材的风冷和水冷淬火有什么不同

铝合金的淬火为高温突然降到低温为淬火， 例如钢刀刀刃要在水中淬火，才硬和锋利， 而铝材的淬火也有水冷淬火，也有风冷淬火。

建筑用6063铝型材即用风冷淬火，把淬火后的铝型材放在时效炉内时效一定时间，铝型材内部结晶重新排列，机械强度明显提高。在金属所有合金中，唯独只有铝合金有时效状态。

铝合金挤压型材成形温度为460~500度，一般要求淬火后的温度为200。通过高温挤压成型，固溶热处理后(淬火)进行人工时效的状态为风冷(T5)通过高温挤压成型过程冷却，然后进行人工时效的状态为水冷(T6)。

俗话说的:T5是挤出后风冷的。T6是挤出后水冷的，经水淬火后硬度就提高了。就这么简单。但是铝材需要拉弯的话，尽量不要T6的状态。

有的人认为T5与T6的区别仅是冷却速度的区别,不是风冷水冷的区别。风冷的冷却速度够大,也能达到T6效果,反之,水冷但冷却速度不够大也只能是T5的效果!

其实T6状态既可以进行在线淬火(水冷或强风冷)，也可以进行离线淬火(用淬火炉淬火)，但要根据客户的要求和产品品种规格来定。

在实际生产中，不管采用哪种生产工艺关键是要达到该铝型材产品的力学性强度要求。

硬度跟风冷速度和水冷速度没有多大关系的。

冷却效果越好时效后硬度就会越好，为什么会有T5与T6之分，因为T5风冷产品尺寸不会变形，几乎所有门窗之类的型材都会选择T5，而T6材是水冷厚度比较薄的型材遇水就会变形，特别是有开口的东西很容易遇水就变形。

当然还可以用飘水的形式来过水，就是那种喷雾式的过水方式。产品过水后的效果当然会比风冷效果要好的多。6063-T5在10-13之间6063-T6可达到13以上。

铝合金的硬度是由材料的质量所决定的,它不能经过化学和物理处理来提高其硬度。但可以用化学和物理的方法来防锈。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。