求铝合金固溶的时效强化原理时效因素??
铝合金时效强化原理
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。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。影响时效的因素1.从淬火到人工时效之间停留时间的影响研究发现,某些铝合金如Al-Mg-Si系合金在室温停留后再进行人工时效,合金的强度指标达不到最大值,而塑性有所上升。如ZL101铸造铝合金,淬火后在室温下停留一天后再进行人工时效,强度极限较淬火后立即时效的要低10~20Mpa,但塑性要比立刻进行时效的铝合金有所提高。2.合金化学成分的影响一种合金能否通过时效强化,首先取决于组成合金的元素能否溶解于固溶体以及固溶度随温度变化的程度。如硅、锰在铝中的固溶度比较小,铝合金固熔炉且随温度变化不大,而镁、锌虽然在铝基固溶体中有较大的固溶度,但它们与铝形成的化合物的结构与基体差异不大,强化效果甚微。因此,二元铝-硅、铝-锰、铝-镁、铝-锌通常都不采用时效强化处理。而有些二元合金,如铝-铜合金,及三元合金或多元合金,如铝-镁-硅、铝-铜-镁-硅合金等,它们在热处理过程中有溶解度和固态相变,则可通过热处理进行强化。
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1.有些可以用人工时效,有些可以用自然时效。必须使用人工时效的用自然时效是不起作用的。 2.铝合金固溶处理时对设备的炉温均匀性和控温精度要求较高。一般情况下炉温均匀性要在±5℃,控温精度最好在±1℃。因为铝合金在固溶处理时的加热温度在固相线以下几度,稍不注意要过烧。为了达到最大固溶处理效果,一般适当过热后比正常温度下的固溶强化效果要好些。 3.温度控制肯定用热电偶来测量,PID控制加热。
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。
至于你说的模拟烘烤,要看他的温度如何和时效时间(从而判断是否是欠时效、峰时效还是过时效)。
肯定有时效作用的效果,你的模拟烘烤的目的实质是欠时效,如果你的目的是对铝合金强化,那么就可以说是欠时效的一种。
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。