请简述铝合金时效过程,谢谢
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。
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
在室温下自然停放一定的时间,铝合金强度及硬度提高的方法称为自然时效。人为的将铝合金制品在高于室温下的某一温度,保温一定的时间,以提高铝合金强度及硬度的方法称入工时效。
钢材在常温下经过冷拉、校直、弯曲、机械剪切等冷加工后,会产生不同程度的塑性变形,并使钢材的强度和硬度升高.塑性和韧性降低,这种现象称作冷作硬化或者称应变硬化。经过冷作硬化的钢材,在常温下放置一段时间后钢材的屈服点会进一步升高,抗拉强度也随之升高,而塑性和韧性进一步下降,这种现象称为应变时效。应变时效与钢中碳、氮的析出过程有关,使已经冷作硬化的钢材又产生时效硬化。
参考资料:http://wenku.baidu.com/view/6a6e51146c175f0e7cd137ec.html
方式2、细化组织强化。在铝合金中添加微量元素细化组织。铸造铝合金中常加入微量元素作变质处理来细化合金组织,提高强度和塑性。变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、锶以及稀土元素,提高合金的强度和塑性的方式。
方式3、细化晶粒,从熔铸开始改善铸锭的晶粒度。加工硬化,抗拉强度提高,延伸率降低。铝合金分为可热处理强化合金和不可热处理强化合金。
方式4、时效强化。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。铝合金热处理后可以得到过饱和的铝合金基固溶体的方式。
方式5、固溶强化。合金元素加入纯铝中形成无限固溶体或有限固溶体,强度增加,塑性与抗压力增加。常用铜、镁、锰、锌、硅、镍等。铝合金
方式6、过剩相强化。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、塑性降低的方式。当合金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。
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
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。
正确的说法应该是:硬铝合金的热处理强化由固溶处理和时效两个过程组成。
严格的说固溶处理不是淬火,淬火是钢的叫法,固溶处理是有色金属的叫法,淬火得到的是马氏体,而固溶处理得到的不是马氏体。
但是有些没有专业知识的人,看到固溶处理与淬火的操作过程类似,就把铝合金的固溶处理称为淬火了,其实,这个恰恰表明是外行的表现。
打个比方,有人看见水珠从眼里掉落下来了,说这个人哭了,另外一个人看见水珠从天上掉落下来了,说老天爷哭了,把下雨称为哭了,作为文科做比喻可以,但是作为科学,严格的来说,把下雨称为哭了其实是可笑的。
1.型材自身厚度:试想,一个铝合金的铝皮,只有1mm厚,轻轻的用铁锤一锤就坏掉了,就算后面的处理再好,也没有什么抗压强度、屈服强度。
2.热处理。
铝合金热处理包含:退火、淬火(固溶热处理)、时效处理。
铝合金热处理不同于钢的热处理,但同样是通过热处理的方法,可以使铝合金表面的硬度增强。大致思路也是先将铝合金淬火,然后时效处理,时效处理也就是放到自然温度下面4~6昼夜(亦可人工时效处理),铝合金的硬度和强度都会大大提高!
淬火处理是铝合金加热到450~460℃,保温一段时间,保温多久根据型材厚度决定。然后是冷却时间,控制好冷却速度,能够有效的提高铝合金的力学性能、抗腐蚀性等。
3.阳极氧化处理
通过电化学,使铝合金表面形成一层致密的氧化膜,这层氧化膜可以防止铝合金被进一步氧化,保证铝型材长期颜色新鲜,有助于提升铝合金的抗老化能力和表面硬度。
4.表面工艺处理
主要是电泳工艺和喷涂工艺,电泳工艺可以使铝型材表面镀上新的一层保护膜,增强表面抗腐蚀能力,而且能够保证50年不褪色,漆膜的硬度也很高,可耐3H以上的铝笔硬度刻画。所以就再一次的提升了铝型材表面的硬度。
综上所述,从铝型材的热处理工艺,到后面的生产加工工艺,以及成为最后的铝合金成品的过程中,可以一步一步的强化铝型材本身的硬度。这就包含型材本身的硬度,型材表面的硬度。
时效处理,指金属或合金工件(如低碳钢等)经固溶处理,从高温淬火或经过一定程度的冷加工变形后,在较高的温度或室温放置保持其形状、尺寸,性能随时间而变化的热处理工艺。一般地讲,经过时效,硬度和强度有所增加,塑性韧性和内应力则有所降低。 含碳较高的钢,淬火后立即获得很高的硬度,但其塑性变得很低。而铝合金淬火后,强度或硬度并不立即达到峰值,其塑性非但未下降,反而有所上升。经相当长时间(例如4~6昼夜)的室温放置后,这种淬火合金的强度与硬度显著提高,而塑性则有所下降。这种淬火合金的强度和硬度随时间而发生显著变化的现象,叫做时效。室温下进行的时效叫自然时效,在一定温度下进行的时效叫人工时效。 时效处理是把材料有意识地在室温或较高温度存放较长时间,使之产生时效工艺。为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度150-250℃)精加工前,把工件重新加热到100-150℃,保持5-20小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要。
时效处理:指合金工件经固溶处理,冷塑性变形或铸造,锻造后,在较高的温度或室温放置,其性能、形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度,并较短时间进行时效处理的时效处理工艺,称为人工时效处理。若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象,称为自然时效处理。第三种方式是振动时效,从80年代初起逐步进入使用阶段,振动时效处理在不加热也不像自然时效那样费时的情况下,给工件施加一定频率的振动使其内应力得以释放,从而达到时效的目的。时效处理的目的,消除工件的内应力,稳定组织和尺寸,改善机械性能等。
在机械生产中,为了稳定铸件尺寸,常将铸件在室温下长期放置,然后才进行切削加工。这种措施也被称为时效。但这种时效不属于金属热处理工艺。