铝合金强化手段
方式1、铝合金冷变形强化,冷作硬化。强化程度随变形度、变形温度及材料本身的性质而不同。金属铝合金材料在再结晶温度以下冷变形的方式。
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。
铝合金硬阳后可以通过细晶强化、形变热处理等方式加以增加强度。纫晶强化一方面通过加入变质剂(形核剂),使液态铝合金在凝固时形成大量的细晶核心,从而细化晶粒,同时改善第二相的形状和分布;另一方面通过变形也可以使晶粒度减小。由于晶粒尺寸的减小不但能够提高强度,同时又可降低脆性,因而细晶强化对铝合金有着极其重要的意义。
铝合金强化方式
铝合金硬阳后也可通过细晶强化、形变热处理等方式加以强化。纫晶强化一方面通过加入变质剂,使液态铝合金在凝固时形成大量的细晶核心,从而细化晶粒,同时改善第二相的形状和分布,另一方面通过变形也可以使晶粒度减小。由于晶粒尺寸的减小不但能够提高强度,同时又可降低脆性,因而细晶强化对铝合金有着极其重要的意义。
它既用于做蒙皮、整体壁板等轻载荷构件,同时也用于做大梁、起落架部件、隔征、压缩机导风叶轮、静叶片等部件。由于飞行器轻型化的趋势是无止境的,寻求比重更小、强度更高的铝合金的努力也就从没有停止过,因而具有更低比重的铝铿系以及具有很好热强性能的铝铁系等合金得到极大的重视。
铝铿合金在目前所有铝合金中比重最低,被认为是未来极具竞争力的航空航天材料之一。
2.热处理强化(固溶热处理、时效处理等)
3.形变强化(加工硬化)
4.形变热处理强化(形变强化与热处理强化综合实行的一种强化手段)
钢的淬火与回火是过饱和固溶体的固溶强化、高强度、镁合金之类,淬火+回火适用于有固态相变的金属材料、钛的合金等等,如铝合金,如铁的合金,但是脆性大本质区别、沉淀强化),必须通过回火来损失一部分硬度或强度来提高塑性和韧性。
有色金属的固溶处理+时效是第二相强化,淬火后就有高硬度。
所以,这里面基体没有相变发生、铜合金。固溶处理后强度硬度几乎无变化。而固溶处理+时效适合于没有固态相变的材料,必须通过时效来析出第二相来强化
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。
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。
1.细化晶粒,从熔铸开始改善铸锭的晶粒度。一般来说,晶粒越细小,其强度、塑性越高。
2.加工硬化,经过冷加工以后的型材强度提高,但塑性降低。即抗拉强度提高,延伸率降低。
3.铝合金分为可热处理强化合金和不可热处理强化合金。即某些合金可以通过固溶热处理+时效提高其强度。
对,铝硅系列铝合金不能热处理强化铝合金。
铝硅合金是一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金, 一般含硅量为11%,同时加入少量铜、铁、镍以提高强度。
AI-Si合金由于质量轻、导热性能好,又具有一定强度、硬度以及耐蚀性能。
广泛地应用于航空、交通、建筑、汽车等重要行业,也用于制造低中强度的形状复杂的铸件,如盖板、电机壳、托架等,也用作钎焊焊料。该合金是一种典型的共晶型合金,相图简单,没有中间化合物产生。它具有铸造性能好,比强度高,价格不高等优点。铝是第三主族元素,而硅是半导体元素,两者相互间的固溶度很小。
铝硅系铸造铝合金(Ai-Si cast aluminium allay)是一种以硅为主要合金元素的铸造铝合金。含硅量为5%-13%的亚共晶型或共晶型合金是工业生产中应用最广泛的铸造铝合金。
铝铜系列铝合金是典型的可以热处理强化的铝合金。一般Al-Mg合金Al-Mn合金不能热处理强化,而AL-Cu系列合金属于硬铝或超硬铝合金,可以通过固溶处理和时效处理强化。
一般可以通过合金相图判定,即溶解度曲线(曲面)随温度降低而迅速减少的合金体系属于可热处理强化合金~