東莞市佳進金屬有限
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鋁合金熱處理原理
鋁合金鑄件的熱處理就是選用某一熱處理規(guī)范,控制加熱速度升到某一相應(yīng)溫度下保溫一定時間并以一定得速度冷卻,改變其合金的組織,其主要目的是提高合金的力學性能,增強耐腐蝕性能,改善加工型能,獲得尺寸的穩(wěn)定性。
鋁合金熱處理特點
眾所周知,對于含碳量較高的鋼,經(jīng)淬火后立即獲得很高的硬度,而塑性則很低。然而對鋁合金并不然,鋁合金剛淬火后,強度與硬度并不立即升高,至于塑性非但沒有下降,反而有所上升。但這種淬火后的合金,放置一段時間(如4~6晝夜后),強度和硬度會顯著提高,而塑性則明顯降低。淬火后鋁合金的強度、硬度隨時間增長而顯著提高的現(xiàn)象,稱為時效。時效可以在常溫下發(fā)生,稱自然時效,也可以在高于室溫的某一溫度范圍(如100~200℃)內(nèi)發(fā)生,稱人工時效。
鋁合金在淬火加熱時,合金中形成了空位,在淬火時,由于冷卻快,這些空位來不及移出,便被“固定”在晶體內(nèi)。這些在過飽和固溶體內(nèi)的空位大多與溶質(zhì)原子結(jié)合在一起。由于過飽和固溶體處于不穩(wěn)定狀態(tài),必然向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變,空位的存在,加速了溶質(zhì)原子的擴散速度,因而加速了溶質(zhì)原子的偏聚。
硬化區(qū)的大小和數(shù)量取決于淬火溫度與淬火冷卻速度。淬火溫度越高,空位濃度越大,硬化區(qū)的數(shù)量也就越多,硬化區(qū)的尺寸減小。淬火冷卻速度越大,固溶體內(nèi)所固定的空位越多,有利于增加硬化區(qū)的數(shù)量,減小硬化區(qū)的尺寸。
沉淀硬化合金系的一個基本特征是隨溫度而變化的平衡固溶度,即隨溫度增加固溶度增加,大多數(shù)可熱處理強化的的鋁合金都符合這一條件。沉淀硬化所要求的溶解度-溫度關(guān)系,可用鋁銅系的Al-4Cu合金說明合金時效的組成和結(jié)構(gòu)的變化。圖3-1鋁銅系富鋁部分的二元相圖,在548℃進行共晶轉(zhuǎn)變L→α+θ(Al2Cu)。銅在α相中的極限溶解度5.65%(548℃),隨著溫度的下降,固溶度急劇減小,室溫下約為0.05%。
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