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任先生:

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鋁合金熱處理的特點(diǎn)以及原理

[2021-10-22] 801

1、鋁合金熱處理的原理

鋁合金鑄件得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(shí)間以一定得速度冷卻,改變其合金的組織,其主要目的是提高合金的力學(xué)性能,增強(qiáng)耐腐蝕性能,改善加工型能,獲得尺寸的穩(wěn)定性。

2、鋁合金熱處理的特點(diǎn)

眾所周知,對(duì)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(duì)鋁合金并不然,鋁合金剛淬火后,強(qiáng)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(shí)間(如4~6晝夜后),強(qiáng)度和硬度會(huì)顯著提高,而塑性則明顯降低。淬火后鋁合金的強(qiáng)度、硬度隨時(shí)間增長而顯著提高的現(xiàn)象,稱為時(shí)效。時(shí)效可以在常溫下發(fā)生,稱自然時(shí)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(shí)效。

3、鋁合金時(shí)效強(qiáng)化原理

鋁合金的時(shí)效硬化是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程,它不僅決定于合金的組成、時(shí)效工藝,還取決于合金在生產(chǎn)過程中縮造成的缺陷,特別是空位、位錯(cuò)的數(shù)量和分布等。目前普遍認(rèn)為時(shí)效硬化是溶質(zhì)原子偏聚形成硬化區(qū)的結(jié)果。

鋁合金在淬火加熱時(shí),合金中形成了空位,在淬火時(shí),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(kuò)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(gè)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(qiáng)化的的鋁合金都符合這一條件。

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