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变形铝合金为什么要进行时效处理?铝合金时效处理的作用

发布时间:
2018/10/24 10:40
【摘要】:
铝合金在刚淬火后,强度和硬度并不高,塑性很好;但放置几天后,强度和硬度会显著提高,而塑性则明显下降。铝合金的这种淬火后力学性能随时间延长而显著提高的现象,称为时效硬化现象,这一过程称为时效。铝没有同素异构转变,在近铝端处亦没有共析转变,只有固态溶解度随温度变化的曲线。将铝合金固溶处理时,高温下的过饱和α固溶体被原封不动地保留到室温。但是这种过饱和固溶体在室温下处于不平衡状态,有脱溶分解和析出强化相

铝合金在刚淬火后,强度和硬度并不高,塑性很好;但放置几天后,强度和硬度会显著提高,而塑性则明显下降。铝合金的这种淬火后力学性能随时间延长而显著提高的现象,称为时效硬化现象,这一过程称为时效。

铝没有同素异构转变,在近铝端处亦没有共析转变,只有固态溶解度随温度变化的曲线。将铝合金固溶处理时,高温下的过饱和α固溶体被原封不动地保留到室温。但是这种过饱和固溶体在室温下处于不平衡状态,有脱溶分解和析出强化相而趋于稳定的倾向。随着时间的延长,强化相逐渐脱溶而使合金强度硬度提高,即所谓时效硬化。时效有自然时效和人工时效两种方式。

时效温度对时效速度有很大影响,时效温度高,时效速度快,但温度越高,时效所获得的最高强度却越低。当时效温度超过150℃,强化达到最大值后,继续时效则效果下降,合金开始软化。温度越高,开始软化的时间越早,软化速度也越快。当时效温度降至室温以下时,时效的速度十分缓慢。在-50℃时,淬火后的固溶体即使经过长时间的时效,其性能也不会发生明显变化。根据这一现象,可以通过降低温度来抑制时效。

在各种可时效硬化的合金中,硬铝合金一般进行自然时效,时间一般不少于4天。锻铝合金一般进行人工时效,时效温度为150~180℃,时间为6~10h。超硬铝通常采用人工时效,时效温度为120~140℃,时间为16~24h。淬火后须进行人工时效的工件应及时进行时效,间隔不超过4h。

经过时效的铝合金,在切削过程中还会产生应力,对于精度要求高的工件,还需进行去应力退火。人工时效后的铝合金去应力退火温度,应比淬火后的时效温度低20~40℃,时间为2~4h。对于自然时效后的硬铝,去应力退火温度应为80~100℃,时间为2h。

在时效处理前进行固溶处理时,加热温度必须严格控制,以便使溶质原子能最大限度地固溶到固溶体中,同时又不致使合金发生熔化。许多铝合金固溶处理加热温度容许的偏差只有5℃左右。进行人工时效处理,必须严格控制加热温度和保温时间,才能得到比较理想的强化效果。生产中有时采用分段时效,即先在室温或比室温稍高的温度下保温一段时间,然后在更高的温度下再保温一段时间。这样作有时会得到较好的效果。

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