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1、第26卷第2期上海有色金屬Vol26No22005年6月SHANGHAINONFERROUSMETALSJun.2005文章編號:1005-2046(2005)02-0097-06高強(qiáng)鋁合金的熱處理技術(shù)尚勇,張立武(航天科技集團(tuán)第四研究院43所,陜西西安710025)摘要:介紹了高強(qiáng)鋁合金熱處理的研究現(xiàn)狀,將均勻化處理、深冷處理歸入鋁合金熱處理范疇,對升溫固溶、高溫預(yù)析出、雙重淬火、回歸熱處理(RRA)和過時效-重固溶-再時效處理(ORR)等熱處理制度進(jìn)行了歸納總結(jié)。關(guān)鍵詞:高強(qiáng)鋁合金;熱處理;固溶;時效中圖分類號:TG1663文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A高強(qiáng)鋁合金作
2、為一種高性能材料,無論是軍解,為后續(xù)時效提供了較高的過飽和度。工還是民用,應(yīng)用都極為廣泛。我國的高強(qiáng)鋁合均勻化處理后的合金組織中,枝晶間偏析明顯金研究與國外相比,不論是基礎(chǔ)理論、工藝技術(shù),減少,大部分呈斷續(xù)分布;枝晶內(nèi)部析出相密集。均還是技術(shù)裝備水平及其完善程度差距都很大。本勻化保溫完成后快速冷卻,獲得的析出相密度較文從熱處理角度出發(fā),討論到目前為止高強(qiáng)鋁合高。慢速冷卻條件下,由于鑄錠在高溫停留時間長[1]金有關(guān)熱處理技術(shù)的研究。,枝晶內(nèi)部析出物難以形核,數(shù)量減少。1均勻化處理2固溶處理超高強(qiáng)鋁合金的合金化元素總量較高,所以21強(qiáng)化固溶均勻化是合金完成鑄造進(jìn)行初步處理的
3、一個必不固溶處理是獲得過飽和固溶體的方法。它是可少的工藝過程。將第二相能在基體中隨溫度降低而減小的合金加由于合金凝固時存在枝晶偏析,通過均勻化熱至第二相能全部或最大限度地溶入固溶體的溫處理可以消除或降低晶內(nèi)化學(xué)成分和組織的不均度,保溫一段時間,以快于第二相自固溶體中析出勻性,消除或減少在鑄錠快速冷卻時所產(chǎn)生的內(nèi)的速度冷卻,從而獲得過飽和的溶質(zhì)原子和空位。應(yīng)力,改善鑄錠的熱塑性。均勻化處理能促使鑄目前固溶處理有一般固溶和強(qiáng)化固溶兩種處造過程中形成的非平衡第二相溶解,減少第二相理方法。常規(guī)固溶處理方法是在某一溫度下保溫的體積分?jǐn)?shù),改善合金的塑性,并提高合金元素在一定時間;強(qiáng)化固溶處
4、理方法是先在某一溫度下基體中的固溶度,從而提高合金的固溶強(qiáng)度。均保溫一定時間,然后以一定的升溫速度升溫至更勻化時間越長,過程越徹底,時效后合金的強(qiáng)度越高的溫度,保溫后在室溫下冷卻。如果隨后的時高。然而,高強(qiáng)鋁合金由于合金元素含量高,因此效制度一樣,則可以看到強(qiáng)化固溶的優(yōu)點(diǎn)。如圖[2]均勻化比較困難。從改善合金性能的角度出發(fā),1所示。目前有幾種均勻化制度。研究發(fā)現(xiàn),兩級均勻化文獻(xiàn)對強(qiáng)化固溶進(jìn)行了研究,通過逐步提高優(yōu)于單級均勻化;短時保溫能夠促進(jìn)粒子的彌散固溶溫度,直至超過多相共晶溫度,和延長固溶時析出,細(xì)化亞晶粒,有利于提高合金的綜合性能。間等強(qiáng)化固溶手段,有效地減少了均勻化后未
5、溶高溫均勻化比低溫均勻化更能促進(jìn)合金元素的溶解的粗大第二相,同時沒有形成過渡相和過燒的收稿日期:2004-09-02作者簡介:尚勇(1978~),男,陜西西安人,碩士研究生,主要從事材料加工工程。98上海有色金屬第26卷(a)(b)圖1一般固溶和強(qiáng)化固溶的金相組織(a)一般固溶;(b)強(qiáng)化固溶[2]跡象,從而提高合金的固溶程度。高溫預(yù)析出對金相組織的影響如圖3所示。強(qiáng)化固溶與一般固溶相比,在不提高合金化元素總含量的前提下提高了固溶體的過飽和度,同時減少了粗大未溶結(jié)晶相,對于提高時效析出程度和改善抗斷裂性能具有積極意義,是提高高[3]強(qiáng)鋁合金綜合性能的一個有
6、效途徑。22高溫預(yù)析出處理高溫預(yù)析出是指先在高溫充分固溶,后在略低于固溶溫度下保溫,即兩步固溶處理,來改善晶界和晶內(nèi)的析出狀態(tài),使材料具有良好的綜合力學(xué)性能,尤其是抗應(yīng)力腐蝕性能得到改善。處理圖2高溫預(yù)析出示意圖制度如圖2所示。(a)(b)(c)(d)圖3A-lZn-Mg-Cu鋁合金固溶(預(yù)析出)金相組織(a)、(c)4853h固溶處理;(b)、(d)4853h+4655h固溶處理由圖3可以看出,合金經(jīng)過485固溶后,晶相,在隨后的時效過程中,新相若能在原有析出的內(nèi)和晶界都很干凈;而合金再經(jīng)465預(yù)析出處基礎(chǔ)上形核長大,則可以改變晶界析出相的狀態(tài),理
7、后,析出相不連續(xù)地分布于晶界,晶內(nèi)比較干使其更加粗大、離散,從而有利于提高合金的抗應(yīng)[4]凈。力腐蝕性能。同時,陳康華等研究后也認(rèn)為,在近固溶度條23雙重淬火處理件下,預(yù)析出不僅可以形成不連續(xù)晶界析出相,還雙重淬火制度如圖4所示。有研究表明,對可增加隨后時效狀態(tài)下晶界析出相顆粒的尺寸和B95合金采用預(yù)先雙重淬火,既可以達(dá)到單級時間距,在保持合金強(qiáng)度的同時,提高合金的應(yīng)力腐效以后的強(qiáng)度值,又可獲得雙級時效后強(qiáng)度、塑[5]蝕抗力。這是因?yàn)榻?jīng)充分固溶的高強(qiáng)鋁合金,性、抗腐蝕性的最佳結(jié)合。即
