鋁合金的熱處理

鋁合金的熱處理鋁合金的熱處理鑄造鋁合金的金相組織比變形鋁合金的金相組時間長，一般都在2h以上，而后者保溫時間短，只要幾格外鐘。由于金屬型鑄件、低壓鑄造件、差壓鑄造件是在比較大的冷卻速度和壓力下結造鋁合金與變形鋁合金的另一不同點是壁厚不和提高鑄件的性能。一、熱處理的目的鋁合金鑄件熱處理的目的是提高力學性能和耐使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302Al-ZnZL401鋁合金都要通過熱處理來進一步提高鑄件的機械性能和其它使用性能，具體有以下幾個方面：1〕消退由于鑄件構造〔如璧厚不均勻、轉接處厚大等緣由使鑄件在結晶凝固時因冷卻速度不均勻所造成的內應力；2〕提高合金的機械強度和切削加工性能、焊接性能；3〕穩(wěn)定鑄件的組化；4〕消退晶間和成分偏析，使組織均勻化。1、退火處理退火處理的作用是消退鑄件的鑄造應力和機械加工引起的內應力，穩(wěn)定加工件的外形和尺寸，并使Al-Si系合金的局部Si結晶球狀化，改善合金的塑性。其工藝是：將鋁合金鑄件加熱到280-300℃，保溫2-3h，隨爐冷卻到室溫，使固消退鑄件的內應力，到達穩(wěn)定尺寸、提高塑性、削減變形、翹曲的目的。2、淬火〔一般在接近于共晶體的熔點，多在500℃以上，保溫2h急速淬入60-100℃的水中，使鑄件急冷，使強化組元在合金中得到最大限度的溶解并固定保冷處理。3、時效處理組織穩(wěn)定的工藝過程。〔稱為G-PⅠ區(qū)和G-PⅠ區(qū)消逝，其次相原子按肯定規(guī)律偏聚并生成G-PⅡ區(qū)，之后生成亞穩(wěn)定的其次相〔過渡相大量的G-PⅡ區(qū)和少量的亞穩(wěn)定相結合以及亞穩(wěn)定相轉變?yōu)榉€(wěn)定相、其次相質點聚攏幾個階段。時效3種。1〕不完全人工時效：把鑄件加熱到150-170℃，保溫3-5h，以獲得較好抗拉強度、良好的塑性和韌性，但抗蝕性較低的熱處理工藝175-185溫5-24h，以獲得足夠的抗拉強度〔即最高的硬度〕但延長率較低的熱處理工藝；3〕過時效：把鑄件加熱到190-230℃，保溫4-9h，使強度有所下降，塑性有所提高，以獲得較好的抗應力、抗腐蝕力量的工藝，也稱穩(wěn)定化回火。4、循環(huán)處理把鋁合金鑄件冷卻到零下某個溫度〔如-50℃、-70℃、-195℃〕并保溫肯定時間，再把鑄件加熱到350℃以下，使合金中度固溶體點陣反復收縮些固溶體結晶點陣內的原子偏聚區(qū)和金屬間化〔如檢測儀器上的一些零件5、鑄造鋁合金熱處理狀態(tài)代號及含義代號合金狀態(tài)熱處理的作用或目的說明T1冷卻速度較快，已得到肯定程度的過飽和固溶體，即有局部淬火效果。再做人工時效，脫溶強Zl104、ZL105T2〔鑄造應力和機加工引起的應力Al-Si系合金的Si對Al-Si系合金效果比較明顯，退火溫度280-3002-4h。T4固溶處理〔淬火〕加自然時效通過加熱保溫，αAl-Mg系合金為最終熱處理，對需人工時效的其它合金則是預備熱處理。T5〔淬火〕加不完全人工時效用來得150-1703-5hT6〔淬火〕加完全人工時效用來獲得件，時效溫度約175-185℃，保溫時間5h以上。T7〔淬火〕加穩(wěn)定化回火用來穩(wěn)定鑄〔非但凡抗應力腐蝕〕工作溫度下進展。適合300℃以下高溫工作的零件，回火溫度為190-230℃，保溫時間4-9h。T8固溶處理〔淬火〕加軟化回火使固溶體充分分尺寸，提高合金的塑性，但抗拉強度下降。適合要求高塑性的鑄件，回火溫度約230-330℃，保溫3-6h。T9其反復加熱和冷卻的溫度及循環(huán)次數要依據零寸、外形很周密穩(wěn)定的零件。三、熱處理工藝1、鑄造鋁合金熱處理工藝參數〔保溫后空冷〕加熱溫度〔℃〕保溫時間〔h〕淬火溫度〔℃〕加熱溫度〔℃〕保溫時間〔h〕ZAlSi7MgZL101T2---300±102-4T4535±52-620-100--T5535±52-620-100150±52-4T6535±52-620-100200±52-5T7535±52-680-100225±53-5T8535±52-680-100250±103-5T5535±52-620-100190±100.5150±52ZAlSi7MgAZL101AT1---190±53-4T2---300±102-4T4535±510-1620-100--T5535±510-1620-100175±56ZAlSi12ZL102T2---300±102-4ZAlSi9MgZL104T1---175±55-17T6535±52-620-100175±510-15ZAlSi5Cu1MgZL105T1---180±55-10T5525±53-520-100175±55-10T6525±53-520-100200±53-5T7525±53-520-100230±103-5ZAlSi5Cu1MgAZL105AT1---180±55-10T5525±53-520-100175±55-10T6525±53-520-100200±53-5T7525±53-520-100230±103-5T8525±53-520-100250±103-5ZAlSi8Cu1MgZL106T1---200±105-8T2---280±105-8T5515±54-820-100170±58-16T6515±54-820-100160±54-6T7515±54-820-100230±53-5ZAlSi7Cu4ZL107T6515±55-720-100170±105-7ZAlSi12Cu2Mg1ZL108T1---190±58-12T6515±56-820-70175±514-18T7515±53-820-70240±106-10ZAlSi12Cu1Mg1Ni1ZL109T1---205±58-12T6515±56-820-70180±514-18ZAlSi9Cu2MgZL111T6520±54-620-70180±56-8ZAlSi7Mg1AZL114AT5535±52-720-100150±51-3T6540±58-1265-100160±53-5ZALSi5Zn1MgZL115T4550±51665-100--T5550±51665-100160±54ZAlSi8MgBeZL116T1---190±53-4T2---300±102-4T4535±510-1620-100--T5535±510-1620-100175±56T6535±510-1620-100160±53-8ZAlCu5MnZAlCu5MnAZL201ZL201AT4545±510-1220-100--T5545±55-920-100175±53-6T7545±55-920-100250±103-10ZAlCu10ZL202T2---290±53ZAlCu4ZL203T4515±510-1520-100--T5515±510-1520-100150±52-4ZAlCu5MnCdAZL204AT6535±57-940-100175±53-5T7535±57-940-100190±53-5ZAlCu5MnCdVAZL205AT5535±510-1520-60155±58-10T6535±510-1520-60175±53-5T7535±510-1520-60195±53-5ZAlRE5Cu3Si2ZL207T1---200 55-10ZAlMg10ZL301T44301020230〔或油〕--ZAlMg8Zn1ZL305T4455±56-880-100—ZAlZn11Si7Zl401T1---200±105-10T2---300±102-4ZAlZn6MgZL402T1---175±56-8T5---室溫20天T5---175±56-82、熱處理操作技術要點1〕熱處理前應檢查熱處理設備、關心設備、儀規(guī)定的范圍之內〔±5℃；2〕裝爐前應吹砂或沖洗，應無油污、臟物、泥土，合金牌號不應相混；3〕形性狀易產生翹曲空的懸臂局部；4〕檢查鑄件性能的單鑄或附鑄試棒應隨零件一起同爐處理，以真實反映鑄件的性能；5〕防止局部高溫或燒化；6〕在斷電后短時間不能恢復正常后，再裝爐、保溫存進展熱處理；7〕在硝鹽槽中淬過火的鑄件，應在淬火后馬上用熱水沖洗，消退殘鹽，防止腐蝕；8〕覺察淬火后鑄件變形，應馬上予以校正；要時效處理的零件，應在淬火后0.5h內進展時效處理；熱處理，但次數不得超過2次；11〕應依據鑄件構造外形、尺寸、合金特性等制定的熱處理工藝進展熱處理。3、熱處理缺陷的產生緣由和消退與預防方法缺陷名稱缺陷表現產生緣由消退與預防方法力學性能不合格退火狀態(tài)δ5偏低，淬火或時效處間不夠，或冷卻速度太慢〔淬火介質溫度過高或偏差，則要依據具體的偏差元素、偏差量、轉變或調整重復熱處理參數。冷卻速度太快〔太劇烈的設計構造不合理〔如兩連接壁的壁厚相差太件下水方向不當及裝料方法不當。降低升溫速薄壁部位涂敷涂料或用石棉纖維等隔熱材料包部位，則可在淬火后馬上予以矯正。裂紋淬火后的鑄件外表用肉眼可以看到的明顯的裂紋或通過熒光檢查肉眼看不到的微細裂紋?！泊慊饻囟冗^高或淬火介質溫度過低，或淬火介質速度太快〔太薄或太細小用防開裂的淬火夾具，并選擇正確的下水方向。過燒鑄件外表有結瘤，合金的延長率大大下降。合金中的低熔點雜質元素如Cd、Si、Sb等的含掌握低熔點合金元素的含量不超標；以不超過3℃/min的速度緩慢升溫；檢查和掌握爐內各區(qū)溫度不超過±5℃；定期檢查或校準測控儀表，確保儀表測溫、示溫、控溫準確無誤。外表腐蝕鑄件的外表消滅斑紋或塊狀等與鋁合處清洗，硝鹽粘附在鑄件外表〔尤其是窄縫隙、盲孔、通道中〕造成腐蝕；硝鹽液中混有酸或堿或的含量是否超標，如超標，則應降低其含量〔或濃度，從硝鹽槽中加熱的鑄件應馬上用溫水或在有濃酸或濃堿的四周。淬火不均勻鑄件的厚大部位的延長率和硬度低〔非但凡其內部中心〔非但凡其表層。鑄件加熱和冷卻不均勻，厚大部位冷卻慢，熱透性差。重作熱處理，降低升溫速度，延長保溫時間，使厚薄部位溫度均衡；在厚壁部位涂敷保溫性的涂料或包覆石棉等隔熱性先下水；換成有機淬火劑，降低冷卻速度。四、熱處理設備、材料1、熱處理設備的主要技術要求1〔其淬火溫度接近合金內低熔點共晶成分的熔點，故其爐內的溫度差應掌握在±5℃；2〕要求測溫、控溫儀表靈敏、準確，以確保溫度在上述誤差范圍內；3〕爐內各區(qū)的溫度應均勻，差異在1-2℃的范圍內；4〕淬火槽有加熱裝置和循環(huán)裝置，保證水的加熱和溫度均勻；5〕應定期檢查并更換已污染的冷卻水。2、淬火介質淬火介質是保證明現各種熱處理目的或作用的的越劇烈〔快，金屬組織中α固溶體的過飽和的金屬間化合物等強化相被固溶到Al的α固溶體依次為：干冰和丙酮的混合物〔-68℃、冰水、80-90100℃的水、經霧化過的水、各種油〔菜籽油等、加熱到200-220℃的各種油、空氣等。近年國內研制出來的鋁合金淬火介質CL-1的冷溶，其混合比例不同，冷卻速度各異，故很便于且能防銹。其主要技術指標是，外觀：淡黃