第三章 均匀化退火课件.ppt

Ni-Cr-W-Co-Al-Ta-Hf alloy ingot before and after homogenizing 50?m 10?m As-cast 800℃ for 6000hr 1000℃ for 6000hr After homogenized （2)均匀化退火对材料性能的影响 塑性提高，变形抗力降低，材料工艺参数好控制，抗电化学腐蚀能力提高，材料各向异性减弱，组织稳定化。 不均匀的非平衡组织 均匀的近平衡组织 枝晶偏析消除，成分均匀化； 非平衡相消失，过剩相减少； 非平衡组织平衡化（相转变），亚稳相消失，平衡第二相球化和聚集，块状、网状第二相消失； 过饱和固溶体分解； 晶粒长大 半连续铸造锭: 变形抗力降低，塑性提高，内应力消除，减小形变不均匀性，降低存储、运输、机加工和压力加工中开裂的危险，提高加工制品的表面质量，也降低能耗，提高生产效率。 压力加工材料: 改善材料塑性（有的合金强度提高，有的降低（挤压效应消失）），提高耐蚀性，减弱各向异性，防止晶粒粗化（尤其是Al-Mn合金），提高立方织构成分（高纯Al箔），避免过热、过烧。 铸件: 改善力学性能，提高耐蚀性，稳定形状与尺寸，防止在使用过程中蠕变。 3. 4 均匀化退火的应用与工艺规程 （1)均匀化退火的应用 有利有弊！不利：费时耗能，经济效益差；温度高、时间长，易带来变形、吸气、氧化、过热、过烧等问题。有的材料强度会下降，这对于要求高强的材料不利。是否进行均匀化退火应视具体问题而定。 （2)均匀化退火的选择 实际生产中是否进行均匀化退火，主要是根据合金本性、铸造方法以及产品使用性能的要求来选择。 合金本性：易产生偏析，组织不均，塑性差，残余应力大者 铝合金：除纯铝、低合金化的软铝外，几乎都需要； 镁合金：含Al、Zn的，易偏析，需要； 铜合金：除锡磷青铜、普通白铜、锌白铜等外，其它一般不需要； 钢铁：钢铁一般不需要，但易切削钢（防硫偏聚）、高合金钢或其它有重要特殊用途的钢需要均匀化退火，通常先热锻再退火。 注：镁合金、 铜合金、钢铁等通常需在保护性气氛或真空中进行。 铸造方法：连续或半连续铸造等冷却速度较大 产品性质（举三例） ① 需要保持挤压效应的，不需要均匀化退火 挤压效应： 现象——对于热处理可强化铝合金（尤其含Cr、Mn、Ti等元素），挤 压制品的强度明显较(其它方法加工如轧、锻等)的制品高。 实质——形变热处理导致的组织强硬化效应。 机理——含Cr、Mn、Ti等元素合金化的热处理可强化铝合金中可形成 Al7Cr、Al6Mn、Al3Ti等金属间化合物，它们可以稳定位错、 亚晶界等亚结构，与其它（如轧、锻等）加工方法相比，挤 压过程中更易形成位错、亚晶界等亚结构，有利于实现高温 形变热处理；在淬火后的时效过程中可促使第二相分布均匀 均匀化退火消除挤压效应，原因在于：Al7Cr、Al6Mn、Al3Ti等金属间 化合物可能会溶解、或粗化，不利于稳定位错、亚晶界等亚结构。 ② 需要防止晶粒异常粗大的（Al-Mn系合金），需要均匀化退火 Al-Mn系合金为热处理不可强化铝合金，其产品使用状态为加工或退火态， Mn可明显地提高Al的再结晶温度，若Mn分布不易均匀，加工后退火个别再结晶晶粒 异常粗大。 ③ 6063型材氧化着色，需表面化学性质均匀，需要均匀化退火 Al-Mn二元系相图 （3)均匀化退火的工艺规程的制定原则 主要工艺参数是加热温度和保温时间，其次是加热速度和冷却速度 加热温度 为了提高扩散速率，加速均匀化过程，提高均匀化效果，应尽可能地提高均匀化退火温度，但必须防止温度太高，而引起过热、过烧、氧化、吸气、变形等问题。 经验上， T均=（0.9~0.95）Tm 理论上可以由相图给出（右图） I：选择非平衡固相线以下，尽可能高（低温均匀化退火）； II：选择平衡固相线以下，尽可能高（高温均匀化退火）； I+II：先在I的温度下均匀化，在到II的温度下均匀化（分级均匀化退火） I 均匀化退火的温度范围（阴影区） I：普通； II：高温 工厂退火温度一般低于实际熔点45-40OC 各种退火工艺的优缺点： 低温均匀化退火——保险。不会出现过烧，过热、氧化、吸气、变形等问题不严重，但难以达到组织均匀化的目的，即使能达到，也需长时！ 实际上，合理选择均匀化退火温度需用实验来测定，如采用金相法来观察测定过热或过烧的最低温度。 高温均匀化退火