铝合金热处理技术.ppt

* * * 最终阶段，沉淀相与基体脱离共格关系。随θ′相成长，周围基体中的应力和应变不断增大，弹性应变能也越来越大，θ′不稳定。长到一定尺寸后与α相完全脱离，达到平衡相结构成为独立的平衡相，强度、硬度显著下降。 * * * * * * * 吴承建《金属材料学》 潘复生《铝合金及应用》 * 1. 金属材料学,吴承建，177 * * * * 当铝中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，而塑性、韧性降低。合金中过剩相的数量愈多，其强化效果愈好，但过剩相多时，由于合金变脆而导致强度、塑性降低。 * * * 退火硬化机理：主要的有两种。 （1）变形材料中的可动位错和退火时由多边化产生的位错壁中的可动位错发生闭锁; （2）退火时，杂质及合金元素原子形成的气团（在位错处或层错处产生偏聚，contrell气团、铃木气团 ），固溶体中产生了短程有序等等，钉扎或阻碍位错。 退火硬化特点： （1）硬化值与合金成份有关 成份高，Δσ 高； （2）硬化值与冷变形程度有关 冷变形程度高， Δσ 高； （3）具有可逆性 冷变形软化，再退火硬化 基体固溶体成分不均匀，晶内偏析，组织呈树枝状； 产生非平衡共晶组织； 可溶相在基体中的最大固溶度发生偏移，过剩相增多； 高温形成的不均匀固溶体，有的处于过饱和状态。 非平衡共晶组织中，通常， α相依附于α初晶相上， β相则以网状分布在枝晶网胞周围，在显微组织中观察不到典型的共晶形态(离异共晶组织). 在生产条件下， α相固溶体呈树枝状，在枝晶胞间和晶界上除了少量的非平衡共晶组织外，当成份超过某临界浓度时，还有非平衡过剩相。单相成分的出现非平衡过剩相；多相成分的过剩相增多（非平衡——原过剩相或其它新相）. 合金元素来不及扩散，固溶体处于过饱和状态，产生淬火效应。 （3）铸态合金性能特点和非平衡凝固带来的危害 塑性下降： 成分不均匀，出现非平衡脆性相，塑性下降； 在枝晶网胞或晶界上生成粗大网状脆性相，导致塑性下降。 抗电化学腐蚀能力下降： 成分不均匀形成浓差微电池，电化学腐蚀抗力下降； 在枝晶网胞或晶界上生成粗大网状脆性相，抗蚀力严重下降 材料各向异性增强 成分不均匀，在变形过程中延长而形成带状结构，造成材料各向异性；在枝晶 网胞或晶界上粗大网状脆性相破碎而沿晶（带）间分布，增大晶(带)间断裂的倾向，增大各向异性。 材料工艺参数难以控制 成分不均匀+在枝晶网胞或晶界上低熔点化合物或共晶混合物，易过热、过烧。 变形抗力增大： 淬火效应，非平衡组织存在，大量过剩相存在，会引起变形抗力增大。另外，成分不均匀，性能不均，形变不均，也会导致开裂，易产生内应力，不利于加工。 组织处于亚稳定状态： 组织处于亚稳定状态，在高温工作或长时间服役过程中，会向稳定化方向蠕变，而造成组织、性能、形状和尺寸不稳。 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； （出自中南大学热处理课件） * * * * * * 回归——强度回到固溶态； 条件——低温时效后高温回归；高温保温时间要短，否则易于形成高温下的过渡相或者稳定相，强度升高； 重新时效——回归后还可以重新时效，但是沉淀速度较固溶处理的慢；这是由于回归温度低于固溶温度，保留的下来的过饱和固溶体中的空位浓度低，扩散速度慢。 意义——利用短时回归处理，使合金回到固溶态，恢复塑性，用于零件的整形和修复。 注意事项——(a)回归温度高于初始的时效温度；(b)回归处理的速度要快；(c)回归过程仅G.P区溶解，脱溶产物难以溶解。 《金属热处理》，P212 * * * * 7075合金在RRA处理过程中的显微组织变化示意图 120℃/24h峰值时效 回归处理(200~270 ℃) 二次峰时效(120 ℃/24h) 一级时效后合金晶界形成较大的链状的非共格η相，决定了合金对应力腐蚀开裂和剥落腐蚀有较高敏感性。随后的回归处理使得晶内η’相回溶，晶界部分η相合并聚集，不再连续分布。二级时效保留了回归处理的晶界形态和一级时效的强化析出相，可明显改善合金性能 4.5 回归现象 特点： 1、回归处理温度须高于原先时效温度，两者温度差别越大，回归越快、越彻底；反之，回归很难发生或不发生。 2.、回归处理加热时间通常很短，只要低温脱溶相完全溶解即可。时间过长会出现该温度下脱溶相，达不到