时效处理及铝合金中其它元素对合金的影响.pdf

时效处理及铝合金中

其它元素对合金的影响

铝棒均质炉

在铸造铝棒的过程中，铝棒内部化学成分和组织有不均匀的现

象，同时内部一般都存在着残余应力，为消除铸锭的残余应力，消除

铸锭的化学成分和组织的不均匀，进而改善铸锭的压力加工工艺性以

及制品的某些最终性能，这就一定要对铸锭进行均匀处理

固溶热处理:

将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶速冷却,以

得到过饱和固溶体的热处理工艺(绝大多数进行时效强化的合金，原

始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。固溶体的溶解度

随温度的上升而增大。在时效处理前进行淬火，就是为了在加热时使

尽量多的溶质溶入固溶体，随后在快速冷却中溶解度虽然下降，但过

剩的溶质来不及从固溶体中分析出来，而形成过饱和固溶体。为达到

这一目的而进行的淬火常称为固溶热处理。)

时效处理可分为自然时效和人工时效两种自然时效是将铸件置

于露天场地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减

少，人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，它比自

然时效节省时间，残余应力去除较为彻底.

根据合金本性和用途确定采用何种时效方法。高温下工作的铝合

金适宜用人工时效，室温下工作的铝合金有些采用自然时效，有些必

须人工时效。

从合金强化相上来分析，含有S相和CuAl2等相的合金，一般采

用自然时效，而需要在高温下使用或为了提高合金的屈服强度时，就

需要采用人工时效来强化。比如LY11和LY12，40度以下自然时效

可以得到高的强度和耐蚀性，对于150度以上工作的LY12和

125-250度工作的LY6铆钉用合金则需要人时效。含有主要强化相为

MgSi，MgZn2的T相的合金，只有采用人工时效强化，才能达到它

的最高强度。

对于一般铝合金，自然时效时，屈服强度稍低而耐蚀性较好，采

用人时效时，合金屈服强度较高而伸长率和耐蚀性都降低。对于铝－

锌－镁－铜系合金入LC4则相反，当采用人工时效时，合金耐蚀性

比自然时效好。

铝中合金元素和杂质对性能的影响

1合金元素影响

铜元素

铝铜合金富铝部分平衡相图如图所示。548℃时，铜在铝中的

最大溶解度为5.65%,温度降到302℃时，铜的溶解度为0.45%。铜是

重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2

有着明显的时效强化效果。铝合金中铜含量通常在2.5%~5%，铜

含量在4%~6.8%时效强化果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于

这范围。铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。

硅元素

Al—Si合金系平衡相图富铝部分如图所示。在共晶温度577℃

时，硅在固溶体中的最大溶解度为1.65%。尽管溶解度随温度降低而

减少，这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好的铸造

性能和抗蚀性。

若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。镁

和硅的质量比