熱處理可以是涉及對固態(tài)合金加熱及冷卻的任一操作,或是一系列操作的組合。其目的是通過(guò)改變合金的力學(xué)性能以達到指定力學(xué)強度。熱處理工藝是通過(guò)永久或暫時(shí)改變合金晶粒組織來(lái)達到要求結果的。
熱處理包括退火、固溶、時(shí)效。
固溶:當可熱處理合金溫度升高到指定高溫以上時(shí),就會(huì )形成合金元素的過(guò)飽和固溶體,例如2024合金中的所有銅含量(4.4%)與鋁一起轉化為固溶體。然而,在室溫條件下,銅在鋁中的最大固溶度僅為0.5%(質(zhì)量分數),且如果從高溫開(kāi)始的冷卻速率較慢,過(guò)量的銅將從固溶體中析出。但是,如果把合金加熱到過(guò)飽和狀態(tài)(大約500°C),然后在冷水中迅速淬火,則銅來(lái)不急從固溶體中析出(比溫度變化慢)。
因此,固溶熱處理過(guò)程是一系列操作的過(guò)程,在此過(guò)程中鋁合金:被加熱到指定溫度→在某溫度上保溫達指定時(shí)間→迅速淬火? ??正如所講的,固溶熱處理的溫度很關(guān)鍵,且取決于合金類(lèi)型。
保溫時(shí)間的目的是為了確保產(chǎn)品在熱處理過(guò)程中能夠達到穩定的溫度。具體時(shí)間取決于:
1、爐子類(lèi)型及其效率(爐子恢復到指定溫度的時(shí)間)
2、材料厚度(時(shí)間取決于裝載料中最厚部件的要求)
???空氣爐在裝料期間極易降溫,為了補償溫度,直到所有爐子儀表均恢復到其指定開(kāi)始保溫溫度并且增加一定時(shí)間來(lái)證明金屬達到保溫溫度后,保溫時(shí)間才開(kāi)始。爐料的在空氣爐中的分布也很關(guān)鍵,且影響要求的保溫時(shí)間。
淬火:冷水是最常見(jiàn)的淬火介質(zhì)。為了滿(mǎn)足力學(xué)性能要求并在淬火期間使產(chǎn)品變形最小化。從爐中轉移材料與把材料完全浸入冷水之間的時(shí)間間隔很關(guān)鍵,且應保持絕對極小值。
轉移過(guò)程的任何延遲會(huì )導致合金溫度的下降,且會(huì )從固溶體中析出部分合金元素。轉移較慢及部分析出會(huì )使合金極易受晶間腐蝕及應力腐蝕的影響。如果水的溫度過(guò)高,也會(huì )對合金有同樣的影響。淬火水池溫度35~40℃?,且應有足夠多的水以防止淬火過(guò)程中水的溫度升高。在淬火期間,應對淬火介質(zhì)進(jìn)行攪動(dòng)以保證熱量均勻地傳遞到水中。
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