形变热处理

热处理对有色金属材料性能的影响

有色金属及其合金最常用的热处理方法：

退火；固溶处理（淬火）；时效；变形热处理；化学热处理

一.退火

在金属材料的半成品或者制成品中常常存在有残余应力、成分不均匀、组织不稳定等缺陷，严重影响合金的工艺性能和使用性能，例如塑性低、耐蚀性差、力学性能差等。要消除或者减少这些缺陷，则需要进行退火。

退火：加热到适当温度-----保温一定时间-----缓慢速度冷却.

去应力退火、再结晶退火和均匀化退火 加热温度对冷塑性变形金属的性能和组

织的影响

1.去应力退火

铸件、焊接件、切削加工件、塑性变形件的内部往往存在很大的残余应力，使合金的应力腐蚀倾向大大增加，组织及力学性能稳定性显著降低。因此，必须进行退火。

去应力退火是把合金加热到一个较低温度（低于材料再结晶开始温度），保持一定时间，以缓慢的速度冷却的热处理工艺。冷却速度视合金能否热处理强化而定，对可热处理强化的合金要缓慢冷却。

在去应力退火的温度范围内保温，原子活动能力增加，消除或减少某些晶格中的缺陷（例：同一滑移系中异号为错相互抵消、空位及原子扩散的相互抵消等）。从而使晶格弹性畸变能下降，保证合金制品的尺寸稳定，应力腐蚀倾向下降，但合金强度和硬度基本不下降。

去应力退火质量的主要因素是加热温度：过高，则工件强度和硬度大幅降低；过低，则需要长时间加热才能充分消除内应力，影响生产效率。

2.再结晶退火

把工件加热到再结晶温度以上，保持一定时间，然后缓慢冷却的工艺。

再结晶退火的目的：细化晶粒，充分消除内应力，降低合金的强度和硬度，提高塑性。

再结晶过程是一个形核和晶核长大（聚集再结晶）的过程。为了获得细小的晶粒组织，必须正确控制加热温度、保温时间和冷却速度三个因素。对同一合金而言，加热温度越高，保温时间就要越短。否则将很快进入再结晶晶核长大阶段；加热温度越低，保温时间就要越长。否则再结晶过程不充分，达不到再结晶退火的目的。

第３３卷　ＶｏＬ　３３　第３期　Ｎｏ．３　金　属　制　品　Ｓｔｅｅｌ　Ｗｉｒｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　２００７年６月　Ｊｕｎｅ　２Ｏ０７　

高温形变热处理对２０双相钢晶粒细化的影响　

季梅党淑娥　（太原科技大学０３００２４）　摘要对２０钢在Ａ　以上温度奥氏体化，分别经１５％，２５％，３０％，５５％的变形后，在８３０℃的　＾ｙ两相区短时　保温，然后快速放入质量分数５％的ＮａＣ１水溶液中淬火，得到细小的Ｆ＋Ｍ双相组织。金相观测显示，随着形变量　的增大双相组织逐渐细化，当变形量超过５０％时，双相钢组织明显得到细化，分布趋于均匀，同时随着变形量的增　大马氏体体积分数也随之增多。　关键词高温形变热处理；２０双相钢丝；晶粒细化；形变量；马氏体体积分数　中图分类号ＴＧ１６２．８５　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｈｉ　ｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｈｅａｔ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｏ　Ｇｒａｉｎ　Ｒｅｆｉｎｉｎｇ　ｏｆ　２０　Ｄｕａｌ－ｐｈａｓｅ　Ｓｔｅｅｌ　

Ｊｉ　Ｍｅｉ　Ｄａｎｇ　Ｓｈｕ　ｅ　（Ｔａｉｙｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　０３００２４）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｏ　ａｕｓｔｅｎｉｚｅ　２０　ｓｔｅｅｌ　ｏｖｅｒ　Ａｃ３　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｆｔｅｒ　ｄｅｆｏｒｍｉｎｇ　ａｔ　１５％，２５％，３０％ａｎｄ　５０％ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｒｅ—　ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｓｈｏｒｔ　ｔｉｍｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｋｅｅｐｉｎｇ　ａｔ　８３０℃　＋＾ｙ　ｄｕａｌ—ｐｈａｓｅ　ｒｅｇｉｏｎ，ｔｈｅｎ　ｆａｓｔ　ｔｏ　ｑｕｅｎｃｈ　ｉｎｔｏ　ＮａＣ１　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　５％ｍａｓｓ　ｆｒａｃｔｉｏｎ．ｔｈｅ　ｆｉｎｅ　Ｆ＋Ｍ　ｄｕａｌ—ｐｈａｓｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｄｕａｌ—　ｐｈａｓｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｒｅｆｉｎｅｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｗｉｔｈ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｗｈｅｎ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｏｖｅｒ　５０％，ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｄｕａｌ—ｐｈａｓｅ　ｓｔｅｅｌ　ｉｓ　ｒｅｆｉｎｅｄ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ，ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｔｅｎｄｓ　ｔｏ　ｍｅｎ，ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ　ｖｏｌｕｍｅ　ｆｒａｃｔｉｏｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｌｎｅ　ｔｉｍｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；２０　ｄｕａｌ—ｐｈａｓｅ　ｓｔｅｅｌ　ｗｉｒｅ；ｇｒａｉｎ　ｒｅｆｉｎｉｎｇ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｑｕａｎｔｉｔｙ；　ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ　ｖｏｌｕｍｅ　ｆｒａｃｔｉｏｎ　钢丝形变热处理是得到高强度和高韧性最佳配　合的一种有效的方法。成熟的形变热处理工艺有许　多，但大致分为２类。（１）高温形变热处理。将钢　加热到稍高于　ｄ温度，保持一段时间，达到完全奥　氏体化，然后以较大的压下量使奥氏体强烈变形，之　后保温一定时间，使奥氏体起始再结晶，并于晶粒尚　未开始长大之前淬火，从而获得较细小的淬火组织。　（２）低温形变热处理。将淬火以后的钢加热到相变　点以下的低温进行大压下量的变形，然后加热到　以上温度短时保温，奥氏体化后迅速淬火¨－２　Ｊ。该　工艺的缺点：由于变形是在低温而且是在马氏体组　织状态下进行，因此材料的变形抗力较大，给实际生　产造成一定的困难，然而却是一种十分有效的细化　晶粒的方法。　

第２８卷第２期　２００７年４月　热处理技术与装备　ＲＥＣＨＵＬＩ　ＪＩＳＨＵ　ＹＵ　ＺＨＵＡＮＧＢＥＩ　Ｖｏ１．２８．Ｎｏ．２　Ａｐｒ，２００７　

・工　艺・　

铝合金形变热处理工艺参数及其控制　

许　东　

（北京控制工程研究所北京１０００８０）　

摘要：如何正确地选择和控制工艺方案及其参数，是影响铝合金形变热处理效果的一个关键因素。　为了使铝合金形变热处理工艺发展到恰＂－３的、合理的程度，适合工程的需要，获得优良的形变强韧化　效果，作者在文中分析了形变热处理的主要工艺参数及其控制。　

关键词：形变热处理；工艺参数；变形量控制　

中图分类号：ＴＧ１６６．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—４９７１（２００７）０２一ＯＯ４４—０３　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　

Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ａｌｌｏｙ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　

ＸＵ　Ｄｏｎｇ　

（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ　ｉｓ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　

ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ａｉｍｅｄ　ｔｏ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ，ｍｅｅｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｎｄ　ｇｅｔ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ　

ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐ￣ａｍｅｔｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅｍ．　

铝合金形变热处理工艺研究进展

摘要：本文主要就铝合金形变热处理工艺进行探究，分析铝合金发展历程及对合金组织和性能形成的影响，找出其存在问题，并对技术发展态势进行探究，进一步优化形变热处理工艺技术，让其能够在工业生产条件下更为广泛的使用。

关键词：铝合金；形变热处理；研究进展

使用回归再时效处理及形变热处理能够让铝合金的抗应力、腐蚀性能变得更好，同时其强度以及韧性也会有所升高。其中，形变热处理技术主要是利用塑性变形的形变强化以及热处理的相变强化，将二者结合在一起，也被简称为热机械处理方式，该技术最早投入到钢铁材料中，利用形变让金属当中的缺陷密度进行改变，热处理相变形变形成的缺陷会对新相的形核动力学和分布状态形成影响，并且新相还会对错位的一些缺陷运动形成阻滞等一系列作用，这样金属当中的缺陷就会变得更加稳定、组织细化，其强度和韧性变得更高。

1.铝合金TMT的发展过程及其应用

铝合金形变热处理工艺主要会应用Al-Zn-Mg-Cu等合金当做实验材料，之后逐步发展至Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu等的铝合金，铝合金形变热处理会影响到Al-Zn-Mg合金疲劳以及应力的腐蚀性能，其在时效之前形成的冷变形会让Al-Zn-Mg的合金抗拉强度变得更高，同时还可以改善疲劳以及抗应力的腐蚀性能。1974年Waldman J等人针对7075厚板进行形变热的处理，应用再结晶、温变形以及均匀化的工艺技术，得到了更为均匀且细小的精力组织。1978年Sanders

RE等人开始钻研提升7050铝合金疲劳性能中间形变热处理工艺技术，在1991年，Singh等人分析形变热处理对于2014铝合金组织性能方面形成的影响，通过实验能够得知，铝合金形变热处理技术的使用能够让其时效更为显著细化，形成位错和时效相互缠结的网状亚结构，改善合金的力学性能。

通过多年的努力，铝合金形变热处理技术不仅在理论方面取得研究进展，同时在实际方面的使用效果也变得越来越好，20世纪70年代至80年代，美国Alcoa公司应用以其技术改善铝合金的综合性能，2002年美国把T8状态的2519铝合金当做先进两栖突击车的装甲材料，现阶段铝合金形变热处理技术已经不会局限在Al-Zn-Mg-Cu等传统的铝合金方面，借助形变热处理技术提升Al-Li、Al-Cu-Li等新系列的铝合金性能。