铝合金热处理方法汇总

殷云霞，等：不同合金化方式的５０８３合金铸锭质量对比研究　技术工程／专利荟萃　

Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　５０８３　Ａｌｌｏｙｓ　Ｉｎｇｏｔ　ｗｉｔｈ　Ｄｉｆｅｒｅｎｔ　

Ａｌｌｏｙｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　

ＹＩＮ　Ｙｕｎ－￣ａ，ＬＩ　Ｈａｉ－ｘｉａｎ，ＨＡＮ　Ｘａｉ－ｘｕ，ＷＡＮＧ　Ｑｉａｎｇ　（Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ｌｉｇｈｔ　Ａｌｌｏｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｒｂｉｎ　１５００６０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｕｓｉｎｇ　ｍａｓｔｅｒ　ａｌｌｏｙ　ａｎｄ　ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　ｉｎ　５０８３　ａｌｌｏｙｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　５０８３　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ａｌｌｏｙ　ｉｎｇｏｔ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ｓｔｕｄｙ，ｎｏ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｗａｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｅｔｃ．ｆｏｒ　５０８３　ａｌｌｏｙ　ｉｎｇｏｔｓ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｍａｓｔｅｒ　ａｌｌｏｙ　ａｎｄ　ａｄｄｉｔｉｖｅｓ．　

Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃａｎ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｓｅｒ　ａｌｌｏｙ；ａｄｄｉｔｉｖｅ；５０８３　ａｈｏｙ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　

含Ｍｇ￣ｎＬｉ等合金元素的铝合金的铸造方法　

欧洲专利ＥＰ２３９８６０９　

本专利涉及一种至少含０．１％Ｍｇ和０．１％Ｌｉ的铝合金铸造方法。该方法的特点是，在金属的凝固过程中，铝合金液表面始　

变形铝合金时效热处理相关知识汇总

（1）时效 aging

经固溶处理或冷变形后的合金，在室温或高于室温下，组织和性能随时间延续而变化，硬度、强度增高，塑性、韧性降低的现象。在室温下发生时效称自然时效。高于室温发生时效称人工时效。时效现象除铝铜合金外，在钢、铜合金，铁基、镍基、钴基高温合金中普遍存在，是提高合金强度的重要方法。低碳钢冷变形后在常温长时放置即出现屈服强度提高。硬铝合金经高温(520℃)淬火后在100～200℃ 时效，可获得最佳的强化效果。马氏体时效钢，沉淀硬化不锈钢，铁基、镍基、钴基高温合金均可在固溶处理后选择不同温度时效处理，可以从中获得最佳的组织和性能。

（2）时效处理 aging treatment

过饱和固溶体合金在室温或加热至一定温度保温，使溶质组元富集或析出第二相的热处理工艺。常温下时效称自然时效。高于室温加热时效称人工时效。时效析出第二相获得强化的现象称时效强化。低于或高于强化峰值温度的时效分别称为亚时效与过时效处理。形变后时效称形变时效或直接时效。在应力下时效称应力时效。强化效果取决于析出第二相的类型、数量、尺寸、形态、稳定性等因素。广泛用于铝合金、钛合金、高温合金、沉淀硬化钢、马氏体时效钢等。铝合金时效硬化峰值出现在溶质组元的富集 G-P区(Ⅱ)末期。时效处理是强化合金的有效方法，可显著提高合金的强度和硬度，调整时效温度、时间可使合金的组织、性能满足使用要求，获得高的屈服强度、蠕变强度、疲劳性能等。含铜4%的铝合金经自然时效后强度为400MPa，比退火状态强度大一倍。时效硬化合金使用时，使用温度不应超过其时效温度。 （3）时效硬化 age hardening

经固溶处理的过饱和固溶体在室温或室温以上时效处理，硬度或强度显著增加的现象。原因是过饱和固溶体在时效过程中发生沉淀、偏聚、有序化等反应的产物，增加了位错运动的阻力形成的。位错与析出产物交互作用下硬化机制有位错剪切析出相粒子，基体与粒子间相界面积增加，使外力转变为界面能; 析出相与基体的层错能差异; 基体与析出粒子的切变模量不同。另外，析出相与基体共格应变场交互作用;参数不匹配;有序共格沉淀硬化作用;位错运动产生反相畴界，使位错不能通过析出相而弯曲绕过形成位错环也可产生硬化。控制时效温度、时间等条件可使合金获得不同的组织结构和强化效果。

百度文库 - 让每个人平等地提升自我！

1 铝合金压铸件表面热处理的方法

铝合金铸件的热处理是指按某一热处理规范，控制加热温度、保温时间和冷却速度，改变合金的组织，其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。铝合金铸件的热处理工艺可以分为如下四类：

1。退火处理将铝合金铸件加热到较高的温度，一般约为300℃左右，保温一定的时间后，随炉冷却到室温的工艺称为退火。在退火过程中固溶体发生分解，第二相质点发生聚集，可以消除铸件的内应力，稳定铸件尺寸，减少变形，增大铸件的塑性。

2。固溶处理把铸件加热到尽可能高的温度，接近于共晶体的熔点，在该温度下保持足够长的时间，并随后快速冷却，使强化组元最大限度的溶解，这种高温状态被固定保存到室温，该过程称为固溶处理。固溶处理可以提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。固溶处理的效果主要取决于下列三个因素：

(1)固溶处理温度。温度越高，强化元素溶解速度越快，强化效果越好。一般加热温度的上限低于合金开始过烧温度，而加热温度的下限应使强化组元尽可能多地溶入固溶体中。为了获得最好的固溶强化效果，而又不便合金过烧，有时采用分级加热的办法，即在低熔点共晶温度下保温，使组元扩散溶解后，低熔点共晶不存在，再升到更高的温度进行保温和淬火。固溶处理时，还应当注意加热的升温速度不宜过快，以免铸件发生变形和局部聚集的低熔点组织熔化而产生过烧。固溶热处理的悴火转移时间应尽可能地短，一般应不大于15s，以免合金元素的扩散析出而降低合金的性能。

(2)保温时间。保温时间是由强化元素的溶解速度来决定的，这取决于合金的种类、成分、组织、铸造方法和铸件的形状及壁厚。铸造铝合金的保温时间比变形铝合金要长得多，通常由试验确定，一般的砂型铸件比同类型的金属型铸件要延长20%-25%。

(3)冷却速度。淬火时给予铸件的冷却速度越大，使固溶体自高温状态保存下来的过饱和度也越高，从而使铸件获得高的力学性能，但同时所形成的内应力也越大，使铸件变形的可能性也越大。冷百度文库 - 让每个人平等地提升自我！

铝合金的热处理

时间:2009-07-30 13:56来源: 作者: 点击: 次

铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件

铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件、差压铸造件是在比较大的冷却速度和压力下结晶凝固的，其结晶组织比石膏型、砂型铸造的铸件细很多，故其在热处理时的保温也短很多。铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀，有异形面或内通道等复杂结构外形，为保证热处理时不变形或开裂，有时还要设计专用夹具予以保护，并且淬火介质的温度也比变形铝合金高，故一般多采用人工时效来缩短热处理周期和提高铸件的性能。

一、热处理的目的

铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切削加工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下几个方面： 1）消除由于铸件结构（如璧厚不均匀、转接处厚大）等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力； 2）提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能； 3）稳定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化； 4）消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。

二、热处理方法

1、退火处理

退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起的内应力，稳定加工件的外形和尺寸，并使Al-Si系合金的部分Si结晶球状化，改善合金的塑性。其工艺是：将铝合金铸件加热到280-300℃，保温2-3h，随炉冷却到室温，使固溶体