铝合金固溶时效处理工艺

固溶处理和时效处理

1、固溶处理

所谓固溶处理，是指将合金加热到高温奥氏体区保温，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

固溶处理的主要目的是改善钢或合金的塑性和韧性,为沉淀硬化处理作好准备等.适用

多种特殊钢,高温合金，特殊性能合金，有色金属。

尤其适用：1。热处理后须要再加工的零件。

2。消除成形工序间的冷作硬化。

3。焊接后工件。

原理

序言

固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以得到均匀的过饱和固溶体，便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相，同时消除由于冷热加工产生的应力，使合金发生再结晶。其次，固溶处理是为了获得适宜的晶粒度,以保证合金高温抗蠕变性能。固溶处理的温度范围大约在980～1250℃之间，主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择，以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。对于长期高温使用的合金，要求有较好的高温持久和蠕变性能,应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度；对于中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度的合金,可采用较低的固溶温度，保证较小的晶粒度。高温固溶处理时,各种析出相都逐步溶解，同时晶粒长大;低温固溶处理时，不仅有主要强化相的溶解，而且可能有某些相的析出。对于过饱和度低的合金，通常选择较快的冷却速度;对于过饱和度高的合金，通常为空气中冷却。

不锈钢固溶热处理

碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响.奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内时，会有高铬碳化物析出,当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时能变成粉末。所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理。

固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右,使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态。这种热处理方法为固溶热处理。

实验十 铝合金最佳固溶时效强化工艺参数的研究

—Al—Si－Cu－Mg－Mn系合金最佳固溶时效强化工艺参数的测定

一、实验目的：

通过Al—Si－Cu－Mg－Mn的成分配制—合金的熔炼—合金的固溶时效—显微组织分析—机械性能测定，最终测得最佳的铝合金固溶与时效温度及热处理时间的工艺参数。

二、原理概述：

从过饱和固溶体中析出第二相（沉淀相）或形成溶质原子聚焦区以及亚稳定过渡相的过程称为脱溶或沉淀，是一种扩散型相变。具有这种转变的最基本条件是，合金在平衡状态图上有固溶度的变化，并且固溶度随温度降低而减少，如图1所示。如果将C0成分的合金自A单相α固溶体状态缓慢冷却到固溶度线（MN）以下温度（如T3）保温时，β相将从α相中脱溶析出，α相的成分将沿固溶度线变化为平衡浓度C1，这种变化可表示为：α（C0）→α（C1）＋β。β为平衡相，可以是端际固溶体，也可以是中间相，反应产物为（α＋β）双相组织，将这种双相组织加热到固溶度线以上某一温度，（如T1）保温足够时间，将获得均匀的单相固溶体α相，这种处理称为固溶处理。

图1固溶处理与时效处理的工艺过程示意图

若将经过固溶处理的C0成分合金急冷，抑制α相分解，则在室温下获得亚稳的过饱和α相固溶体。这种过饱和固溶体在室温或在较高温度下等温保持时，亦将发生脱溶，但脱溶往往不是状态图中的平衡相，而是亚稳相或溶质原子聚焦区。这种脱溶可显著提高合金的强度和硬度，称为沉淀强化或时效强化，是强化合金材料的重要途径之一。

固溶加时效是提高合金强度的一种重要途径，它不同于钢材的强化，钢在淬火后可立即获得很高的硬度和强度。铝合金淬火后，硬度和强度并不立即升高，但塑性较高，但把这种淬火后的铝合金放置一些时间（4～6天）后，强度和硬度显著提高，而塑性明显降低。人们把淬火后的铝合金性能随时间而发生显著提高的现象称为时效。时效可以在室温发生，也可以在高于室温的某一温度范围（100～200℃）内发生。前者称自然时效，后者称人工时效。

铝合金固溶时效处理工艺

一、前言

铝合金是一种重要的结构材料，具有优良的物理性能和化学稳定性，广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。其中，固溶时效处理是铝合金加工过程中非常重要的一个环节，可以提高铝合金的强度和韧性，改善其耐腐蚀性能。

本文将详细介绍铝合金固溶时效处理工艺，包括准备工作、固溶处理、水淬和时效处理四个步骤。

二、准备工作

1.选择合适的铝合金材料：根据实际需求选择适当的铝合金材料，并检查其质量是否符合要求。

2.清洗：将铝合金材料表面的油污、氧化物等杂质清洗干净，并用干燥布擦拭干燥。

3.切割：根据需要将铝合金材料切割成所需尺寸。

4.标记：对切割好的铝合金材料进行标记，以便后续加工使用。

三、固溶处理

1.装夹：将切割好并标记好的铝合金材料装夹在固溶炉内。

2.加热：将固溶炉加热至适当的温度，根据不同的铝合金材料选择不同的加热温度和时间。一般来说，铝合金的固溶处理温度在500℃左右，时间为1-2小时。

3.保温：将铝合金材料保持在固溶处理温度下一定时间，使其达到均匀的固溶状态。

四、水淬

1.取出：将经过固溶处理后的铝合金材料取出，并迅速放入水中进行淬火。淬火时要注意水温不能太高，以免造成变形或开裂。

2.清洗：将淬火后的铝合金材料表面清洗干净，去除水中残留物。

五、时效处理

1.装夹：将清洗干净的铝合金材料再次装夹在时效炉内。

2.加热：将时效炉加热至适当的温度，根据不同的铝合金材料选择不同的加热温度和时间。一般来说，铝合金的时效处理温度在150-200℃左右，时间为4-6小时。

3.冷却：将经过时效处理的铝合金材料从炉内取出，并进行自然冷却。

4.清洗：将时效处理后的铝合金材料表面清洗干净，去除残留物。

六、总结

铝合金固溶时效处理工艺是一项非常重要的加工工艺，可以使铝合金材料具有更好的强度和韧性。在实际应用中，需要根据不同的铝合金材料选择适当的固溶处理和时效处理温度和时间，并严格按照操作规程进行操作，以保证加工质量。

铝合金固熔时效处理工艺规程

1 总体说明：

本技术规范规定了变形铝合金、铸造铝合金固溶时效强化处理的方式、工艺、设备及验收检验规则。

1 适用范围

本技术规范适用于电气化铁路接触网零件用变形铝合金、铸造铝合金零件的热处理强化.

2 设备及要求

2.1 加热炉可选用箱式气流循环炉或带风扇搅动炉气的井式电阻炉。炉气加热元件应

屏蔽，其热量不能直射工件。炉温控温精度为±3℃，炉温均匀度应在±5℃范围内。

2.2 加热炉测温热电偶最少设置三根，分别在最低温处、最高温处和工件附近.连续

生产时,每月应按GB/T9455-1988和JB/T6049—1992规定的方法测量炉温均匀度。

2.3 淬火槽应满足零件淬火冷却时的需要，淬火液的温度不应超过5~40℃范围.淬火

槽应具有淬火液强制循环功能或具有搅动功能,保证淬火液温度均匀.

3 工艺参数

3.1 固溶淬火：

铝合金加热温度、保温时间、冷却方式按下表1选择：

表1 固溶淬火工艺参数

合金种类 加热温度 ℃ 保温时间

h 冷却方式

6082 530±5 4～6 30~50℃热水

ZL114A 535±5 4~6 60~100℃热水

ZL104 535±5 4～6 60～100℃热水

注：选择加热温度时应考虑所采用的加热设备和装炉方式、装炉量。

3。2 时效： 铝合金固熔时效处理工艺规程

2 铝合金加热温度、保温时间、冷却方式按下表2选择:

表2 时效处理工艺参数

合金种类及状态 加热温度 ℃ 保温时间 h 冷却方式

6082（T6） 175±5 4~8 空冷至室温

ZL114A（T5） 160±5 4～8 空冷至室温

ZL104（T6) 175±5 10～15 空冷至室温

4 工艺要求

4.1 铝合金零件固溶处理加热要求热炉装料，随炉升温（不大于100℃/h）。

4.2 采用井式电阻炉加热时，零件应装在专用的装料筐内，零件之间应保持一定的间

距，以保证空气的流动.对采用箱式气流循环炉加热时,零件之间距离应保持50mm。