铝合金产品热处理状态
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铝合金材料状态分类变形铝及铝合金根据具体使用要求的不同采用的加工方式也不同,其主要加工方式包括热加工、冷加工、固溶热处理、时效处理、退火处理等方式。
按照不同的加工方式可对铝加工产品的状态归纳如下:状态图解:状态名称介绍H加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理O 退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品T热处理状态不同于F 、O 、H 状态适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定的产品。
T 代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字(一般为热处理强化型材料)W固溶热处理状态一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。
F自由加工状态适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定。
各状态详细解读:H状态细分H后第一位数字表示加工硬化处理的方法H1单纯加工硬化状态适用于未经附加热处理,只经加工硬化即获得所需强度的状态。
H2加工硬化及不完全退火的状态适用于加工硬化程度超过成品规定要求后,经不完全退火,使强度降低到规定指标的产品。
H3加工硬化及稳定化处理的状态适用于加工硬化后经低温热处理或由于加工过程中的受热作用致使其力学性能达到稳定的产品。
H4加工硬化及涂漆处理的状态适用于加工硬化后,经涂漆处理导致了不完全退火的产品。
H后第二位数字表示材料所达到的硬化程度一般将硬化程度分为8个等级,1最低,8最高,9代表比Hx8加工硬化程度更高的超硬状态H12 加工硬化到25%硬度H14 加工硬化到50%硬度H16加工硬化到75%硬度H18加工硬化到100%硬度(完全硬化状态)H19超加工硬化状态。
此种材料的抗拉强度应比H18状态材料的高10N/mm2以上H22加工硬化后部分退火到25%硬度H24加工硬化后部分退火到50%硬度H26加工硬化后部分退火到75%硬度H28加工硬化后部分退火到100%硬度H32 加工硬化后稳定化处理到25%硬度H34 加工硬化后稳定化处理到50%硬度H36加工硬化后稳定化处理到75%硬度H38加工硬化后稳定化处理到100%硬度H42 加工硬化后涂漆的,25%硬度处理H44加工硬化后涂漆的,50%硬度处理H46加工硬化后涂漆的,75%硬度处理H48 加工硬化后涂漆的,100%硬度处理HXXX状态H111适用于最终退火后又进行了适量的加工硬化,但加工硬化程度又不及H11状态的产品。
代号F O名称自由加工状态退火状态铝合金热处理状态代号及意义适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求说明与应用适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。
适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经的产品,该状态产品的力学性能不作规定。
过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理,H 代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段适用于执处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定状态的产品H加工硬化状态W固溶处理状态T热处理状态说明与应用T0固溶热处理后,经自然时效再通过冷加工状态适用于经冷加工提高强度的产品由高温成型过程冷却,然后自然时效至基本稳定的状态T1适用于由高温成型过程冷却后,不再进行冷加工(可矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品由高温成型过程冷却,经冷加工后自然时效至基本稳定的状态T2适用于由高温成型过程冷却后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品固溶热处理后进行冷加工,再经自然时效至基本稳定的状态T3适用于在固溶热处理后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品固溶化热处理,并通过一定控制量的拉伸(恒定状态T31对于薄板:0.5%至 3%,对于板:1.5%至 3%,对于轧制的或冷精加工的棒或杆:1%至 3%,对于手锻件或环锻件和轧制环:1%至5%),产品在拉伸后,不再作进一步的校直T3510 T3511 T352 T354 T36固溶化热处理,并通过一定控制量的拉伸(恒定状态对于挤出的棒,杆,型材和管:1%至 3%,对于拉管:0.5%至 3%),并自然时效,产品在拉伸后不再做进一步的校直除了允许在拉伸后做小量的校直,以便符合标准的公差这一点外,其余方面均于 3510 相同固溶化热处理,通过压缩产生一个 1%至 5%的恒定状态的变形,以消除应力,并自然时效。
固溶化热处理,通过在精锻模内再冲压至冷态,自然时效固溶化热处理,冷作约 6%,并自然时效T37 T39固溶化热处理,冷作约 7%,并自然时效固溶化热处理并进行一定量的冷作,以得到所规定的力学性能,冷作可在自然时效以前或以后进行。
1、高温退火慢速冷却状态—O1
该状态适用于为强化超声反应或获得稳定尺寸,在近似固溶热处理要求的时间和温度下进行热处理后,缓慢冷却至室温。
也适用于用户在固溶热处理前对产品进行机加工。
无力学性能规定。
2、热机械处理状态—O2
该状态适用于经受特殊热机械处理的变形产品。
也适用于用户进行固溶热处理前要超塑成型的产品。
3、均匀化状态—O3
该状态用于连续铸造的拉线坯或带材,为消除或减少偏析要进行高温热浸处理,这样提高后继加工变形性和对固溶热处理的反应。
3系、5系退火温度范围
O H2X H3X
合金系状态
3000系370-450℃300-330℃180-230℃
5000系300-350℃240-250℃80-140℃。
铝合金热处理状态代号及意义说明与应用T0 固溶热处理后,经自然时效再通过冷加工状态适用于经冷加工提高强度的产品T1 由高温成型过程冷却,然后自然时效至基本稳定的状态适用于由高温成型过程冷却后,不再进行冷加工(可矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品T2 由高温成型过程冷却,经冷加工后自然时效至基本稳定的状态适用于由高温成型过程冷却后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品T3 固溶热处理后进行冷加工,再经自然时效至基本稳定的状态适用于在固溶热处理后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品T31固溶化热处理,并通过一定控制量的拉伸(恒定状态对于薄板:0.5%至3%,对于板:1.5%至3%,对于轧制的或冷精加工的棒或杆:1%至3%,对于手锻件或环锻件和轧制环:1%至5%),产品在拉伸后,不再作进一步的校直T3510固溶化热处理,并通过一定控制量的拉伸(恒定状态对于挤出的棒,杆,型材和管:1%至3%,对于拉管:0.5%至3%),并自然时效,产品在拉伸后不再做进一步的校直T3511 除了允许在拉伸后做小量的校直,以便符合标准的公差这一点外,其余方面均于3510相同T352 固溶化热处理,通过压缩产生一个1%至5%的恒定状态的变形,以消除应力,并自然时效。
T354 固溶化热处理,通过在精锻模内再冲压至冷态,自然时效T36 固溶化热处理,冷作约6%,并自然时效T37 固溶化热处理,冷作约7%,并自然时效T39 固溶化热处理并进行一定量的冷作,以得到所规定的力学性能,冷作可在自然时效以前或以后进行。
T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态适用于在固溶热处理后,不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品T42固溶化热处理,并进行自然时效,用于试验材料,从退火或回火进行固溶化热处理直到显示热处理特性,或用于产品,由用户从任何状态进行热处理的变形产品。
代号名称说明与应用F 自由加工状态适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定。
退火及淬火时效是铝合金的基本热处理形式。
退火是一种软化处理。
其目的是使合金在成分及组织上趋于均匀和稳定,消除加工硬化,恢复合金的塑性。
淬火时效则属强化热处理,目的是提高合金的强度,主要应用于可热处理强化的铝合金。
1退火根据生产需求的不同,铝合金退火分铸锭均匀化退火、坯料退火、中间退火及成品退火几种形式。
一、铸锭均匀化退火铸锭在快速冷凝及非平衡结晶条件,必然存在成分及组织上的不均匀,同时也存在很大的内应力。
为了改变这种状况,提高铸锭的热加工工艺性,一般需进行均匀化退火。
为促使原子扩散,均匀化退火应选择较高的退火温度,但不得超过合金中低熔点共晶熔点,一般均匀化退火温度低于该熔点5~40℃,退火时间多在12~24h之间。
二、坯料退火坯料退火是指压力加工过程中第一次冷变形前的退火。
目的是为了使坯料得到平衡组织和具有最大的塑性变形能力。
例如,铝合金热轧板坯的轧制终了温度为280~330℃,在室温快速冷却后,加工硬化现象不能完全消除。
特别是热处理强化的铝合金,在快冷后,再结晶过程未能结束,过饱和固溶体也未及彻底分解,仍保留一部分加工硬化和淬火效应。
不经退火直接进行冷轧是有困难的,因此需进行坯料退火。
对于非热处理强化的铝合金,如LF3,退火温度为370~470℃,保温1.5~2.5H后空冷,用于冷拉伸管加工的坯料、退火温度应适当高一些,可选上限温度。
对于可热处理强化的铝合金,如LY11及LY12,坯料退火温度为390~450℃,保温1~3H,随后在炉中以不大于30℃/h的速度冷却到270℃以下再出炉空冷。
三、中间退火中间退火是指冷变形工序之间的退火,其目的是为了消除加工硬化,以利于继续冷加工变形。
一般来说,经过坯料退火后的材料,在承受45~85%的冷变形后,如不进行中间退火而继续冷加工将会发生困难。
中间退火的工艺制度基本上与坯料退火相同。
根据对冷变形程度的要求,中间退火可分为完全退火(总变形量ε≈60~70%),简单退火(ε≤50%)和轻微退火(ε≈30~40%)三种。
6061热处理后抗拉强度,硬度6061铝合金是一种常用的高强度铝合金材料,在热处理后具有较高的抗拉强度和硬度。
本文将对6061热处理后的抗拉强度和硬度进行详细介绍。
我们需要了解热处理对6061铝合金的影响。
热处理是通过加热和冷却的方式改变材料的结构和性能。
对于6061铝合金,常用的热处理方法是固溶处理和时效处理。
固溶处理是将6061铝合金加热至较高温度,使合金中的固溶相溶解于基体中,然后迅速冷却。
这一过程可以消除合金中的内部应力和晶界的固溶相,提高材料的塑性和韧性。
固溶处理后的6061铝合金具有较低的抗拉强度和硬度。
时效处理是在固溶处理后,将材料在适当温度下保持一段时间,使溶解相重新析出,形成细小的沉淀相。
这些沉淀相的形成可以增加材料的强度和硬度,提高其耐热性和抗蠕变性能。
时效处理后的6061铝合金具有较高的抗拉强度和硬度。
接下来,我们将详细介绍6061热处理后的抗拉强度和硬度。
6061铝合金经过固溶处理后,其抗拉强度一般在150-200 MPa之间。
固溶处理后的合金中,固溶相的溶解使得材料内部应力得到释放,晶界得到净化,从而提高了材料的塑性和韧性。
因此,固溶处理后的6061铝合金具有较低的抗拉强度。
然而,通过时效处理,可以显著提高6061铝合金的抗拉强度。
时效处理后的6061铝合金的抗拉强度一般可以达到300-400 MPa,甚至更高。
这是因为时效处理过程中,通过合金中的沉淀相形成强化相,从而增加了材料的强度。
沉淀相的形成可以限制位错的运动和晶界的滑动,从而提高了材料的抗拉强度。
除了抗拉强度,热处理还会对6061铝合金的硬度产生影响。
固溶处理后的6061铝合金的硬度一般较低,一般在70-90 HV之间。
这是因为固溶处理过程中,合金中的固溶相溶解于基体中,形成了较为均匀的固溶溶液,减少了材料的硬度。
时效处理后的6061铝合金的硬度显著增加,一般在100-150 HV之间。
这是由于时效处理过程中,合金中的沉淀相的形成增加了材料的硬度。
一JIS A.A 1000 系列--纯铝系1、1060作为导电材料IACS保证61%,需要强度时使用6061 电线2、1085 1080 1070 1050 1N30 1085 1080 1070 1050 —成形性、表面处理性良好,在铝合金中其耐蚀性最佳。
因为是纯铝、其强度较低,纯度愈高其强度愈低。
日用品、铝板、照明器具、反射板、装饰品、化学工业容器、散热片、溶接线、导电材3、1100 1200 AL纯度99.0%以上之一般用途铝材,阳极氧化处理后之外观略呈白色外与上记相同。
一般器物、散热片、瓶盖、印刷板、建材、热交换器组件1N00 -强度比1100略高,成形性良好,其化特性与1100相同。
二日用品2000 系列--AL x Cu 系1、2011快削合金,切削性好强度也高。
但耐蚀性不佳。
要求耐蚀性时,使用6062系合金音量轴、光学组件、螺丝头。
2、2014 2017 2024 含有多量的Cu,耐蚀性不佳,但强度高,可作为构造用材使用,锻造品亦可适用,航空器、齿轮、油、压组件、轮轴。
3、2117固溶化热处理后,作为铰钉用材,为延迟常温时效速度之合金。
4、2018 2218 锻造用合金。
锻造性良好且高温强度较高,因此使用于需要耐热性之锻造品,耐蚀性不佳,汽缸头、活塞、VTR汽缸。
5、2618锻造用合金。
高温强度优越但耐蚀性不佳。
活塞、橡胶成形用模具、一般耐热用途组件。
6、2219强度高,低温及高温特性良好,溶接性也优越,但耐蚀性不佳。
低温用容器、航太机器。
7、2025 锻造用合金。
锻造性良好且强度高,但耐蚀性不佳。
螺旋桨、磁气桶。
2N01-锻造用合金。
具耐热性,强度也高,但耐蚀性不佳。
航空器引擎、油压组件。
三3000 系列--AL x Mn 系1、3003 3203 强度比1100约高10%,成形性、溶接性、耐蚀性均良好。
一般器物、散热片、化妆板、影印机滚筒、船舶用材2、3004 3104 强度比3003高,成形性优越,耐蚀性也良好。
铝合金热处理状态代号及意义 代号 名称 说明与应用F 自由加工状态 适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定。
O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。
H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理,H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字W 固溶处理状态 一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段T 热处理状态 适用于执处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定状态的产品说明与应用T0 固溶热处理后,经自然时效再通过冷加工状态 适用于经冷加工提高强度的产品T1 由高温成型过程冷却,然后自然时效至基本稳定的状态适用于由高温成型过程冷却后,不再进行冷加工(可矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品T2 由高温成型过程冷却,经冷加工后自然时效至基本稳定的状态适用于由高温成型过程冷却后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品T3 固溶热处理后进行冷加工,再经自然时效至基本稳定的状态适用于在固溶热处理后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品T31 固溶化热处理,并通过一定控制量的拉伸(恒定状态 对于薄板:0.5%至3%,对于板:1.5%至3%,对于轧制的或冷精加工的棒或杆:1%至3%,对于手锻件或环锻件和轧制环:1%至5%),产品在拉伸后,不再作进一步的校直T3510 固溶化热处理,并通过一定控制量的拉伸(恒定状态 对于挤出的棒,杆,型材和管:1%至3%,对于拉管:0.5%至3%),并自然时效,产品在拉伸后不再做进一步的校直T3511 除了允许在拉伸后做小量的校直,以便符合标准的公差这一点外,其余方面均于3510相同T352 固溶化热处理,通过压缩产生一个1%至5%的恒定状态的变形,以消除应力,并自然时效。
T354 固溶化热处理,通过在精锻模内再冲压至冷态,自然时效T36 固溶化热处理,冷作约6%,并自然时效 T37 固溶化热处理,冷作约7%,并自然时效T39 固溶化热处理并进行一定量的冷作,以得到所规定的力学性能,冷作可在自然时效以前或以后进行。
铝型材自然时效——是型材在室温下时效强化,时效时间为1个月以上。
铝合金人工时效——是型材在高于室温的温度下(如185℃)进行时效强化。
常用铝型材热处理状态有T1、T4、T5、T591、T592、T595、T6等。
T4:固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。
适用于固溶热处理后,不再进行冷加工的产品。
T5:由高温成型过程冷却,然后进行人工时效的状态。
适用于由高温成型过程冷却后,不经过冷加工,予以人工时效的产品。
变形铝及铝合金状态、代号
1.在T后面添加0~10的阿拉伯数字,表示细分状态(称作TX状态)如下表所示。
T后面的数字表示对产品的热处理程序。
T状态及TXXX状态(消除应力状态外)在TX状态代号后面再添加一位阿拉伯数字(称作TXX状态),或添加两位阿拉伯数字(称作TXXX状态),表示经过了明显改变产品特性(如力学性能、抗腐蚀性能等)的特定工艺处理的状态,如下表所示。
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