進(jìn)口鋁板鋁合金熱處理特點(diǎn) 一

        眾所周知，對(duì)于含碳量較高的鋼，經(jīng)淬火后立即獲得很高的硬度，而塑性則很低。然而對(duì)進(jìn)口鋁板鋁合金并不然，鋁合金剛淬火后，強(qiáng)度與硬度并不立即升高，至于塑性非但沒(méi)有下降，反而有所上升。但這種淬火后的合金，放置一段時(shí)間，強(qiáng)度和硬度會(huì)顯著提高，而塑性則明顯降低。淬火后鋁合金的強(qiáng)度、硬度隨時(shí)間增長(zhǎng)而顯著提高的現(xiàn)象，稱為時(shí)效。時(shí)效可以在常溫下發(fā)生，稱自然時(shí)效，也可以在高于室溫的某一溫度范圍（如100～200℃）內(nèi)發(fā)生，稱人工時(shí)效。      

        2024 鋁合金在淬火加熱時(shí)，合金中形成了空位，在淬火時(shí)，由于冷卻快，這些空位來(lái)不及移出，便被“固定”在晶體內(nèi)。這些在過(guò)飽和固溶體內(nèi)的空位大多與溶質(zhì)原子結(jié)合在一起。由于過(guò)飽和固溶體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，必然向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變，空位的存在，加速了溶質(zhì)原子的擴(kuò)散速度，因而加速了溶質(zhì)原子的偏聚。硬化區(qū)的大小和數(shù)量取決于淬火溫度與淬火冷卻速度。淬火溫度越高，空位濃度越大，硬化區(qū)的數(shù)量也就越多，硬化區(qū)的尺寸減小。淬火冷卻速度越大，固溶體內(nèi)所固定的空位越多，有利于增加硬化區(qū)的數(shù)量，減小硬化區(qū)的尺寸。 沉淀硬化合金系的一個(gè)基本特征是隨溫度而變化的平衡固溶度，即隨溫度增加固溶度增加，大多數(shù)可熱處理強(qiáng)化的的鋁合金都符合這一條件。沉淀硬化所要求的溶解度－溫度關(guān)系，可用鋁銅系的Al－4Cu合金說(shuō)明合金時(shí)效的組成和結(jié)構(gòu)的變化。對(duì)鋁銅系富鋁部分的二元相圖，在548℃進(jìn)行共晶轉(zhuǎn)變L→α＋θ（Al2Cu）。銅在α相中的極限溶解度5.65％（548℃），隨著溫度的下降，固溶度急劇減小，室溫下約為0.05％。  [3]  2024合金屬于Al-Cu-Mg系高強(qiáng)度硬鋁合金，由于合金板帶材的Z佳淬火工藝，以達(dá)到改善合金性能，控制其具有強(qiáng)度高，耐熱性好，成型性優(yōu)良及耐損傷等特制淬火變形，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。[4]   高純高強(qiáng)鋁合金的固溶程度對(duì)其性能的影響十分強(qiáng)烈 ,盡可能地提高固溶程度是提高該類鋁合金綜合性能的一個(gè)有效途徑。[5]  但是隨溫度升高，性能變化有一定的特點(diǎn)，控制升溫的速度很關(guān)鍵，主要是由于要慮2024鋁合金的共晶溫度（504.98℃），高于共晶溫度則發(fā)生了變化。 鋁合金工件加熱后的冷卻時(shí)間必須很短，一避免在固熔處理前工件局部或整體溫度下降。工件從出爐到進(jìn)入固熔處理槽的間隔時(shí)間要嚴(yán)格控制，延遲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將導(dǎo)致工件溫度下降，發(fā)生部分固熔體分解，析出粗大疏松相，產(chǎn)生組織偏析，從而降低時(shí)效強(qiáng)化效果。[6]  固溶熱處理加熱時(shí)間首先與合金性質(zhì)、原始狀態(tài)有關(guān)。因各種鋁合金的成分相似所以對(duì)此不需特殊考慮 ,那么重點(diǎn)考慮的就是原始組織狀態(tài)。當(dāng)強(qiáng)化相比較細(xì)時(shí) ,因固溶較快 ,加熱時(shí)間可縮短。例如冷軋狀態(tài)的板材所需加熱時(shí)間較熱軋狀態(tài)的短 ,重復(fù)淬火則更短 ,而一般退火狀態(tài)因強(qiáng)化相較粗 ,保溫時(shí)間應(yīng)較長(zhǎng)。另外 , 加熱時(shí)間和加熱介質(zhì)、零件尺寸、量等因素也有直接關(guān)系。