鋁合金常平熱處理的特點及時效強化原理
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發表時間:2014-04-29
鋁合金常平熱處理的特點
眾所周知,對於含碳量較高的鋼,經淬火後立即獲得很高的硬度,而塑性則很低。然而對鋁合金並不然,鋁合金剛淬火後,強度與硬度並不立即升高,至於塑性非但沒有下降,反而有所上升。但這種淬火後的合金,放置一段時間(如4~6晝夜後),強度和硬度會顯著提高,而塑性則明顯降低。淬火後鋁合金的強度、硬度隨時間增長而顯著提高的現象,稱為時效。時效可以在常溫下發生,稱自然時效,也可以在高於室溫的某一溫度範圍(如100~200℃)內發生,稱人工時效。
鋁合金時效強化原理
鋁合金的時效硬化是一個相當複雜的過程,它不僅決定於合金的組成、時效工藝,還取決於合金在生產過程中縮造成的缺陷,特別是空位、位錯的數量和分布等。目前普遍認為時效硬化是溶質原子偏聚形成硬化區的結果。
鋁合金在淬火加熱時,合金中形成了空位,在淬火時,由於冷卻快,這些空位來不及移出,便被“固定”在晶體內。這些在過飽和固溶體內的空位大多與溶質原子結合在一起。由於過飽和固溶體處於不穩定狀態,必然向平衡狀態轉變,空位的存在,加速了溶質原子的擴散速度,因而加速了溶質原子的偏聚。
硬化區的大小和數量取決於淬火溫度與淬火冷卻速度。淬火溫度越高,空位濃度越大,硬化區的數量也就越多,硬化區的尺寸減小。淬火冷卻速度越大,固溶體內所固定的空位越多,有利於增加硬化區的數量,減小硬化區的尺寸。
沉澱硬化合金係的一個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,大多數可常平熱處理強化的的鋁合金都符合這一條件。