鋁合金型材4種強化技術(shù)值得參考
發(fā)布者:永裕金屬 發(fā)布時(shí)間:2019-7-19 17:06:37
鋁合金型材的強化方法主要有以下幾種:
1.鋁合金型材固溶強化
純鋁中加入合金元素,形成鋁基固溶體,導致晶格畸變,阻礙位錯運動(dòng),起到固溶體強化作用,提高鋁基固溶體的強度。根據合金化的一般規律,當形成無(wú)限大固溶體或高濃度固溶體合金時(shí),不僅具有較高的強度,而且具有良好的塑性和良好的壓力加工性能。鋁-銅、鋁-鎂、鋁-硅、鋁-鋅、鋁-錳等二元合金一般能形成有限的固溶體,具有很高的極限溶解性(見(jiàn)表9-2),固溶強化效果好。
2.鋁合金型材時(shí)效強化
合金元素對鋁的另一種增強效果是通過(guò)熱處理實(shí)現的。然而,由于鋁沒(méi)有變構轉變,熱處理相變與鋼的相變不同。鋁合金的熱處理增強,主要是由于合金元素在鋁合金中的固體溶解度大,并且隨著(zhù)溫度的降低而快速降低。在將鋁合金加熱到一定溫度進(jìn)行淬火后,可以獲得過(guò)飽和的鋁基固溶體。當過(guò)飽和鋁基固溶體置于室溫或加熱到一定溫度時(shí),超飽和鋁基固溶體的強度和硬度隨時(shí)間增加而增加,但塑性和韌性降低,該過(guò)程稱(chēng)為時(shí)效。室溫老化稱(chēng)為自然老化,加熱條件下的老化稱(chēng)為人工老化。在時(shí)效過(guò)程中提高鋁合金強度和硬度的現象稱(chēng)為時(shí)效硬化或時(shí)效硬化。強化效果是通過(guò)老化過(guò)程中產(chǎn)生的時(shí)效硬化現象實(shí)現的。
3.鋁合金型材過(guò)剩相強化
如果添加到鋁中的合金元素的量超過(guò)極限溶解度,則當加熱固溶處理時(shí),出現不能溶解在固溶體中的第二相的一部分,其被稱(chēng)為過(guò)剩相。在鋁合金中,這些過(guò)量相通常是硬且脆的金屬間化合物。它們阻礙了合金中的位錯運動(dòng)并強化了合金,這被稱(chēng)為過(guò)相強化。該方法通常用于生產(chǎn)中以增強鑄鋁合金和耐熱鋁合金。過(guò)量相的數量越多,分布越分散,強化效果越大。但是,如果過(guò)多的過(guò)量相,則強度和可塑性都會(huì )降低。過(guò)量相組分的結構越復雜,熔點(diǎn)越高,高溫熱穩定性越好。
4.鋁合金型材細化組織強化
許多鋁合金結構由α固溶體和過(guò)量相組成。如果可以精煉鋁合金的微觀(guān)結構,包括精煉α固溶體或精煉過(guò)量的相,則可以增強合金。
1.鋁合金型材固溶強化
純鋁中加入合金元素,形成鋁基固溶體,導致晶格畸變,阻礙位錯運動(dòng),起到固溶體強化作用,提高鋁基固溶體的強度。根據合金化的一般規律,當形成無(wú)限大固溶體或高濃度固溶體合金時(shí),不僅具有較高的強度,而且具有良好的塑性和良好的壓力加工性能。鋁-銅、鋁-鎂、鋁-硅、鋁-鋅、鋁-錳等二元合金一般能形成有限的固溶體,具有很高的極限溶解性(見(jiàn)表9-2),固溶強化效果好。
2.鋁合金型材時(shí)效強化
合金元素對鋁的另一種增強效果是通過(guò)熱處理實(shí)現的。然而,由于鋁沒(méi)有變構轉變,熱處理相變與鋼的相變不同。鋁合金的熱處理增強,主要是由于合金元素在鋁合金中的固體溶解度大,并且隨著(zhù)溫度的降低而快速降低。在將鋁合金加熱到一定溫度進(jìn)行淬火后,可以獲得過(guò)飽和的鋁基固溶體。當過(guò)飽和鋁基固溶體置于室溫或加熱到一定溫度時(shí),超飽和鋁基固溶體的強度和硬度隨時(shí)間增加而增加,但塑性和韌性降低,該過(guò)程稱(chēng)為時(shí)效。室溫老化稱(chēng)為自然老化,加熱條件下的老化稱(chēng)為人工老化。在時(shí)效過(guò)程中提高鋁合金強度和硬度的現象稱(chēng)為時(shí)效硬化或時(shí)效硬化。強化效果是通過(guò)老化過(guò)程中產(chǎn)生的時(shí)效硬化現象實(shí)現的。

3.鋁合金型材過(guò)剩相強化
如果添加到鋁中的合金元素的量超過(guò)極限溶解度,則當加熱固溶處理時(shí),出現不能溶解在固溶體中的第二相的一部分,其被稱(chēng)為過(guò)剩相。在鋁合金中,這些過(guò)量相通常是硬且脆的金屬間化合物。它們阻礙了合金中的位錯運動(dòng)并強化了合金,這被稱(chēng)為過(guò)相強化。該方法通常用于生產(chǎn)中以增強鑄鋁合金和耐熱鋁合金。過(guò)量相的數量越多,分布越分散,強化效果越大。但是,如果過(guò)多的過(guò)量相,則強度和可塑性都會(huì )降低。過(guò)量相組分的結構越復雜,熔點(diǎn)越高,高溫熱穩定性越好。
4.鋁合金型材細化組織強化
許多鋁合金結構由α固溶體和過(guò)量相組成。如果可以精煉鋁合金的微觀(guān)結構,包括精煉α固溶體或精煉過(guò)量的相,則可以增強合金。
由于鑄造鋁合金相對粗糙,經(jīng)常用于細化實(shí)際生產(chǎn)中的合金結構。處理是在澆注前將2-3%的改性劑(普通鈉鹽混合物∶2/3NaF+1/3NaCl)加入到熔融鋁合金中,以增加晶體芯并改進(jìn)結構。經(jīng)處理的鋁合金可以得到細小均勻的共晶和主要固溶體,顯著(zhù)提高鋁合金的強度和塑性。
文章整理:鋁合金型材 m.hotelsofkerala.com
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