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铝合金的时效强化
宣布日期:2009/5/18 点击量:

      经淬火后的铝合金强度、硬度随时候耽误而发生光鲜明显进步的景象称之为时效,也称铝合金的时效硬化。这是铝合金强化的主要方式之一。

  由界说可知,铝合金时效强化的前提,起首是停止淬火,取得饱和单相构造。在快冷淬火取得的固溶体,不只溶质原子是过饱和的,并且空位(晶体点缺点)也是过饱和的,即处于两重过饱和状况。以Al -4%Cu合金为例,固溶处置后,过饱和α固溶体的化学成份便是合金的化学成份,即固溶体中钢含量为4%。由Al-Cu 相图可知,在室温均衡态下,α固溶体的含铜量仅为0.5%,故3.5%Cu过饱和固溶于α相中。当温度靠近纯铝熔点时,空位浓度靠近10-3数量级,而在常温下,空位浓度为10-11数量级,两者相差10-8级。经研讨可知;铝合金固溶处置温度越高,处置后过饱和水平也越大,经时效后发生的时效强化结果也越大。是以固溶处置温度挑选准绳是:在保障合金不过烧的前提下,固溶处置温度尽能够进步。

  固溶处置后的铝铜合金,在室温或某一温度下安排时,发生时效进程。此进程本色上是第二相Al2Cu从过饱和固溶体中积淀的进程。这类进程是经由进程成型和长大停止的,是一种分散型的固态相变。它依以下挨次停止:a过→G.P区→θ’’相→θ’相→θ相

  G.P区便是指富溶质原子区,对Al-Cu合金而言,便是富铜区。铝钢合金的G.P区是铜原子在(100)晶面上偏聚或从聚而成的,呈圆片状。它不完整的晶体布局,与母相共格。200℃不再天生G.P 区。室温时效的G.P区很小,直径约50A,密度为1014-1015/mm3,G.P区之间的间隔为20-40 ?。130℃时效15h后,G.P 区直径长大到90 ?,厚为4-6 ?。温度再高,G.P区数量起头削减。它能够在晶面处引发弹性应变。θ’’相是随时效温度降低或时效时候耽误,G.P区直径急剧长大,且铜、铝原子逐步构成法则摆列,即正方有序布局。在θ’’过渡相四周形成的弹性共格应力场或点阵畸变区都大于G.P区发生的应力场,以是θ’’相发生的时效强化结果大于G.P区的强化感化。θ’相是指当持续增添时效时候或进步时效温度,θ’’相改变成为θ’相。θ’相属正方布局,θ’在(001)面上与基体铝共格,在z轴标的目标因为错配渡过大,在(001)和(100)面上共格干系受到局部粉碎。θ相是均衡相,θ相的成份是Al2Cu,为正方有序布局。因为θ相完整离开了母相,完整损失了与基体的共格干系,引发应力场光鲜明显削弱。这也就象征着合金的硬度和强度光鲜明显降落。

  影响时效强化结果的身分有哪些?

  时效是按必然挨次停止的,强化结果受以下身分影响。

  (1) 时效温度。牢固时效时候,对统一成份的合金而言,时效温度与时效强化结果(硬度)之间干系。在某临时效温度时,能取得最大硬化结果,这个温度称为最好时效温度。差别成份的合金取得最大时效强化结果的时效温度是差别的。统计标明,最好时效温度与合金熔点之间存在以下干系:

  T0 = (0.5 – 0.6)T

  (2) 时效时候。硬度与强度峰值呈现在θ’’相的末期和θ’过渡相的早期,θ’前期已过期效,起头硬化。当大批呈现θ相时,硬化已很是严峻。故在必然的时效温度内,为取得最大时效强化结果,应有一最好时效时候,即在θ’’发生并向θ’改变时所需的时候。

  (3) 淬火温度、淬火冷郄速率和淬火转移时候。理论证实,淬火温度越高,淬火冷郄速率越快,淬火中心转移时候越短,所取得的固溶体过饱和水平越大,时效停止后强化结果越大。

  (4) 时效工艺。时效可选单级或分级时效。单级时效指在室温或低于100℃温度下停止的时效进程。它工艺简略,但构造平均性差,抗拉强度、屈就强度、前提屈就强度、断裂性、应力侵蚀抗力机能很难取得杰出的共同。分级时效是在差别温度下停止两次时效或屡次时效。在较低温度停止预时效,目标在于在合金中取得高密度的G.P区,因为G.P区凡是是平均成核的,当其到达必然尺寸后,就能够成为随后积淀相的焦点,从而进步了构造的平均性。在稍低温度坚持必然时候停止终究时效。因为温度稍高,合金进入过期效区的能够性增大,故所取得合金的强度比单级时效略低,可是如许分级时效处置后的合金,其断裂性值高,并改良了合金的抗侵蚀性,进步了应力侵蚀抗力。

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