铝及铝合金热处理工艺与产品状态表示法

―――刘静安教授06111、 铝及铝合金热处理工艺铝及铝合金热处理的作用铝及铝合金热处理的主要方法及其根本作用原理铝及铝合金热处理的分类〔见图1〕退火图1 铝及铝合金热处理分类退火铝及铝合金热处理根本作用原理

中间退火成品退火退火：产品加热到肯定温度并保温到肯定时间后以肯定的冷却速度冷却到室温。通在线淬火但强度会低。 固溶淬火

离线淬火及

卧式淬火①铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以肯定速度〔高、中、低、慢〕冷却，使合 阶段淬火分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提热 自然时效15%左右，同时使材料外表处理质量提高。

过时效理

人工时效②中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性，消退材料内部加工多级时效

欠时效应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温肯定时间，以获得完全再结晶状态回归下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持肯定的时间，使材料中的其次相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快溶质原子随时有析出的可能。但此时材料塑性较高，可进展冷加工或矫直工序。①在线淬火：对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进展固溶，然后用空冷〔T5〕或用水雾冷却〔T6〕进展淬火以获得肯定的组织和性能。②离线淬火：对于一些淬火敏感性高的合金材料必需在特地的热处理炉中重加热到较高的温度并保温肯定时间，然后以不大于15的组织和性能，依据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。溶体会进展分解，其次相粒子会从过饱和固溶体中析出〔或沉淀，分布在αAL〕铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出〔沉淀〕强化。有的合金〔2024〕可在室温下产生析出强化作用，叫做自然时效，有些合金人工时效。人工时效可分为欠时效和过时效。①欠时效：为了获得某种性能，掌握较低的时效温度和保持较短的时效时间。②过时效：为了获得某些特别性能和较好的综合性能，在较高的温度下或保温较长的时间状态下进展的时效。可分为二阶段、三阶段时效：为了提高塑性，便于冷弯成形或矫正形位公差，将已淬火时效的产品，在高温下加温较短的时间即可恢复到淬火状态叫回归处理。铝合金材料的的热处理制度(1)1)1：铝合金铸锭的均匀化标准合金牌号铸锭或坯料外形和尺寸均匀化温度、℃保温时间、h5A02空心圆锭480-50565A03空心圆锭470-490103A21空心圆锭590-630102A04实心圆锭480-490242A10实心圆锭470-500242A11实心圆锭480-50082A17实心圆锭512-5306-126A02实心圆锭532-54012-142A50、2B50实心圆锭φ≥350mm515-530242A50、2B50实心圆锭φ＜350mm515-530122A70实心圆锭φ≥350mm485-505162A70实心圆锭φ＜350mm485-50582A80实心圆锭φ＜350mm485-50582A14实心圆锭485-50510-166061实心圆锭530-55010-126063实心圆锭550-5704-66005、6005A实心圆锭560-5804-67A10、7A03、7005实心圆锭460-48015-187A04、7A097A04、7A09实心圆锭460-47024美国变形铝合金淬火时效标准，见表2合金产品温度℃2023合金产品温度℃2023冷加工棒、线、材5252023挤压产品5002023冷加工棒、线材500冷加工棒、线材4902024管材4902219挤压棒、型、管535状态 温度℃

时效处理时间h 状态6005材挤压件6005材挤压件5306061挤压件5306063挤压件、拉伸管5206066挤压件、型管材5306101材5056070材5506261材520T3T451160――14――T8――T416018T6T4216018T62T451016018T6510T451116018T6511T4,T42,T451-----------T419012T6T35119012T851T361908T86T4219016T6T319012T81T351019012T8510T351119012T8511T3119018T62T351019018T81T351119018T8510T4219036T8511T11808T5T41808T6T421808T62T45101808T6510T45111808T6511T12051T5T41808T6T421808T62T41808T831,T832T41808T6T421808T62T45101808T6510T45111808T6511T42005T6T416018T6T4216018T62T41855T618012T626351挤压件505T41706T6T12051T56463挤压件520T41808T6T421808T627005挤压件7005挤压件4807075挤压件4657079挤压件4407178挤压件465*8h+175℃*8hW11548W51111548W120W120℃24W510W511*3-5h+160℃*20h、120246262挤压件540T4、T426262挤压件540T4、T421708T67001挤压件470W12024T6,T62,T6510,T6511W105℃*8h+150℃*16h120T5105℃ 24 T6,T62T73T6T6511T6,T62T76T6510,T6511合金1119合金111911801070、10601050、EC、1100、12002023202420252117、22182618退火制度℃*h合金退火制度℃*h345±3*306053345±3*2-3415±3*2-36061415±3*2-3415±3*2-36063415±3*2-3350±3*26066、6151415±3*2-33003、3004415±3*3062616262415±3*2-363514032345±3*26463350±3*44043350±3*307001、7004415±3*2-35005、5050345±3*307072345±3*1-25052345±3*307075415±3*2-3505650835086、515452055252、525454545456、5457、5652345±3*307079415±3*2-37178415±3*2-32、铝及铝合金产品状态表示法4表4 产品根底状态代号代号名称说明与应用F自由加工状态学性能不作规定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〔也可不经过使强度有所降低的附加热处理H一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理W固溶热处理状态表示产品处于自然时效阶段热处理状态适用于热处理后，经过〔或不经过〕加工硬T(不同于F、O、H化到达稳定状态的产品状态)TH〔加工硬化〕状态的细分H〔HXX态，或三位阿拉伯数字〔HXXX〕H1〕HXXH后面的第一位数字表示获得该状态的根本处理程序，如下所示：的状态。不完全退火，使强度降低到规定指标的产品。对于室温下自然时效软化的合金，H2H2H1H1H3软化〔除非经稳定化处理〕的合金。退火的产品。H后面的其次位数字表示产品的加工硬化程度。数字8表示硬状态。通常承受O状HX8O〔退火〕HX8HX17在HX9表示比HX8HXX细分状态代号及65HX8OO/MPaHXO的最小抗拉强度差值/MPaO抗拉强度/MPaHX8O的最小抗拉强度差值/MPa≤4045~6065~8085~100105~120125~160556575859095165~200205~240245~280285~320≥3251001051101151206HXX细分状态代号HX1抗拉强度极限为O与HX2HX2抗拉强度极限为O与HX4HX3抗拉强度极限为HX2与HX4HX4抗拉强度极限为O与HX8HX5抗拉强度极限为HX4与HX6HX6HX6抗拉强度极限为HX4HX8HX7抗拉强度极限为HX6HX8HX8硬状态超硬状态，最小抗拉强度极限值超HX8HX9注：当按上表确定的HX1-HX90505退火〔O〕状态代号分类O1——均匀化退火O2——产品不完全〔局部〕退火O3——产品完全退火热处理〔T〕状态代号细分类TX7表7 TX细分状态代号说明与应用状态代号状态代号说明与应用固溶热处理后,经自然时效再通过冷加工的状态T0适用于经冷加工提高强度的产品由高温成型过程冷却,然后自然时效至根本稳定的状态T1适用于由高温成型过程冷却后,不再进展冷加工(可进展矫直、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到根本稳定的状态T2以提高强度的产品状态T3强度的产品固溶热处理自然时效到根本稳定的状态T4 适用于固溶热处理后,不再进展冷加工(可进展矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品由高温成型过程冷却,然后进展人工时效的状态T5适用于由高温成型过程冷却后,不经过冷加工(可进展矫固溶热处理后进展人工时效的状态T6直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品固溶热处理进展时效的状态T7 适用于固溶热处理后,为获得某些重要特性,在人工时效时,强度在时效曲线上越过了最顶峰点的产品T8T9T10

固溶热处理后经冷加工.然后进展人工时效的状态适用于经冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品固溶热处理后人工时效,然后进展冷加工的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后,进展冷加工,然后人工时效的状态适用于经冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品适用于经冷加工或矫直、矫平以提高强度的产品注:某些6×××系的合金,无论是炉内固溶热处理,还是从高温成型过程急T3、T4、T6、T7、T8T9TXXTXXX88TXXTXXX状态代号

说明与应用适用于自O或F状态固溶热处理后,自然时效到充分稳定状T42 态的产品,也适用于需方任何状态的加工产品热处理后,力学性能到达T42OFT62 也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后,力学性能到达T62T73T74

抗应力腐蚀性能指标的产品T73T73小于T76与T73T73T74T76 状态,抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74剥落腐蚀性能仍较好T7X2

OF学性能及抗腐蚀性能到达T7X1%左右的冷加工变形提高强度,然T81后进展人工时效的产品7%左右的冷加工变形提高强度,然T87后进展人工时效的产品消退应力状态表示法TXTXXTXXX“51”、或“510“511”或“54”99消退应力状态代号说明与应用状态代号

说明与应用TX51 行拉伸的厚板、轧制或冷精整的棒材以及模锻件、锻环或TXX51 轧制环,这些产品拉伸后不再进展矫直.TXXX51 厚板的永久形量为%~3%;轧制或冷精整棒材的永久变形量1%~3%;模锻件、锻环或轧制环的永久变形量为1%~5%适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后,按规定量进TX510 行拉伸的挤制棒、型和管材,以及拉制管材,这些产品拉伸TXX510后不再进矫直.TXXX510挤制棒、型和管材的永久变形量为1%~3%;拉制管材的永久变形量为%~3%适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后,按规定量进TX511行拉伸的挤制棒、型和管材,以及拉制管材,这些产品拉伸TXX511后可略微矫直以符合标准公差.TXXX511挤制矫、型和管材的永久变形量为1%~3%;拉制管材的永久变形量%~3%TX52 适用于固溶热处理或自高温成型过程冷却后,通过压缩来TXX52 消退应力,以产生1%~5%的永久变形量的产品TXXX52TX54TXX54 适用于在终锻模内通过冷整形来消退应力的模锻件TXXX54WTW51、52、54),以表示不稳定的固溶热处理及消退应力状态.我国铝材产品原状态与状态代号比照见表10原代号代号原代号原代号代号原代号代号原代号代号MMRYY1Y2Y4OH112FHX8HX6HX4HX2TCZCSCYSCZYCSYHX9T4T6TX51、TX52等T0T9MCSMCZCGS1CGS2CGS3RCST62T42T73T76T74T5常见产品状态代号举例见表1111常见产品状态代号举例应变1/2应变3/4H14应变4/4H16应变H18H19HXX4HXX5H111H112H116

适于与HXX在后续操作如拉伸或矫直的过程中退火和稍微应变 –硬化(少于H11)Mg4%AI-Mg腐蚀H22H24H26H28H32H34

-1/4-1/2-3/4-4/4-1/4硬应变–硬化和稳定化处理--1/2H36H38H42H44H46H48

-3/4硬-4/4-1/4硬-1/2-3/4硬-4/4硬(完全硬化)固溶热处理(不稳定状态),也可以规定自然时效(W2h)的时间.固溶热处理(不稳定状态),通过拉伸来消退应力(薄板:~3%永久变形,厚板:~3%永久变形,轧制或冷加工棒和杆:1~3%永久变形,自由锻件或锻环和轧环:1~5%).拉伸后产品WW51W510W511W52W54

再进展进一步矫直.进展固溶热处理(不稳定状态)并通过拉伸来消退应力(挤压棒、杆、型材和管材:1~3%永久变形,冷拔管:~3%).拉伸后产品不进展进一步矫直.W510.固溶热处理(不稳定状态)并通达压缩来消退应力以获得1~5%的永久变形.固溶热处理(不稳定状态)并在精压模中(模锻)进展冷锻矫形来消退应力T1 从高温成型工艺中冷却并进展自然时效T2 从高温成型工艺中冷却、冷加工并自然时效固溶热处理、冷加工并自然时效1%冷加工并自然时效固溶热处理、通过拉伸来消退应力(薄板:~3板:~3%永久变形,轧制或冷加工棒、杆:1~3%永久变形,自由锻T3T31T351T3510T3511T352T354T36T37T39

件或锻环和轧环:1~5%)并进展自然时效.拉伸后产品不进展进一步矫直.进展固溶热处理(不稳定状态)并通过拉伸来消退应力(挤压棒杆、型材和管材:1~3%永久变形，冷拔管:—3%)并进展自然时效。拉伸后产品不进展进一步矫直除拉伸后允许进展局部矫直以符合标准公差之外与T35101~5%的永久变形并进展自然时效然时效.6%的冷加工并进展自然时效7%的冷加工并进展自然时效自然时效之前或之后进展冷加工T4T42T451T4510

固溶热处理并自然时效F理的试验材料或者适于从使用者的任一状态进展热处理的产品.T4511T452T454

进展固溶热处理,并通过拉伸来消退应力(薄板:~3%永久变形,厚板:~3%永久变形,轧制或冷加工棒和杆:1~3%永久变形,自由锻件或锻环和轧环:1~5%)并进展自然时效进展固溶热处理,并通过拉伸来消退应力(薄板:~3%永久变形,厚板:~3%永久变形,轧制或冷加工棒和杆:1~3%永久变形,自由锻件或锻环和轧环:1~5%)并进展自然时效.拉伸后产品不再进展进一步矫直.除了拉伸后允许进展局部矫直以符合标准公差之上与T45101~5%的永久变形并进展自然时效.固溶热处理,在精压模中通过冷锻矫形来消退应力从高温成形工艺中冷却,然后进展人工时效T5T51T56

从高温成形工艺中冷却,然后在欠时效状态下进展人工时效以改进可成形性.从高温成形工艺中冷却,然后进展人工时效—通过对工艺的特别掌握来获得高于T5(6000T6T61T6151T62T64

固溶热处理,然后进展人工时效固溶热处理,然后在欠时效状态下进展人工时效以改进可成形性.进展固溶热处理,并通过拉伸来消退应力(薄板:~3%永久变形,厚板:~3%永久变形,轧制或冷加工棒和杆:1~3%永久变形,自由T651T6510T6511T652T654T66

锻件或锻环和轧环:1~5%)并进展自然时效.拉伸后产品不再进展进一步矫直.固溶热处理,然后进展人工时效,适于从退火状态或F热处理的试验材料或者适于从使用者的任一状态进展热处理的产品.固溶热处理,然后在欠时效状态下(在T6T61时效以改进可成形性进展固溶热处理,并通过拉伸来消退应力(薄板:~3%永久变形,厚板:~3:1~3%永久变形,自由锻件或锻环和轧环:1~5%)并进展自然时效.拉伸后产品不再进展进一步矫直.进展固溶热处理,并通过拉伸来消退应力(挤压棒、杆、型材和管材:1---3%永久变形,冷拔管:%)并进展人工时效.拉伸后不再进展进一步矫直.除了拉伸后允许进展局部矫直以符合标准公差外与T6510一样.1---5%的永久变形然后进展人工时效.人工时效.固溶热处理然后进展人工时效---通过对工艺的特别掌握来获得高于T6(6000固溶热处理,然后进展人工过时效处理.蚀.T7 固溶热处理,并进展人工过时效以获得最正确的抗应力腐蚀.适T73T732于从退火状态或F从任一状态中进展固溶热处理,101T735T7351T7351进展固溶热处理，并通过拉伸来消退应力(薄板:%永久变形,,厚板%永久变形,轧制或冷加工棒,杆:1-3%永久变形,或锻环和轧环,1-5%永久变形),然后进展人工过时效得最正确的抗应力腐蚀.拉伸后的产品不再进一步矫直.进展固溶热处理,并通过拉伸来消退应力(挤压棒、杆、型和管材：1-3%永久变形，冷拔管：%永久变形)然后进展人工过时效以获得最正确的抗应力腐蚀。拉伸后产品不再进展一步矫直T73510T74T7451T7451固溶热处理，然后进展人工过时效〔在T73与T6。进展固溶热处理，通过拉伸来消退应力(薄板:%永久变形,厚板%永久变形,轧制或冷加工棒,杆:1-3%永久变形,自由锻件01T7451T7452或锻环和轧环,1-5〔T73T76〕拉伸后产品不再进一步矫直.进展固溶热处理，并通过拉伸来消退应力〔挤压棒、杆、型和管材：1-30。5-3%永久变形〕然后进展T7454人工时效〔T73-T76。拉伸后的产品不再进展一步矫直除了拉伸后允许进展局部矫直以符合标准公差之处其他与T745101-5%的永久变形，然后进展人工过时效〔在T73T76。进展人工过时效〔在T73-T76〕T8T81T82

固溶热处理，冷加工并进展人工时效。1%冷加并进展人工时效进展人工时效〔8090〕T832〔适于拉拔管〕T841固溶热处理，冷加工，然后进展人工欠时效〔20918090〕T84151固溶热处理，通过拉伸〔〕来消退应力，然