铝合金淬火工艺资料

铝合金淬火工艺一．淬火原理溶热处理和时效，便可提高强度，获得有用的组织和性能。可热处理度上升而大大增加。〔或称淬火温度要低于固相线温度〔或共晶温度，热处理所需时间取决于合金中Mg

Si2

Si2肯定形态的MgSi2MgSiMgSi2效析出作好预备。二．挤压在线淬火合金期望具有需要的特性所期望的固溶温度范围;1淬火敏感性低,可对各种不同断面制品承受强制风冷而不需承受水淬;三．适合挤压在线淬火的合金应具有的条件;合金可容许溶质原子(合金元素)某种程度的分解析出,而不损害材料的使用性能;合金具有良好的可挤压性,挤出制品能较好的流出模具到达淬火装置,(合金元素)的某些析出很少,不至于到达不行承受的程度“合金最好具有低的临界淬火速度,尤其在合金用于生产薄壁简单“鉴于迄今为止对现有铝合金特性的了解,上述条件导致了挤压在线淬火主要局限于Al-Mg-Si系和Al-Zn-Mg系合金“，一般认为,高强度Al-Cu-Mg系合金(2024合金)和超高强度Al-Zn-Mg-Cu系合金(7075合金)需要到达最正确的工艺水平才,这样高的工艺水平在目前还很难到达,尽管有报道说这两类合金曾在德国二战期间成功地进展了挤压淬火。2四．淬火规程的选择原则淬火加热温度下限为固溶度曲线，而上限为开头熔化温度。一般进展淬火-时效处理的合金，含合金元素浓度的要求比较严格，容许的波动范围小，例如某些铝合金淬火温度仅容许有±2℃~±3℃的波动，还要求在加热火时均匀冷却。固然，对于淬火温度范围较宽的合金，淬火加热就易于掌握。淬火时金属内部会发生一系列物理-化学变化，除最主要的相态不同合金的特点予以考虑。例如，在不发生过烧的前提下，提高淬火应限制最高的加热温度。过烧是淬火时易于消灭的缺陷。稍微过烧时，外表特征不明显，反映在性能上，冲击韧性降低，腐蚀速率大为增加。严峻过烧时，除3在制品外表，颜色发暗，有时也消灭气泡等凸出颗粒。淬火加热保温时间保温的目的在于使相变过程能够充分进展〔过剩相充分溶解时间应当自炉料最冷局部到达淬火温度的下限算起。保温时间的长短，主要取决于成分、原始组成及加热温度。温度越高，相变速率越大，所需保温时间越短。材料的预先处理和原始组织〔包括强化相尺寸、分布状态等〕对保温时间也有很大影响。通常，铸态合金中的其次相较为粗大，溶解金中，强化相尺寸较已淬火-时效后的合金粗大，故退火合金状态合金淬火加热保温时间较重淬火保温的时间长得多。保温时间还与装炉量、工件厚度、加热方式等因素有关。装炉量越多、工件越厚，保温时间越长。浴炉加热比气体介质加热速度快，的前提下，尽量承受快速加热及短的保温时间是合理的。淬火速度合金淬火时的冷却速度必需确保过饱和固溶体被固定下来不分4制品来确定。合金的淬火敏感性越强，选择的淬火冷却速率就越大。2A11、2A1250℃/s以上，而7A04铝合170℃/s。五.淬火应力均匀变形。对于铝合金厚板〔厚度>=6mm，尤其是超厚板〔厚度>=50m，淬火应力问题更加突出。淬火后的剩余应力会影响到材料的力学性能，如抗应力腐蚀性能、断裂韧度和抗疲乏性能等。假设衡，使淬火制品产生扭拧、翘曲和弯折等缺陷。温度低，心部温度高，外表和心部存在温度差。温度梯度对淬火应力加热温度、淬火速度、工件截面尺寸和工件截面外形。为了削减淬火就是将淬火介质水的温度提高至60-80℃，也可承受等温淬火和中断淬5却速率是减小淬火应力的有效方法。六.淬火敏感性冷却速率条件下将过饱和形式从固溶温度固定至室温。有关争论表出，这样不但降低了合金的过饱和度，而且在时效过程中长大，吸取四周的溶质原子产生贫溶质区，抑制了GP区和亚稳相的脱溶析出，最终减弱了合金时效强化效果。淬火敏感性机理众所周知，7000系铝合金的高强度和高硬度主要是通过时效于铝基体中析出高密度纳米级沉淀强化相η′(MgZn2)来实现的。一般而言，ηη′相的体积分数受到合金元素Zn和Mg含量的影响，Zn和Mg的含量越高，η′相的体积分数越高。7000系铝合金在固溶处理后，需快冷6ZnMg和CuAl基体中，溶体不稳定，当小于临界冷却速率时，会发生分解而在晶内和(亚)晶大，几乎没有强化效果，同时消耗了很多的Zn、Mg合金元素，大大降低了Al导致时效后基体中可形成的η′强化相的体积分数大大减小，而且平衡相四周存在无沉淀析出带(PFZ)；空位浓度的减小降低了沉淀强化相的弥散程度、增加了尺寸，从而导致合金的强度和硬度降低。这寸和掩盖率以及晶界无沉淀析出带(PFZ)宽度，提高了合金变形时沿效后的韧性、塑性及抗晶间、剥落等腐蚀力量。影响淬火敏感性凹凸的因素7000系铝合金淬火敏感性的因又会影响微观组织，下面对此进展了总结。合金元素的影响7000Zn、Mg和Cu，微合7Cr、Mn、Zr和ScFe和Si，其含量和比例对合金的淬火敏感性都有影响。主合金元素Zn和Mgη般而言，合金元素总含量越高，固溶后溶质原子浓度上升，增加了冷ZnMg和Cu元DENG等通过末端淬火Mg7085型铝合金淬火敏感性的影响，结果说明合金中Mg1.0%1.4%和2.0%(质量分数)100mm以上、65mm40mm，因此，该合金的淬火敏感性随Mg含量的增加而增加。Mg含量的增加会降低其它主要元素在铝中的溶解度，MgZn2相析出的驱动力增大，析出的峰值温度提高，温度变化区间也增大，因而淬火敏感性增加。添加Cu元素会Cu会降低Zn和Mg在铝基体中的溶ZnMgCu3种元素中，BRYANT和LI等认为Cu元素对淬火敏感性的影响最大，其次是Mg和Zn，但GARCIA-CORDOVILLA和LOVIS依据Zn和Cu对固态相变的影响认为Cu和ZnMg元素对ZnMgCu3种B95合金的淬火敏感性会因w(Zn)/w(Mg)比值增加而减小，降低Cu+Mg总量和提高w(Zn)/w(Mg)比值可显著降低7175铝合金的淬火敏感性w(Zn)/w(Mg)8比值增加可推迟固溶体的分解。从表1中一些低淬火敏感性合金的化学成分变化可知，Zn含量呈上升的趋势，Mg和Cu含量呈下降的趋势，w(Zn)/w(Mg)比值整体呈上升的趋势，这说明这些成分的调Zn含量上升会增加合金的密度，如70502.83g/cm37085的约2.85g/cm3，这律及影响机理方面仍需开展更深入、系统的工作，为研发低密度、低淬火敏感性铝合金奠定根底，满足航空工业轻量化进展的需求。微合金化元素7000Cr、Mn、Zr、Sc等，Cr和Mn可加速固溶体的分解，提高合金淬火时的临界冷却速率，增加淬火敏感性；相比之下，ZrZnMgCu7000Zr代替Mn和CrZr合金均匀化后常析出共格的Al3Zr相，而含Cr合金中析出非共格的E(Al18Cr2Mg3)相。冷却速率较小时，粗大平衡相更易于非共格的E相上析出。在2~40℃/sZrZr代Cr125mm50MPa，同时保持断裂韧性相当。因此，低淬火敏感性合金中的Cr1所列。B93合金添加Zr后淬火敏感性增加，Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中添加9CoScAl-Zn-Mg-Cu合量越高时，保持的非再结晶组织越多，亚晶粒平均尺寸越小，亚晶界越多，而缓冷时，η平衡相形核的位置越多，合金的淬火敏感性越B95合金的淬火敏感性随Cr和MnZr含量(0~0.15%)对7055型铝合金淬火敏感性的影响，觉察和无Zr合金相比，含Zr合金的淬火敏感性增加，当Zr含量为0.1%时，30%。杂质元素众所周知，Fe和Si是7000系铝合金中的主要杂质元素，对，公开的报道很少。从表1可知，合金中的Fe、Si杂质元素含量呈先降低再有所上升的趋势，似乎对淬火敏感性没有太大的影响。7000系铝合金的淬火敏感性，有必要开进一步改善材料综合性能供给依据。微观组织的影响就微观组织对700010淬火过程中充当平衡相非均匀形核的位置和数量，如晶界、亚晶界、弥散粒子及粗大金属间化合物当合金中仅有晶界和粗大金属间化合物时，淬火敏感性很低。弥散粒子的影响不仅取决于粒子的种类，还取决于粒子的形态和尺寸。合金中添加Cr 形成非共格的E(Al18Cr2Mg3)相更简洁激发平衡相的形核因此淬火敏感性很高；在含Zr合金中，细小共格Al3Zr粒子的存在对淬火敏感性没有明显的影响，而大的非共格Al3Zr粒子的存在增加了合金的淬火敏感性合金中的再结晶程度对淬火敏感性有很大的影响如在7050铝合金中再结晶分数从15%增至80%时，合金时效后的强度下降程度从6%增至12%，而断裂韧性下降程度从45%减小至32%，但伸长率下降程度差异不大合金中亚晶界数量的增加导致缓冷时η 平衡相析出的数量增多提高淬火敏感性而亚晶界的取向差增大可增加η 平衡相形核率，从而提高淬火敏感性。仅考虑淬火敏感性时，合金中的界面(晶界，相界)越少越好，但会降低其它性能。因此，需要开展更深入的工作来探明最正确的微观组织模式使合金具有低淬火敏感性的同时还具有高强度高韧性耐蚀及良好的抗疲乏性能。制备工艺的影响一般来讲，7000系铝合金的制备过程主要包括熔炼和铸造、铸锭均匀化、塑性变形、固溶、淬火和时效，每一个工序对淬火敏感性都会产生影响。铸造工艺11铸造工艺会影响固溶体的稳定性，进而影响淬火敏感性。ZAKHAROV和LEVIN通过绘制TTP曲线争论了铸造条件对Al-Zn-Mg合金固溶体稳定性的影响，觉察增加铸锭的直径、减小浇注速度及降低熔体的温度可提高固溶体的稳定性，降低淬火敏感性；92mm增加至370mm速率从35℃/s降至15℃/s；当浇注速度从120mm/min减小至30mm/min42℃/s28℃/s析出。均匀化制度铸锭均匀化是7000弥散粒子的析出状态，进而转变合金中的晶粒组织(如再结晶分数)，必定对淬火敏感性产生影响。合理的均匀化制度可有效降低合7050合金铸锭经快速和慢速升温均匀化之后，轧制板材空冷并时效后的硬度较水淬的分别下降了26.3%和21.8%；Al3Zr粒子析出最少的均匀化制度对应淬火敏感性最低，空15.8%。热变形70507055铝合金热轧变形后，其淬火敏感性极大地增加。变形程度越大，合金的淬火敏感性越高，如对70500%、1230%、50%85%时，空冷试样时效后的硬度较20℃水淬的分别下降了4%12%28%和42%如对70505、8、15s1时，空19.2%、22.1%36.9%。塑含Zr和Hf合金的淬火敏感性随变形程度增加而变大，但含Cr大小、亚晶界及弥散粒子的性质因变形而被转变。固溶处理7000系铝合金固溶处理时，可溶其次相溶解的同时基体往往会淬火方法对7050铝合金的争论说明，当固溶温度从475℃提高至49055mm增加至75mm，提高了36%。一般来讲，再结晶的发生会导致弥散粒子与基体间的界面由(半)共格关系转变成非共格关系，增加缓冷时平衡相的形核位置，提高淬火敏感性；因此，在固溶处理时如何掌握再结晶是格外重要的。时效制度合金的淬火敏感性凹凸是不同淬火条件下时效后性能的下降程度来表达的，因此，时效制度不同，性能的下降程度也有差异。如通7055铝合金时效后性能的下降程度137055铝金中沉淀强化相的析出状态，慢速淬火后溶质浓度和空位浓度都降相，分布也更均匀弥散，减小了空位浓度下降带来的不利影响，降低了淬火敏感性效应。CC曲线即合金中固溶体析出作用随温度和时间变化的关系曲线，C曲线向右移，表示其淬火敏感性较低。不均匀变形,较厚的型材需要比风冷或水雾冷,因此必需进展水淬来获得令人满足的拉伸强度性能“在水淬过程中可能会形成蒸气薄层,,“这种状况在静止水淬火条件下最简洁消灭“因此最好承受涌流水来冷却型材“即使如此,在挤压速度较高或型材各部位厚度差很大时,,也可能产生外形的扭曲“。而提出了“渐进式”淬火工艺。在淬火装置整个长度上设置几个不同14种多功能的冷却装置，包括有细雾喷射、低压喷水、高压喷水系统。使型材各部位的冷却速度更加均匀。4mm4-8mm承受8mm时，必需承受水淬才能获得均匀合格的性能。用水淬时要留意防止型材的变形。七．设计在线淬火主要考虑因素面因素考虑：1、足够的冷却速度，足够的冷却速度是在线淬火的必备条件。止强化相析出，才能保证型材淬火时效后的力学性能到达最正确水平。度越快，所要配置的风机和水泵越大，风口和喷头的长度就要越长，15力。比方聚乙醇，通过调整聚乙醇水溶液的浓度来掌握冷却速度。2、如何使型材整体〔型材截面的径向和型材的纵向〕冷却速度全都，从而保证型材性能的均匀性，有效削减型材的变形和弯扭。要通过淬火区的有效时间全都。3、如何适应不同型材截面宽高比的变化。特别中大型挤压机所100:11:1的距离适宜，从而保证有效的冷却速度和削减能耗。45、在满足以上四点的前提下，如何有效降低运行的本钱。八．在线淬火系统降。当挤第一根棒时，上部风箱和水罩先升起来，让型材通过