铝合金热处理技术

铝合金熟虔理技荷熟虔理的定羲很腐，凡是人舄控制之加熟舆冷劄遏程，用以改善材料之结情舆性^者皆属於熟虔理，所以鳍金定在加工前成形中，或加工彳菱以及鳍件所施之加熟及冷劄遏程都叫熟虔理，亦包含下式的虔理：浸熟(Soaking)，均^化虔理(homogenizing)予页熟一使金嘉墟鲍名哉均^化而畏畤冏加熟虔理。再熟(reheating)熟冏加工，而加熟虔理。Annealing退火-款化材料。Solutionheattreatment)溶醴化虔理，quenching淬火，回火(artificialaging或temper)一提高材料弓鱼度Stabilizingtreatment安定化虔理金吕合金分舄雨大类虱HeattreatablealloyNon-heattreatable熟虔理吕合金舄2XXX，6XXX，7XXX或2XX.X，3XX.X，7XX.X，其匾分是熟虔理吕合金如施以遹富熟虔理其内部^#®生一椒相燮化，走生名暗致析出物，藉此椒析出物，弓鱼化材料。逼椒现象叫析出硬化或畤效硬化。(Heattreatablealloy二precipitation-hardenablealloy)非熟虔理合金则照析出硬化现象(但也曹有析出物)，故其弓化作用通常借助一般的方法，如因溶醴弓化，加弓化^晶弓化。吕合金之特性首先我仍先言寸^吕及其合金的特性来^明吕及吕合金舄何大量的被^用。e~2.7Mg/m，差不多是同醴稹飙或^的1/3重量。防腐偷虫能力弓。可反射幅射能一可见光、幅射熟、雷磁波。辱雷及辱熟能力弓，且又是非^磁性。non-sparking照毒性外^及表面易虔理檄械性^良好存量多金吕合金的代虢甚多，例如：A.A(Aluminum,Association)Alcoa：(AlumunumCompanyofAmerica)，JIS，DIN，BS等等，在我彳呼堇^明A.A.代虢及J.I.S代源A.A.代虢用四位数字表示1XXX台屯金吕系 99.00%以上2XXXAl-Cu3XXXAl-Mn4XXXAl-Si5XXXAl-Mg6XXXAl-Mg-Si7XXXAl-Zn8XXX前代虢以外之系统9XXXJ.I.S代虢A2P1A-代表吕口2-表示大匾别1.吕2.耐偷蟀吕合金3.高力吕合金4.耐熟吕合金P-表示形状 P板 号条 E圆板PC合板RC合«T管B棒W舍泉Sftg形材V卯金丁材F锻造品H箔TW熔接管BC辱醴1-表示SW特1特2分别用S.O（2）金吕合金之析出硬化富金属所受襦力超遏其降伏弓鱼度畤，即畿生塑性燮形，彳能内部微各吉横的SM*看，燮形最主要是由差排（dislocation）再受外力下，^始移勤而造成。因此差排^勤的雉易^彳系到金属的弓度，差排越不易^勤，则外加力努必越大材足以使他移勤而形成塑性燮形，此畤材料呈现的弓度越高，反之，呈现的弓度越低。因而各椒使材料弓化的手段包括哉言十遹富合金成分、施加®^®造技彳标、熟虔理技彳标、加工技ffi，*«上就是造成材料内部差排移勤阻碇的因素，阻碇差排^勤的因素有溶^原子（即所言胃固溶弓化）、差排互相干援（即加工弓化）、晶界（即^晶弓化）、麻田散相（即麻田散弓化）、第二相^粒（有散怖弓化、擒散弓化、析出弓化）等。在上述弓化方法中，乙烯初弓化最晚舄人^所畿说，但他是一椒十分有效的弓化方法，可使一值材料晶析出硬化熟虔理提高5至6倍的弓度，言午多高级的结横材料即靠析出弓化来猴致其弓度，如Al-Zn-Mg，Al-Cu、Al-Mg-Si，Cu-Be、麻畤效金网（maragingsteel）、析出硬化型不鳞金网等。以Al-Cu合金平衡圈舄例，可瞭解此不重原理。由圈可看出吕基地（a相）封Cu的饱和溶解度，再548°C畤是5.7%，随温度逐渐下降，至0°C畤彳堇0.2%。富吕基地中的Cu含量超遏此一固泉（solvusline）畤，多含余的Cu含量便以。（CuAl化合物）析出来。例如Al-4%Cu合金，在540C畤Cu全吕基中而舄a固溶醴，如果将之^慢冷谷L到了A黑占以下，饱和溶解度^始低於4%，此畤。便^始析出，沿晶界析出段粗大，基地内析出段小些。如果吾人探用快速冷谷L例如将之淬火至室温水或更低温液醴，由於冷劄速率太快，不超遏1~2秒的畤冏，就到建低fi^ffi，故此畤不像食蟹水之能迅速析出沉溅，在逼短畤冏内，。相是来不及析出的。且由於固醴中原子擒散速率再低fi畤甚舄多爰慢，在一段畤冏内，析出畿乎被抑制，因而淬火彳复得到的是遏饱和的固溶醴。淬火在畤效析出物比多爰慢冷劄者^小而^密，由於前以叙述及析出物越会致密，其析出弓化效果越好，固^用的析出硬化熟虔理程序必硝包括下列三侗基本步骤：固溶熟虔理（solutiontreatment）f淬火（quench）f畤效虔理（agingtreatment）

固溶虔理彳系指将材料生温至固溶醴罩相匾一段畤冏，以便^溶^全部溶入基地而成罩一a相；淬火彳系指将固溶虔理彳菱的材料迅速冷劄以得饱和固溶醴。畤效虔理则将此遏饱和固溶醴放置在，匝温，使其逐渐析出析出物而造成性^上的燮化。此，匝温若舄室fiMffi^自然畤效(naturalaging)，若在叫高温煽中逵行具昕街之舄人工畤效(artificialaging)。H3-1^示一侗典型的畤效硬度曲泉，硬度在畤效初期^逐渐上升，封畤冏彳复建最高硬度，遏了最高黑占，硬度逐渐下降，逼三侗陪段分月昕街做初畤效、最高畤效及遏畤效；一般而言，初畤效硬度上升是由於析出物逐渐析出，醴稹比逐渐增加，析出物冏距越小所致；到了最高畤效畤，此畤析出物呈现最佳的分BKffi，亦即封差排的阻力最大；遏畤效的形成是由於析出物的粗化，所言胃粗化就是^由於析出物在希望减少^表面稹以降低备息表面能的趟使下，大的析出物越畏越大，小的析出物逐渐燮小而消失，亦即粗化的各吉果，造成析出物半彳至增大，值数减少，冏距加大，根披前述之弓鱼化檄情，可之粗化降低封差排的阻力，业使硬度下降。HardnessHardnessH3-1典型之硬度畤效曲舍泉金吕合金熟虔理技彳标熟虔理吕合金加工代虢F：Asfabricated表示冷加工，熟加工或鳍造成形彳菱不在施以特别虔理。0：Annealed表示退火至最低弓度水平之锻裂品，及经退火增加延展性及尺寸安定性之鳍造品。H：StrainHardened表示经加工燮形之锻裂品。W：Solutheattreated:表示堇固溶醴虔理彳菱自然畤效W1/2hr。T：HeattreatedtoproducestabletempersotherthanF.0.orH.2.H1：2.H1：H2：H3：彳堇加工硬化者加工硬化且未完全退火(部分退火)加工硬化作低温加熟以便稍微降低弓鱼度以增逵延展性及安定性H1X,H2X,H3XX由1~88：50°C以下将完全退火之合金施以75%冷潦所的之弓鱼度0：舄完全退火之弓鱼度4f+0/2H112裂造成形畤加工硬化但加工量舄加以控制H321裂造成形畤加工硬化，加工量特定T代虢之名田分T1彳能段高温之成形加鳍造、拷形等遏程中冷WT*#自然畤效。T2彳能段高温之成形施以冷加工业自然畤效。T3固溶醴虔理彳菱，冷加工业自然畤效T4固溶醴虔理彳菱，直接自然畤效T5事坚段高温度成形施以人工畤效T6固溶虔理彳菱人工畤效T7固溶虔理彳菱人工畤效至遏畤效状憩T8固溶醴虔理彳菱，冷加工业人工畤效T9固溶醴虔理彳复人工畤效业冷加工T10段高温之成形施以冷加工业人工畤效TX51固溶醴虔理彳菱用伸弓巨的方法消除内部雁力TX52固溶醴虔理彳菱用摩编的方法消除内部雁力TX53用伸弓t及摩编的方法消除内部雁力熟虔理注意事项：1.SolutionHeatTreatment固溶醴虔理一般虔理温度的只低於共晶温度10〜15°F，封於高成分的合金要避免超遏共晶温度，否具腭爰生共晶反）®在晶界上形成脆性之共晶各吉情影^材^OverheatingNonequilibriumMeltingUnderheatingSolutionTreatingtime,soakingtimeHighTemperatureOxidation高温氧化Quenching淬火淬火之目的在造成遏饱和之固溶醴，最理想的淬火是保持固溶醴之溶解度…名田密、析出弓鱼度高，且耐偷虫及抗属力腐触性也曹改善f保持大量之Vacancy有益析出硬化原则上淬火速率越快，淬火温度越低越好，但是淬火速率太快往往曹造成燮形或内部雁力，因此封形状段不规则的物醴仍探慢淬火舄宜。注意事I虱操作需迅速f理了檄械性^、耐力、伸度曹劣化，鲍^不均匀也曹降低耐触性越薄f越快。淬火材料要钩PrecipitationHeatTreatment（畤效虔理）析出熟虔理温度越高硬度上升越快建到硬度之畤冏越短，但最高硬度相形下降，而工棠上，温度越高，成本越大。自然畤效naturalaging（常温畤效）如2040合金，T4人工畤效artificiclaging,Precipitationheattreatment7075自然畤效蘸快但硬化一直增加中雉猴安定之各吉情，故此合金探人工畤效。一般而言，遏畤效之伸畏率舆韧性数初畤效差一般合金不遹合作遏畤效虔理，但若考虑高温安定性畤，段高温之遏畤效是以必要的。另外7000系金吕、金辛金美合金t6虔理之弓鱼度高，但抗触性最差，遏畤效反可大幅改善，因之7000系如7075，在^用上如雁力腐偷虫麒虑畤必将T73或T76虔琨。淬火彳菱再低於常温保持畤，一般曹抑制析出，如201