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鋁合金固溶的時效強化原理時效因素??

2021-06-01 09:46:25

  鋁合金時效強化原理

  鋁合金的時效硬化是一個復雜的過程,它不僅取決于合金的成分和時效過程,還取決于生產過程中收縮引起的缺陷,特別是空位和位錯的數量和分布。目前普遍認為時效硬化是溶質原子偏析形成硬化帶的結果。當鋁合金淬火和加熱時,合金中會形成空位。淬火時,由于快速冷卻,這些空位被“固定”在晶體中。過飽和鋁合金固溶爐中的這些空位大多與溶質原子結合。因為過飽和固溶體處于不穩定狀態,必然會向平衡狀態轉變??瘴坏拇嬖诩铀倭巳苜|原子的擴散速度,從而加速了溶質原子的偏析。硬化區的大小和數量取決于淬火溫度和淬火冷卻速度。淬火溫度越高,空位濃度越高,硬化區數量越多,硬化區尺寸越小。淬火冷卻速率越大,固溶體中固定的空位越多,有利于增加硬化區數量,減小硬化區尺寸。沉淀硬化合金體系的一個基本特征是隨溫度變化的平衡固溶度,即固溶度隨溫度的升高而增加,大多數可以通過熱處理強化的鋁合金都滿足這一條件。

  影響及時性的因素

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  1.從淬火到人工時效停留時間的影響研究表明,一些鋁合金,如鋁鎂硅合金,在室溫下停留后進行人工時效,合金的強度指標達不到極大值,但合金的塑性增加。比如ZL101鑄造鋁合金,淬火后在室溫下停留一天再進行人工時效,強度極限比淬火后立即時效的鋁合金低10 ~ 20 MPa,但塑性比立即時效的鋁合金有所提高。

  2.合金化學成分的影響合金可以

  合金是否經過時效強化,取決于合金中的元素能否溶解在固溶體中,以及固溶度隨溫度的變化程度。比如硅和錳在鋁中的固溶度比較小,鋁合金在固體熔煉爐中隨溫度變化不大。雖然鎂和鋅在鋁基固溶體中的固溶度較大,但它們與鋁形成的化合物的結構和基體差別不大,強化效果很小。因此,二元鋁硅、鋁錳、鋁鎂、鋁鋅通常不采用時效強化處理。一些二元合金,如鋁銅合金、三元合金或多元合金,如鋁鎂硅、鋁銅鎂硅合金,在熱處理過程中具有溶解度和固相轉變,因此可以通過熱處理進行強化。

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