鋁和鋁合金的基本作用原理

　　1、鋁及鋁合金熱處理的作用

　　將鋁及鋁合金材料加熱到一定的溫度并保溫一定時(shí)間以獲得預(yù)期的產(chǎn)品組織和性能。

　　2、鋁及鋁合金熱處理的主要方法及其基本作用原理

　　（1）、鋁及鋁合金熱處理的分類（見圖1）

  圖1　　鋁及鋁合金熱處理分類

　　（2）、鋁及鋁合金熱處理基本作用原理

　　(1)退火：產(chǎn)品加熱到一定溫度并保溫到一定時(shí)間后以一定的冷卻速度冷卻到室溫。通過原子擴(kuò)散、遷移，使之組織更加均勻、穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力消除，可大大提高材料的塑性，但強(qiáng)度會降低。

　　①鑄錠均勻化退火：在高溫下長期保溫，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷卻，使鑄錠化學(xué)成分、組織與性能均勻化，可提高材料塑性20%左右，降低擠壓力20%左右，提高擠壓速度15%左右，同時(shí)使材料表面處理質(zhì)量提高。

　　②中間退火：又稱局部退火或工序間退火，是為了提高材料的塑性，消除材料內(nèi)部加工應(yīng)力，在較低的溫度下保溫較短的時(shí)間，以利于續(xù)繼加工或獲得某種性能的組合。

　　③完全退火：又稱成品退火，是在較高溫度下，保溫一定時(shí)間，以獲得完全再結(jié)晶狀態(tài)下的軟化組織，具有最好的塑性和較低的強(qiáng)度。

　　(2)固溶淬火處理：將可熱處理強(qiáng)化的鋁合金材料加熱到較高的溫度并保持一定的時(shí)間，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到鋁基體中，形成過飽和固溶體，然后以快冷的方法將這種過飽和固溶體保持到室溫，它是一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，因處于高能位狀態(tài)，溶質(zhì)原子隨時(shí)有析出的可能。但此時(shí)材料塑性較高，可進(jìn)行冷加工或矯直工序。

　　①在線淬火：對于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用擠壓時(shí)高溫進(jìn)行固溶，然后用空冷（T5）或用水霧冷卻（T6）進(jìn)行淬火以獲得一定的組織和性能。

　　②離線淬火：對于一些淬火敏感性高的合金材料必須在專門的熱處理爐中重新加熱到較高的溫度并保溫一定時(shí)間，然后以不大于15秒的轉(zhuǎn)移時(shí)間淬入水中或油中，以獲得一定的組織和性能，根據(jù)設(shè)備不同可分為鹽浴淬火、空氣淬火、立式淬火、臥式淬火。

　　(3)、時(shí)效：經(jīng)固溶淬火后的材料，在室溫或較高溫度下保持一段時(shí)間，不穩(wěn)定的過飽和固溶體會進(jìn)行分解，第二相粒子會從過飽和固溶體中析出（或沉淀），分布在α（AL）鋁晶粒周邊，從而產(chǎn)生強(qiáng)化作用稱之為析出（沉淀）強(qiáng)化。

　　自然時(shí)效：有的合金（如2024等）可在室溫下產(chǎn)生析出強(qiáng)化作用，叫做自然時(shí)效。

　　人工時(shí)效：有些合金（如7075等）在室溫下析出了強(qiáng)化不明顯，而在較高溫度下的析出強(qiáng)化效果明顯，稱為人工時(shí)效。

　　人工時(shí)效可分為欠時(shí)效和過時(shí)效。

　　①欠時(shí)效：為了獲得某種性能，控制較低的時(shí)效溫度和保持較短的時(shí)效時(shí)間。

　　②過時(shí)效：為了獲得某些特殊性能和較好的綜合性能，在較高的溫度下或保溫較長的時(shí)間狀態(tài)下進(jìn)行的時(shí)效。

　　③多級時(shí)效：為了獲得某些特殊性能和良好的綜合性能，將時(shí)效過程分為幾個(gè)階段進(jìn)行。

　　可分為二階段、三階段時(shí)效

　　(4)、回歸處理：為了提高塑性，便于冷彎成形或矯正形位公差，將已淬火時(shí)效的產(chǎn)品，在高溫下加溫較短的時(shí)間即可恢復(fù)到新淬火狀態(tài)叫回歸處理。