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(lèi)（見(jiàn)圖1）

  圖1　　鋁及鋁合金熱處理分類(lèi)

　　（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(guò)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(huì)降低。

　　①鑄錠均勻化退火：在高溫下長(zhǎng)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(chēng)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(chēng)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(guò)飽和固溶體，然后以快冷的方法將這種過(guò)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(xiàn)淬火：對(duì)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(xiàn)淬火：對(duì)于一些淬火敏感性高的合金材料必須在專(zhuān)門(mén)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(guò)飽和固溶體會(huì)進(jìn)行分解，第二相粒子會(huì)從過(guò)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(chēng)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(chēng)為人工時(shí)效。

　　人工時(shí)效可分為欠時(shí)效和過(guò)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(guò)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(zhǎng)的時(shí)間狀態(tài)下進(jìn)行的時(shí)效。

　　③多級(jí)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(guò)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。