铝合金的热处理.docx

1、铝合金的热处理铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有 所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分 钟。因为金属型铸件、低压铸造件铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有 所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分 钟。因为金属型铸件、低压铸造件、差压铸造件是在比拟大的冷却速度和压力下 结晶凝固的，其结晶组织比石膏型、砂型铸造的铸件细很多，故其在热处理时的 保温也短很多。铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀，有异形面 或内通道等复杂构造外形，为保证热处理时不变形或开裂，有时还要

2、设计专用夹 具予以保护，并且淬火介质的温度也比变形铝合金高，故一般多采用人工时效来 缩短热处理周期和提高铸件的性能。一、热处理的目的铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切 削加工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求， 除Al-Si系的ZL102, Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝 合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下 几个方面：1）消除由于铸件构造如璧厚不均匀、转接处厚大）等原因使铸件 在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力；2）提高合金的机械强度和硬 度，改善金相

3、组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能；3）稳 定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化；4）消除晶间和 成分偏析，使组织均匀化。二、热处理方法1、退火处理退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起的内应力，稳定加工 件的外形和尺寸，并使Al-Si系合金的局部Si结晶球状化，改善合金的塑性。其 工艺是：将铝合金铸件加热到280-300°C，保温23h,随炉冷却到室温，使固溶 体慢慢发生分解，析出的第二质点聚集，从而消除铸件的内应力，到达稳定尺寸、 提高塑性、减少变形、翘曲的目的。2、淬火淬火是把铝合金铸件加热到较高的温度一般在接近于共晶体的焰点，多在

4、500°C以上），保温2h以上,使合金内的可溶相充分溶解。然后，急速淬入60-100°C 的水中，使铸件急冷，使强化组元在合金中得到最大限度的溶解并固定保存到室 温。这种过程叫做淬火，也叫固溶处理或冷处理。3、时效处理时效处理，又称低温回火，是把经过淬火的铝合金铸件加热到某个温度，保 温一定时间出炉空冷直至室温，使过饱和的固溶体分解，让合金基体组织稳定的 工艺过程。合金在时效处理过程中，随温度的上升和时间的延长，约经过过饱和固溶体 点阵内原子的重新组合，生成溶质原子富集区称为GP I区）和G-PI区消失, 第二相原子按一定规律偏聚并生成G-PII区，之后生成亚稳定的第二相过

5、渡相）， 大量的G-P11区和少量的亚稳定相结合以及亚稳定相转变为稳定相、第二相质点 聚集几个阶段。时效处理又分为自然时效和人工时效两大类。自然时效是指时效强化在室温 下进展的时效。人工时效又分为不完全人工时效、完全人工时效、过时效3种。1）不完全人工时效：把铸件加热到150-170C,保温3-5h,以获得较好抗拉强度、 良好的塑性和韧性，但抗蚀性较低的热处理工艺；2）完全人工时效：把铸件加 热到175-185°C，保温5-24h,以获得足够的抗拉强度即最高的硬度）但延伸率 较低的热处理工艺；3）过时效：把铸件加热到190-230°C,保温4-9h,使强度有 所下降，塑性有

6、所提高，以获得较好的抗应力、抗腐蚀能力的工艺，也称稳定化 回火。4、循环处理把铝合金铸件冷却到零下某个温度如-50°C、70°C、.195°C）并保温一定 时间，再把铸件加热到350°C以下，使合金中度固溶体点阵反复收缩和膨胀，并 使各相的晶粒发生少量位移，以使这些固溶体结晶点阵内的原子偏聚区和金属间 化合物的质点处于更加稳定的状态，到达提高产品零件尺寸、体积更稳定的目的。 这种反复加热冷却的热处理工艺叫循环处理。这种处理适合使用中要求很精细、 尺寸很稳定的零件如检测仪器上的一些零件）。一般铸件均不作这种处理。5、铸造铝合金热处理状态代号及含义代号合金状

7、态热处理的作用或目的说明T1人工时效在金属型或湿砂型铸造的合金，因冷却速度较快，已得到一定程 度的过饱和固溶体，即有局部淬火效果。再作人工时效，脱溶强化，那么可提高 硬度和机械强度，改善切削加工性。对提高ZI104、ZL105等合金的强度有效。T2退火主要作用在于消除铸件的内应力铸造应力和机加工引起的应力）， 稳定铸件尺寸，并使AlSi系合金的Si晶体球状化，提高其塑性。对Al-Si系合金 效果比拟明显，退火温度280-300°C，保温时间为2-4h。T4固溶处理淬火）加自然时效通过加热保温，使可溶相溶解，然后急冷, 使大量强化相固溶在a固溶体内，获得过饱和固溶体，以提高合金的硬度、

8、强度 及抗蚀性。对AIMg系合金为最终热处理，对需人工时效的其它合金那么是预备 热处理。T5固溶处理淬火）加不完全人工时效用来得到较高的强度和塑性，但抗蚀 性会有所下降，非但凡晶间腐蚀会有所增加。时效温度低，保温时间短，时效温 度约150-170°C，保温时间为3-5h。T6固溶处理淬火）加完全人工时效用来获得最高的强度，但塑性和抗蚀性 有所降低。在较高温度和较长时间内进展。适用于要求高负荷的零件，时效温度 约175-185°C，保温时间5h以上。T7固溶处理淬火）加稳定化回火用来稳定铸件尺寸和组织，提高抗腐蚀（非 但凡抗应力腐蚀）能力，并保持较高的力学性能。多在接近零件的

9、工作温度下进 展。适合300°C以下高温工作的零件，回火温度为190230°C,保温时间49h。T8固溶处理淬火）加软化回火使固溶体充分分解，析出的强化相聚集并球 状化，以稳定铸件尺寸，提高合金的塑性，但抗拉强度下降。适合要求高塑性的 铸件，回火温度约230-330°C，保温时间3-6hoT9循环处理用来进一步稳定铸件的尺寸外形。其反复加热和冷却的温度及循 环次数要根据零件的工作条件和合金的性质来决定。适合要求尺寸、外形很精细 稳定的零件。三、热处理工艺1、铸造铝合金热处理工艺参数合金牌号合金代号热处理固溶处理时效处理（保温后空冷）加热温度°C）保温时间

10、（h）淬火温度°C）加热温度（°C）保温时间（h）ZAISi7MgZL101T2300 ± 102-4T4535± 52-620-100-T5535±5 2-6 20-100 150±52-4T6535±5 2-6 20-100 200 ±52-5T7535±5 2-6 80-100 225 ±53-5T8535 ± 5 2-6 80-100 250 ± 103-5T5 二阶段 535±5 2-6 20-100 190±10 0.5150±52Z

11、AISi7MgAZL101ATl190 ± 53-4T2-300± 102-4T4535± 510-1620-100-T5535 ± 510-1620-100175 ± 56ZAISH2ZL102T2300 ± 102-4ZAISi9MgZL104Tl175 ± 55-17T6535 ± 52-620-100175 ±510-15ZAISi5CulMgZL105Tl180± 55-10T5525 ± 53-520-100175 ± 55-10T6525 ± 53-5

12、20-100200 ± 53-5T7525 ± 53-520-100230 ± 103-5ZAISi5CulMgAZL105ATl180±55-10T5525 ± 53-520-100175 ± 55-10T6525 ± 53-520-100200 ± 53-5T7525 ± 53-520-100230 ± 103-5T8525 ± 53-520-100250 ± 103-5ZAISi8CulMgZL106Tl200± 105-8T2280 ±105-8T

13、5515 ± 54-820-100170 ± 58-16T6515 ± 54-820-100160 ± 54-6T7515 ± 54-820-100230 ± 53-5ZAISi7Cu4ZL107T6515 ± 55-720-100170 ±105-7ZAISil2Cu2MglZL108Tl190 ±58-12T6515 ± 56-820-70175 ± 514-18T7515± 53-820-70240 ± 106-10ZAISil2CulMglNilZL109T

14、l205 ±58-12T6515 ± 56-820-70180 ± 514-18ZAlSi9Cu2MgZLlllT6520 ± 54-620-70180 ± 56-8ZAISi7MglAZL114AT5535 ± 52-720-100150 ± 51-3T6540 ± 58-1265-100160 ± 53-5ZALSi5ZnlMgZL115T4550± 51665-100-T5550 ±51665-100160 ± 54ZAISi8MgBeZL116Tl190 ±

15、53-4T2300 ±102-4T4535± 510-1620-100-T5535 ± 510-1620-100175 ± 56T6535 ± 510-1620-100160 ± 53-8ZAICu5MnZAICu5MnAZL201ZL201AT4545± 510-1220-100-T5545 ± 55-920-100175 ± 53-6T7545 ± 55-920-100250 ± 103-10ZAICu 10ZL202T2290 ± 53ZAICu4ZL203T4515&

16、#177; 510-1520-100-T5515 ± 510-1520-100150 ± 52-4ZAICu5MnCdAZL204AT6535 ± 57-940-100175 ± 53-5T7535 ± 57-940-100190 ± 53-5ZAICu5MnCdVAZL205AT5535 ± 510-1520-60155 ± 58-10T6535 ± 510-1520-60175 ± 53-5T7535 ± 510-1520-60195 ± 53-5ZAIRE5Cu3Si2ZL207Tl200±55-10ZAIMgl0ZL301T4430± 1020