固溶时效及退火课件

有色金屬材料的固溶及時效處理

有色金屬強化方式：時效強化合金條件：★固溶強化★加工硬化★沉澱強化（時效強化）很強很弱

固溶體具有一定的溶解度，且溶解度隨溫度下降明顯降低。有色合金時效強化的三個步驟:固溶處理(500~548℃)

200MPa急冷(過飽和α′)~250MPa時效(190~200℃)~400MPa以Al—4%Cu為例時效方式：●

人工時效：150～250℃數h●

自然時效：高溫放置數天或數星期圖3-34

Al-4%Cu合金的時效處理與沉澱強化4.2改善材料成形加工組織與性能的熱處理工藝機械零件常用加工工藝路線：下料鍛造預先熱處理粗加工最終熱處理終加工成品退火、正火等淬火、回火等圖3-35碳鋼的退火及正火加熱溫度範圍和工藝曲線

（a）加熱溫度範圍；（b）工藝曲線熱處理：熱處理工藝曲線示意圖

材料在固態下通過加熱、保溫和冷卻，使其內部組織結構發生變化，以獲得預期的性能的工藝。熱處理工藝與C曲線示意圖一、預先熱處理目的與常用工藝目的：★改善鍛件、鑄件的不良的組織等；★獲得均勻理想的組織狀態；常用工藝：退火、正火、調質。。為零件的後續加工服務為最終熱處理服務(1)退火加熱奧氏體化後緩冷，獲得平衡組織。

可按加熱溫度高低、冷卻方式及與臨界點關係(Ac3、Accm、Ac1)分類。★主要用於改善材料的切削加工性能；工藝：目的：分類：★對於一些受力不大、性能要求不高的機器零件，也可以做為最終熱處理。圖3-36

退火的分類(2)正火工藝：完全奧化（Ac3或Accm+30～50℃+空冷）組織：鐵素體+索氏體（ωc=0.6％）性能：強度、硬度高於退火，塑性略下降或不降作用：①改善低碳鋼的切削加工性能；

②消除中碳鋼熱加工缺陷；

③消除過共析鋼的網狀碳化物；

④提高普通結構件的機械性能。(3)調質工藝：淬火+高溫回火（奧化—快冷—500～650℃回火）組織：回火索氏體性能：強韌性比正火狀態有顯著改善二、改善熱加工後的組織與性能（預先熱處理的應用之一）(1)大型鑄、鍛件共性：成分不均勻（偏析）；組織不均勻；性能低且不均勻。工藝：高溫長時均勻化處理（擴散退火），

1050℃～1150℃，保溫10～15h後爐冷。特點：週期長、耗能，燒損材料，晶粒粗大；用於合金鋼錠、坯。(2)改善一般熱加工件的不良組織共性：粗晶、帶狀組織、魏氏組織等。工藝：完全退火Ac3+20～50℃，亞共析鋼得等軸F+P。(3)過共析鋼鍛件消除Fe3C網共性(不良情況)：鍛後緩冷→細P+晶界Fe3C。工藝：正火(Accm+40～60℃)+空冷或風冷。主要用於屬亞共析鋼的碳素結構鋼和合金結構鋼

(4)焊件的焊後處理共性：焊接應力、冷裂紋及氫脆傾向。工藝：低溫退火(去應力)；去氫退火(300～350℃)。(5)為最終熱處理準備合適組織亞共析鋼：採用完全退火或正火。過共析鋼：採用球化退火。(6)表面強化零件的內部強度保證

整體調質或正火，使零件內部基體與表面強化層之間強度、塑性和韌性的良好配合。三、改善材料的加工性能與消除加工應力（預先熱處理應用之二、之三）(1)改善冷塑性加工性能要求：材料塑性非常好、變形抗力低、性能均勻→組織均勻、球化組織。工藝：①球化退火：球化率≥90%，硬度↓↓。②中間退火（用於多道變形工序之間）：再結晶退火（T=T再+150～250℃）,消除加工硬化、恢復材料塑性。圖3-37

T12鋼球化退火後的顯微組織Wc＜0.25%正火(退火態太軟，正火得較多P，保證硬度範圍)0.25%～0.40%正火（碳鋼）或退火（合金鋼）①鋼：(2)改善材料的機械（切削）加工性原則：在一定硬度範圍內(160～230HBS)並兼有合適組織時，切削加工性最佳。各類材料合適工藝：0.40%～0.60%完全退火Wc＞0.60%球化退火（球狀珠光體）

表面白口，即粗大Fe3C→石墨化退火(850～950℃，2～5h)。②有色金屬