鋁合金熔爐在一定程度上關(guān)系到時效時間的溫度。時效溫度的影響,從淬火到人工時效的停留時間的影響,合金化學(xué)成分的影響,合金固溶處理過程的影響。
在不同溫度的時效性下,鋁合金熔爐沉淀相的臨界晶核大小、數(shù)量、成分以及聚集和生長速度不同,如果溫度過低,由于擴(kuò)散困難,G·P區(qū)不易形成,時效后強(qiáng)度和硬度較低。當(dāng)時效溫度過高時,容易擴(kuò)散。過飽和固溶體中沉淀相的臨界晶核尺寸較大,時效后強(qiáng)度和硬度較低,即產(chǎn)生過時。因此,各種合金都有合適的時效溫度。
1、時效性時間關(guān)系
研究發(fā)現(xiàn),Al等一些鋁合金-Mg-Si系合金在室溫停留后進(jìn)行人工時效。合金的強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)不到大值,但塑性有所上升。例如,ZL101鑄造鋁合金在人工時效前在室溫下停留一天,其強(qiáng)度極限低于淬火后立即時效的10?!?0Mpa,但是塑性要比立即進(jìn)行時效的鋁合金有所提高。
2、合金化學(xué)關(guān)系
一種合金能否通過時效強(qiáng)化,取決于組成合金的元素能否溶解在固溶體中,固溶度隨溫度變化的程度。例如,硅和錳在鋁中的固溶性相對較小,且隨溫度變化不大,而鎂和鋅在臺車熱處理爐的鋁基固溶體中固溶性較大,但與鋁形成的化合物的結(jié)構(gòu)與基體沒有太大區(qū)別,強(qiáng)化效果甚微。因此,二元鋁-硅、鋁-錳、鋁-鎂和鋁-鋅通常不采用時效強(qiáng)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-銅-銅。
3、固溶處理溫度關(guān)系合金
為了獲得良好的時效強(qiáng)化效果,淬火加熱溫度更高,保溫時間更長,無需過熱、過燒或晶粒生長,有利于獲得大飽和度的均勻固溶體。此外,第二相不會在淬火冷卻過程中沉淀,否則在后續(xù)時效處理過程中沉淀相會起到晶核的作用,導(dǎo)致局部沉淀不均勻,降低時效強(qiáng)化效果。