Wärmebehandlung von Aluminium- und Aluminiumlegierungen

Tempern und Quenching -Altern sind die grundlegenden Wärmebehandlungsformen von Aluminiumlegierung. Tempern ist ein weicher Prozess. Sein Zweck ist es, die Legierung in der Zusammensetzung und Struktur einheitlich und stabil zu machen, die Arbeitenhärten zu beseitigen und die Plastizität der Legierung wiederherzustellen. Das Löschen des Alterns ist eine Stärkung der Wärmebehandlung. Ziel ist es, die Stärke der Legierung zu verbessern, die hauptsächlich in hitzebehandelten Aluminiumlegierungen verwendet wird.

一 .Annealing
Laut der unterschiedlichen Produktionsbedarf, Aluminiumlegierung mit Homogenisierung, leeres Glühen, mittlerer Glühen und Fertigstellung von Tempern mehrerer Formen.
Erstens, Ingot -Homogenisierung Glühen
In dem Zustand einer schnellen Kondensation und Nicht-Gleichgewichtskristallisation muss Ingot in Zusammensetzung und Struktur uneinheitlich sein, und es gibt auch einen großen inneren Stress. Um diese Situation zu ändern und die thermische Verarbeitungseigenschaft des Ingots zu verbessern, ist es im Allgemeinen erforderlich, die Homogenisierung mit Tempern durchzuführen. Um die Diffusion von Atomen zu fördern, sollte die Homogenisierung eine höhere Temperature -Temperatur auswählen, aber nicht mehr als der legierte eutektische Schmelzpunkt, der allgemeine Homogenisierung Tempering Temperatur niedriger ist als der Schmelzpunkt 5 ~ 40 ℃, die Tempernzeit, die Tempernzeit, die Tempernzeit ist mehr zwischen 12 ~ 24h.

二. leeres Glühen
Blankes Glühen bezieht sich auf das Tempern vor der ersten kalten Verformung im Prozess der Druckbearbeitung. Ziel ist es, dem Billet eine ausgewogene Struktur und maximale plastische Verformungskapazität zu verleihen. Beispielsweise beträgt die endgültige Rolltemperatur der Heiß -Rollplatte mit Aluminiumlegierung 280 ~ 330 ° C, und das Härtungsphänomen kann nach einer schnellen Abkühlung bei Raumtemperatur nicht vollständig beseitigt werden. Insbesondere für hitzebehandelte Aluminiumlegierung endet nach einer schnellen Abkühlung der Rekristallisationsprozess nicht und die übersättigte feste Lösung ist nicht vollständig zersetzt, und einige Arbeiten für die Härtung und Quenchierung von Arbeiten bleiben immer noch aufbewahrt. Es ist schwierig, ohne Tempern zu kalten Rollen, daher ist Billet Glühen erforderlich. Für nicht geheimer behandelte gestärkte Aluminiumlegierungen wie LF3 beträgt die Tempertemperatur 370 ~ 470 ° C, die Luftkühlung nach dem Halten von 1,5 ~ 2,5 Stunden, der Billet und der Tempelstemperatur für die Verarbeitung von kaltgekalteten Röhrchen sollte angemessen hoch sein und sein Die obere Grenztemperatur kann ausgewählt werden. Für Aluminiumlegierungen, die durch Wärmebehandlung wie Ly11 und Ly12 gestärkt werden können, beträgt die Temperatur des Billet 390 ~ 450 ° C, die Wärmekonservierung 1 ~ 3h und der Ofen wird auf 270 ° C abgekühlt unter der Geschwindigkeit von abgekühlt Nicht mehr als 30 ° C /h.

三 .Intermediate Glühen
Zwischengefestigter Tempern bezieht sich auf das Glühen zwischen Kaltverformungsprozessen, deren Zweck darin besteht, die Härtung der Arbeit zu beseitigen, um die Fortsetzung der kalten Arbeitsverformung zu erleichtern. Im Allgemeinen wird nach dem Billet -Glühen des Materials, nach 45 bis 85% iger Kaltverformung, wenn nicht das mittlere Tempern und die fortlaufende Kältearbeit schwierig sein. Der Prozess des mittleren Glühens ist im Grunde der von leerem Glühen. Gemäß den Anforderungen des Kaltverformungsgrades kann das mittlere Glühen in vollständiges Tempern (Gesamtdeformation ε≈60 ~ 70%), einfaches Tempern (ε ≤ 50%) und geringfügigem Tempern (εacine 30 ~ 40%) unterteilt werden. . Die ersten beiden Glühsysteme sind die gleichen wie leeres Glühen, und letztere ist die Luftkühlung nach dem Erhitzen bei 320 ~ 350 ℃ für 1,5 ~ 2H.

四. Das fertige Produkt Glühen
Das Glühen des fertigen Produkts ist die endgültige Wärmebehandlung, die dem Material eine bestimmte Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften entsprechend den Anforderungen der technischen Bedingungen des Produkts verleiht
Das Fertigprodukt kann in Hochtemperatur-Tempern (Produktion von weichen Produkten) und Tempern mit niedrigem Temperatur (Produktion von halbharten Produkten in verschiedenen Zuständen) unterteilt werden. Zwei Arten von Tempern mit hoher Temperatur sollten sicherstellen, dass die vollständige Rekristallisationsstruktur und gute Plastizität vollständig ist. Unter der Bedingung, eine gute Organisation und Leistung des Materials sicherzustellen, sollte die Haltezeit nicht zu lang sein. Für die Aluminiumlegierung, die durch Wärmebehandlung gestärkt werden kann, sollte die Kühlrate streng kontrolliert werden, um den Luftkühlungs -Löschungseffekt zu verhindern.
Das Tempern mit niedrigem Temperatur umfasst zwei Arten von Anträgen des Innenspanns und partiellem Glühen, die hauptsächlich für reine Aluminium- und nicht hitzern behandelte Aluminiumlegierung verstärkt werden. Die Formulierung des Temperns mit niedrigem Temperatur ist eine sehr komplizierte Arbeit, die nicht nur die Temperaturtemperatur und die Haltezeit berücksichtigen sollte, sondern auch den Einfluss von Verunreinigungen, Legierungsgrad, Kaltverformungsmenge, mittlerer Tempern und Temperatur mit heißer Deformation. Die Entwicklung des Temperns mit niedrigem Temperatur muss darin bestehen, die Änderungskurve zwischen der Tempelstemperatur und den mechanischen Eigenschaften zu messen und dann den Temperaturtemperaturbereich gemäß den in den technischen Bedingungen angegebenen Leistungsindikatoren zu bestimmen.

Das zweite Löschen
Das Löschen der Aluminiumlegierung ist auch als solide Lösungsbehandlung bekannt, dh durch Hochtemperaturerwärmung, so dass die Legierungselemente in Form der zweiten Phase des Metalls so weit wie möglich in die feste Lösung und dann schnell abkühlen, um zu hemmen Die Ausfällung der zweiten Phase, um eine susaturierte Aluminiumbasis auf α-Feststofflösung für den nächsten Schritt der Alterungsbehandlung zur Vorbereitung der Organisation zu erhalten.
Die Prämisse, um eine übersättigte Alpha -feste Lösung zu erhalten, besteht darin, dass die Löslichkeit der zweiten Phase der Legierung im Aluminium mit zunehmender Temperatur signifikant erhöht werden sollte, da sonst der Zweck der Behandlung mit fester Lösung nicht erreicht werden kann. Die meisten Legierungselemente im Aluminium können ein eutektisches Phasendiagramm mit dieser Eigenschaft bilden. Einnahme von AI-Cu-Legierungen als Beispiel beträgt die eutektische Temperatur 548 ° C, die Löslichkeit von Kupfer im Aluminium bei Raumtemperatur, weniger als 0,1%, erhitzt auf 548 ℃, seine Löslichkeit erhöht sich auf 5,6%, daher die A-CU Die Legierung, die Kupfer in 5,6%enthält, übersteigt die Heiztemperatur in die α-Einzelphasenzone, dh die zweite Phase CuAI2 löst sich alle in die Matrix auf, nachdem eine einzelne übersättigte Alpha-Lösung gelöscht wird.

Das Löschen ist das wichtigste und anspruchsvollste Wärmebehandlungsbetrieb der Aluminiumlegierung, unter der der Schlüssel die entsprechende Löscherheizentemperatur auswählt und eine ausreichende Abkühlgeschwindigkeit gewährleistet und die Ofentemperatur strikt steuern kann und die Ablöstenverformung reduzieren kann.
Das Prinzip bei der Auswahl der Löschungstemperatur besteht darin, die Quench -Heizungstemperatur so weit wie möglich zu erhöhen, um die Übersättigung der Alpha -festen Lösung und die Festigkeit nach dem Altern zu erhöhen, um sicherzustellen überwuchert. Im Allgemeinen erfordern die Heizöfen von Aluminiumlegierung, dass die Genauigkeit der Temperaturregelung innerhalb von +3 ° C liegt, und die Luft im Ofen ist gezwungen, um die Gleichmäßigkeit der Ofentemperatur zu gewährleisten.

Die Überbrennung von Aluminiumlegierungen wird durch das lokale Schmelzen von Komponenten mit niedrigem Schmelzpunkt im Metall wie binär oder mehrkomponent eutektisch verursacht. Überbrennen reduziert nicht nur die mechanischen Eigenschaften, sondern wirkt sich auch ernsthaft auf die Korrosionsbeständigkeit der Legierung aus. Sobald die Aluminiumlegierung verbrannt ist, wird sie nicht beseitigt und die Legierungsprodukte sollten verschrottet werden. Die tatsächliche Verbrennungstemperatur der Aluminiumlegierung wird hauptsächlich durch die Legierungszusammensetzung, den Verunreinigungsgehalt und der Verarbeitungszustand der Legierung auch mit der Verbrennungstemperatur der durch plastischen Verformung verarbeiteten Produkte bestimmt, je größer die von der Gussguss ist, desto größer Verformungsbetragsmenge, desto leichter löst sich die Nicht-Gleichgewichts-Niedrigmeldungspunktkomponenten beim Erhitzen in die Matrix auf, sodass die tatsächliche Verbrennungstemperatur steigt.

Die Abkühlungsrate der Aluminiumlegierungs -Löschung hat einen signifikanten Einfluss auf die Fähigkeit zur Alterung der Alterung und Korrosionsbeständigkeit der Legierung, Ly12 und LC4 -Quenching -Prozess müssen sicherstellen , um eine ausreichend große Kühlrate zu haben. Im Allgemeinen sollte die Kühlrate über 50 ° C/s liegen und LC4 -Legierungen sollten 170 ° C/s erreichen oder überschreiten.

Das am häufigsten verwendete Quenching -Medium für Aluminiumlegierungen ist Wasser. Die Produktionspraxis zeigt, dass je größer die Kühlrate während des Löschens ist, desto größer ist die Restspannung und die Restverformung des gelösten Materials oder Werkstücks. Daher kann die Wassertemperatur für kleine Werkstücke mit einfachen Formen etwas niedriger sein, im Allgemeinen 10 bis 30 ° C und sollte 40 ° C nicht überschreiten. Für das Werkstück mit komplexer Form und großer Unterschied in der Wandstärke kann die Wassertemperatur manchmal auf 80 ° C erhöht werden, um die Ablagerung und das Riss der Ablösten zu verringern. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass mit zunehmender Wassertemperatur des Quenchentanks im Allgemeinen die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Materials entsprechend verringert werden.