铝合金形变时效处理的分析和比较探讨.pdf

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1、第20卷第4期四川理工学院学报（自然科学版）Vol．20No．4JOURNALOFSICHUANUNIVERSITYOF2007年8月SCIENCE&ENGINEERING（NATURALSCIENCEEDITION）Aug．2007文章编号：1673-1549（2007）04-00073-04铝合金形变时效处理的分析和比较探讨王佳，何庆中（四川理工学院机电工程系，四川自贡643000）摘要：铝合金常用的时效处理工艺是“淬火+冷变形+时效处理”，主要目的是提高铝合金的机械强度并保留好的塑性，防止变形。在实际生产中，采用这种工艺对2000系列和7000系列铝合金进行时

2、效处理后，得到不同的处理效果，即2000系列铝合金时效处理后的机械强度得到提高，并保留了较好的塑性；而7000系列铝合金时效处理后的机械的强度反而会下降。针对这样的问题，文章结合冷变形时效处理的特点，分析和比较了2000系列和7000系列合金的时效析出过程，总结出了两种系列铝合金采用同样的时效处理工艺，产生不同时效处理结果的主要原因。关键词：铝合金；时效处理；析出相中图分类号：TG166.3文献标识码：A铝合金是应用非常广泛的一种有色金属材料，在航空航天、汽车、军事和日常民用中都占有非常重要的地位。为了改善和提高铝合金的机械性能和加工性能，对铝合金进行一定的时效处理

3、是非常必要的。本文探讨研究“淬火+冷变形+时效处理”热处理工艺，在对2000系列和7000系列铝合金进行时效处理后出现了两种截然不同的结果，即：2000系列铝合金时效处理后的机械强度得到提高，并保留了较好的塑性；而7000系列铝合金时效处理后的机械的强度反而会下降。结合冷变形时效处理的特点，分析和比较了2000系列和7000系列合金的时效析出过程，总结出了两种系列铝合金采用同样的时效处理工艺，产生不同时效处理结果的主要原因，为今后铝合金的形变时效处理提供一定的参考依据。1铝合金的形变热处理金属的形变热处理是将塑性变形强化处理与热处理的相变强化相结合的一种热处理方法，

4、是将金[1]属的成型工艺与最终机械性能统一的综合处理方法。塑性变形能增加金属中的缺陷密度，改变各种晶体缺陷的分布特性，变形给材料引入大量位错，位错往往通过滑移、攀移等运动结合为位错网络，形成位错缠结，造成材料亚结构的变化，可能对合金的热处理过程生产较大影响，因此形变热处理就是一种变形与相变处理既相互影响又相互促进的热处理工艺过程，它可分为高温形变热处理和低温形变热处理。铝合金的高温形变热处理工艺一般为热变形后直接淬火加时效处理；低温形变热处理广泛采用的工艺是：固溶处理（淬火）+冷变形+人工时效，或固溶处理（淬火）+自然时效/人工时效+冷变形+人工时[1-2]效。1.

5、1时效处理铝合金在淬火后进行一定量的塑性变形，然后再进行人工时效处理的复合工艺又被称为形变时效[2]工艺。其中人工时效处理有多种方法。（1）单级时效，铝合金淬火后直接在一定的温度条件下进行定时保温处理，使沉淀相析出，形成[2-3]GP区和过渡相。（2）双级时效，是指淬火后在不同温度条件下进行两次时效，第一次时效为低温时效（预时效）的核处理阶段，形成高密度的GP区，在高温时效温度下GP区会优先成核再转化为过渡相；第二次时效是高温时效的稳定化阶段，在晶内形成均匀分布的盘状相组织，在亚晶界形成尺寸较大的过渡相组织收稿日期：2007-04-10作者简介：王佳（1980-），

6、男，四川自贡人，助教，硕士生，主要从事材料加工工程方面的研究。74四川理工学院学报（自然科学版）2007年8月[4]和晶界上形成粗大稳定相组织。（3）多级时效处理，典型的是RRA处理，即回归再时效工艺，分为三个阶段，第一阶段是淬火后先进行一次T6状态时效处理，在晶粒内部形成弥散的过渡相组织，同时沿晶界形成较大的链状稳定相组织；第二阶段是在高于T6态处理温度进行短时加热（回归处理）并淬火，此时晶粒内部过渡相组织分解，晶界稳定相组织合并聚集，呈不连续分布；第三阶段再进行T6态时效处理，晶内重新析出细小弥散的过渡相组织，晶界保持不连续的稳定相组织。RRA处理可以使合金具有

7、较高的强度及较好的[3-5]抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀能力。1.2微观组织[6]铝合金的最终微观组织决定着它的宏观性能，有关研究表明，铝合金的基体沉淀相组织、晶界沉淀相组织、晶界无析出带形状与特性将决定铝合金的宏观性能。铝合金淬火处理后得到的是过饱和的α[7-8]固溶体和很高的空位密度，强度低而塑性好；时效处理时，随时间变化将析出沉淀，发生过程是从[2]GP〔Ⅰ〕区→GP〔Ⅱ〕→过渡相→平衡相的相变过程，具有高相变组织的微观特性。由于GP区与过渡相和基体存在共格或半共格关系，会使基体发生严重晶格畸变，阻碍位错运动，合金的强度、硬度升高，因此是铝合金中的主要强化相，数