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铝合金的时效强化方式

文章出处:青岛丰东热处理责任编辑:热处理设备小许查看手机网址
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人气:-发表时间:2017-03-07 10:00【

合金元素对铝的另一种强化作用是通过热处理实现的。但由于铝没有同素异构转变,所以其热处理相变与钢不同。铝合金的热处理强化,主要是由于合金元素在铝合金中有较大的固溶度,且随温度的降低而急剧减小,所以铝合金经加热到某一温度淬火后,可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时,其强度和硬度随时间的延长而增高,但塑性、韧性则降低,这个过程称为时效。在室温下进行的时效称为自然时效,在加热条件下进行的时效称为人工时效。时效过程中使铝合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。其强化效果是依靠时效过程中所产生的时效硬化相来实现的。

铝铜合金的时效强化过程分为以下四个阶段:

第一阶段:在过饱和α固溶体的某一晶面上产生铜原子偏聚现象,形成铜原子富集区(GP[Ⅰ]区),从而使α固溶体产生严重的晶格畸变,位错运动受到阻碍,合金强度提高。

第二阶段:随时间延长,GP[Ⅰ]区进一步扩大,并发生有序化,便形成有序的富铜区,称为GP[Ⅱ]区,其成分接近CuAl2(θ相),成为中间状态,常用θ″表示。θ″的析出,进一步加重了α相的晶格畸变,使合金强度进一步提高。

第三阶段:随着时效过程的进一步发展,铜原子在GP[Ⅱ]区继续偏聚。当铜与铝原子之比为1:2时,形成与母相保持共格关系的过渡相θ′。θ′相出现的初期,母相的晶格畸变达到最大,合金强度达到峰值。

第四阶段:时效后期,过渡相θ′从铝基固溶体中完全脱落,形成与基体有明显相界面的独立稳定相CuAl2,称为θ相。此时,θ相与基体的共格关系完全破坏,共格畸变也随之消失,随着θ相质点的聚集长大,合金明显软化,强度、硬度降低。

此文关键字:铝合金时效热处理

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