高强铝合金热处理技术的运用论文_刘志

高强铝合金热处理技术的运用论文_刘志

哈尔滨东安机电制造有限责任公司 黑龙江省 150060

摘要:高强铝合金具有密度小、比强度高、耐蚀性和成型性好、成本低等一系列优点,在航空、航天、船舶以及军事工业得到了广泛的应用。其在重工业领域的作用越来越凸显出来,并受到社会的广泛关注。但是从我国高强铝合金研究界来看,对热处理技术还没有一个准确的定位和标准,各个企业在高强铝合金的热处理技术也是根据自身的发展经验,致使生产出来的高强铝合金质量良莠不齐,从而不能够把高强铝合金的功能彻底的发挥出来。本文将对高强铝合金热处理技术进行分析与研究,将深冷处理和均匀化处理运用到高强铝合金的热处理技术中,从而提高高强铝合金的性能,以便更好的服务于航空、航天、军事等重工业领域。

关键词:高强铝合金;热处理;技术;运用

引言

随着我国社会经济的快速发展以及国际形势的不断变化,人们越来越重视航空航天技术的发展,以增强我国的国防能力和综合国力。高强铝合金作为航空航天以及军事工业的重要材料,得到了广泛的运用,并具有不可替代的地位。但是与国外相比,我国对高强铝合金的热处理技术研究还存在着一定的差距,不能够很好的开发高强铝合金的利用潜能。将深冷处理和均匀化处理运用到热处理技术中,将能够生产处性价比比较高的高强铝合金,从而为我国的重工业发展提供良好的物质基础。

1均匀化处理

由于高强铝合金具有非常高的合金化元素总量,因此,在铸造铝合金的过程中,均匀化是对其进行初步处理的必经工序。在对合金凝固的过程中,通常会出现枝晶偏析,而对其进行均匀化处理能够降低或者消除枝晶组织及化学成分不均匀性,同时减少或者消除在对快速冷却铸锭的过程中所导致的内应力,使其热塑性得到有效改善。对高强铝合金进行均匀化处理可以保证在铸造铝合金的过程中出现的非平衡进行二次溶解,降低二次溶解时的体积分数,是合金塑性得到有效改善,提高在基体中高强铝合金的固溶度,同时使其固溶强度得到提高。均匀化高强度铝合金的时间越长,热处理的过程也就会越彻底。但是,由于高强度铝合金具有非常高的合金元素含量,所以,对高强度铝合金进行均匀化通常会很困难。首先从对合金性能进行改善着手,目前对高强度铝合金进行均匀化的制度有几种。对高强度铝合金进行研究表明,铝合金两极均匀化要比单级均匀化的效果好;短时保温可以确保铝合金粒子更快的析出弥散,对亚晶粒进行细化,在一定程度上有利于合金综合性能的提高。相比于铝合金低温均匀化,高温均匀化更能加快铝合金中合金元素的溶解进程。

2固溶处理

2.1强化固溶

对铝合金进行固溶处理是提炼过饱和固溶体的重要方式。强化固溶在铝合金基体中将第二相能随温度的减少而下降的铝合金进行加热,待其第二相能最大限度或者全部与合金如熔体中的温度相溶,对其进行一段时间的保温,要比第二相从溶入到析出的冷却速度快,以此来获取过饱和的空位及溶质原子。现阶段,对高强铝合金进行固溶处理的方法有强化固溶与一般固溶两种。所谓强化固溶处理,其实指的是在一定温度下,将其进行一定时间的保温,再通过一定的升温速度进行逐渐升温,再对铝合金保温之后,将其置于室温下进行冷却。若在冷却的过程出项相同的时效制度,那么就能够看到对高强铝合金进行强化固溶的优势。相比于一般固溶方式,强化固溶能够在合金化元素总量不用提高的基础上,对固溶体铝合金的过饱和度进行提高,而且还使没有溶化掉的结晶相得以减少,对铝合金抗断裂性能的改善以及时效析出程度的提高具有重要意义,能够有效提高其综合性能。

2.2高温预析出处理

这种固溶方法的具体操作是,先经过加热并保持一定高温后,使高强铝合金充分固溶后,再稍稍降低温度,在这种稍低于固溶温度的状态下保湿一段时间,也就是说要进行两步固溶操作,从而提高晶界和晶内的析出质量,提高材料的抗应力及抗腐蚀性等综合性能。

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2.3 双重淬火处理

双重催化能够有效的提升铝合金的金属特性这种处理方式的使用可以使铝合金在单位强度内进行提升,还可以增强自身的合金强度值通过正确的处理方式还可以确保其达到双级时效的塑性、强度等。通常的说大约在470℃白勺温度下对其进行十分钟左右的保温处理并将其作为淬火的一种过程然后继续在470℃白勺条件下进行第二次的淬火。通过实践淬火可以发现在这种短时间的淬火过程中双重淬火的方式不仅不会导致固溶体晶粒的扩张同样也不会使大量的晶体与金属化合物中的物质进行粘连、吞噬。在进行双重淬火的过程中第一次淬火的目的是为了提高金属内部的空位浓度第二次则是为了确保金属的活性容你。

3时效处理

3.1单级时效处理

首先,笔者将GP去(溶质原子团聚区)中溶解温度临界值Tc作为对合金材料进行热处理的一个分界点。之后,以合金材料进行了时效处理之后具体的组织形式为依据,将单级时效划分为峰值时效、过时效以及欠时效三大种类。其中,欠时效的时效温度相对较低,也就是说,此种时效的时效期要短于其他两种,这是为了更好地保留合金材料自身的合金塑性。与此同时,过时效的各个数值同欠时效正好相反,无论是时效温度还是时效期,都要高于其他两种,这主要是为了有效地提升合金材料的综合性能。

3.2双级时效处理

所谓双级时效其实指的是在温度不同的情况下对合金进行两次时效。第一级时效属于低温预时效,这种时效在高强铝合金热处理中为成核处理时期处理成密度比较高的Gp区。一般情况下Gp区位均匀生核待到Gp区形成足够大的尺寸就能作为时效沉淀相的核心在很大程度上使组织均匀性得到提高。此外预时效的温度要比Gp区溶解温度低。而Gp区在时效温度比较高的状况下还能稳定存在的可以对其优先成核并进行转化。

4形变热处理

高强度铝合金的热处理需要在高温环境中进行,这就导致了被处理的元件非常容易出现热处理变相或者塑性变形问题的出现。根据问题的出现厂种热处理技术营运而生。该技术在使用过程中是通过对合金内部的精细结构以及合金过渡沉淀相的分布进行调整,在此基础之上形成一种具有较高韧性、强度、以及抗腐蚀性能的金属。对于高强铝合金的变形热处理的加工处理方法存在着许多的类型通过高温变形、低温变形等技术方法的使用均可以达到金属的处理目的。在进行处理的过程中低温处理技术对于含有铝、铜、镁元素的镁铝合金具有显著的处理效果但是如果合金当中掺杂了锌原色就有可能影响处理的效果。在进行高强铝合金的处理过程中增大其自身的冷变形量加快反映过程中的沉淀速度肩助于铝合金硬度的提高。但是。一旦铝合金预冷变形就会导致合金时效强度的降低。

结束语

综上所述,高强铝合金材料是一种新型的高性能材料,且发展至今,其已经广泛的应用于工业、军事及民用等各领域当中,并取得了较好的效果,提升高强铝合金的相关加工技术,是保证期稳定发展的必要条件。在高强铝合金生产过程中,热处理技术是十分重要的一项操作技术,它决定着高强铝合金最后的实际性能,因此对热处理技术进行控制是材料加工的重点内容国。由于我国高强铝合金加工技术起步晚于发达国家,相关的热处理技术也稍有落后,要想提高我国的热处理技术,就要加强热处理技术国际交流,并定期选派专业人才去技术发达国家学习交流,从而更好的完善及改良我国的热处理技术,从而提高整体高强铝合金加工质量及效率。

参考文献:

[1]邱书文.关于高强铝合金的热处理技术的研究分析[J].科协论坛(下半月),2013,(8):34-36.

[2]董立新,周友龙,何贤贵等.提高7A04铝合金强度的工艺研究[J].热加工工艺,2011,(12):56-58.

[3]杨守杰,杨霞.高强度铝合金的研究进展[J].粉末冶金工业,2010,(5):89-90.

论文作者:刘志

论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期

论文发表时间:2017/10/10

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