【摘要】高強(qiáng)鋁合金是一種以鋁、鋅、鎂、銅和鋁合金為系列的具有超高硬度及強(qiáng)度的鋁合金，其通常會具有密度小、耐蝕性好及成型性好等諸多優(yōu)點，且成本相對較低，在軍事及民用材料中得到了廣泛的使用，且經(jīng)過多年的發(fā)展，其性能得到了進(jìn)一步的提升，在許多重工業(yè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。而在高強(qiáng)鋁合金的生產(chǎn)及加工過程中，需要對其進(jìn)行一定的熱處理操作，但是我國并沒有建立起相應(yīng)的鋁合金熱處理標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)單位在進(jìn)行熱處理時通常都是根據(jù)長期積累的熱處理經(jīng)驗進(jìn)行實際操作的，這使得不同生產(chǎn)批次的鋁合金性能及質(zhì)量得不到統(tǒng)一。本文中對高強(qiáng)鋁合金熱處理的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析及探討。

【關(guān)鍵詞】高強(qiáng)鋁合金；熱處理技術(shù)；應(yīng)用

我國經(jīng)過多年的社會主義建設(shè)，整個社會已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，各種建筑施工及工業(yè)生產(chǎn)等都需要大量的高性能材料做為支撐，同時航天工程等國防力量的發(fā)展也需要各種更多性能優(yōu)良的材料做為制造原料，這使各種形式的新型材料相繼面世，高強(qiáng)鋁合金材料就是這樣一種即可以應(yīng)用于航空航天等高科技術(shù)領(lǐng)域，也同樣可以應(yīng)用于日常的工業(yè)生產(chǎn)的一種高性能材料。我國經(jīng)過多年的高強(qiáng)鋁合金生產(chǎn)加工實踐，已經(jīng)積累了大量熱處理經(jīng)驗，但這與國際最尖端的技術(shù)相比，還存在著一定的差距，因此，要對高強(qiáng)鋁合金熱處理技術(shù)進(jìn)行深入的分析及應(yīng)用探討，從而將相關(guān)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并從中得到啟發(fā)，研發(fā)出更易操作且更加有效的熱處理技術(shù)。

一、均勻化處理

通常情況下高強(qiáng)鋁合金中的合金化元素含量較高，因此需要對其進(jìn)行均勻化處理。經(jīng)過均勻化處理的高強(qiáng)鋁合金能夠有效的解決合金凝固時的枝晶偏析問題，使得內(nèi)部化學(xué)成分及組織的不均勻性得以降低或消除，并能夠有效的抑制冷卻時產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而提高其熱塑性。此外，對高強(qiáng)鋁合金進(jìn)行均勻化處理還能有效的減少第二相體積分?jǐn)?shù)，提高合金元素的固溶度，進(jìn)而提高合金的整體固溶強(qiáng)度。在進(jìn)行均勻化的過程中，其操作時間越長，均勻越徹底，所加工合金的強(qiáng)度會越高。但通常情況下的高強(qiáng)鋁合金中的合金元素較多，均勻化很困難。

二、固溶處理

1.強(qiáng)化固溶

該處理方法是取得過飽和固溶體的主要途徑，在對高強(qiáng)鋁合金進(jìn)行固溶的過程當(dāng)中，是對鋁合金進(jìn)行加熱，使其達(dá)到第二相能最大限度的深入固溶體的溫度值，并保持該溫度穩(wěn)定一段時間，并快速析出冷卻，進(jìn)而得到過飽和溶質(zhì)。通常情況下存在兩種固深方式，即一般固溶及強(qiáng)化固溶。一般固溶是保持某一溫度一段時間進(jìn)行固溶，而強(qiáng)化固溶法是行一般固溶后，再進(jìn)行升溫，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時，再進(jìn)行保濕一段時間，后再進(jìn)行冷卻。相比于一般固溶，強(qiáng)化固溶方法提高了固溶體的過飽和度，并且沒有改變合金元素的各組分含量，還有效的降低了粗大未溶結(jié)晶相的含量，有效的改善了抗斷裂性及析出程度，最終實現(xiàn)了高強(qiáng)鋁合金綜合性能的較好提升。

2.高溫預(yù)析出處理

這種固溶方法的具體操作是，先經(jīng)過加熱并保持一定高溫后，使高強(qiáng)鋁合金充分固溶后，再稍稍降低溫度，在這種稍低于固溶溫度的狀態(tài)下保濕一段時間，也就是說要進(jìn)行兩步固溶操作，從而提高晶界和晶內(nèi)的析出質(zhì)量，提高材料的抗應(yīng)力及抗腐蝕性等綜合性能。其處理制度圖如圖1所示（高溫預(yù)析示意圖）。

3.雙重淬火處理

如圖2所示即為雙重淬火制度圖，經(jīng)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在對B95高強(qiáng)鋁合金進(jìn)行雙重淬火處理時，能夠?qū)崿F(xiàn)單級時效后的強(qiáng)度值，同時還可實現(xiàn)雙級時效的強(qiáng)度、抗腐蝕性及塑性等性能的綜合性能。在操作中，先在升溫至470℃，在保溫10min后進(jìn)行第一次淬火操作，緊接著再加到470℃的加熱爐中保濕10min，再進(jìn)行第二次淬火。通過這樣的兩次淬火操作，使得處于固溶溫度下的高強(qiáng)鋁合金不會因保濕過短而出現(xiàn)固溶體晶粒變大的問題等。因為第一次淬火提高了材料的高位濃度，第二次淬火有效的強(qiáng)化了材料的活性補(bǔ)溶。

四、時效處理

3.1單級時效處理

將GP區(qū)溶解溫度的臨界值TC作為合金熱處理的分界點，可以將單級時效進(jìn)行兩種形式的劃分，如圖3所示。根據(jù)鋁合金進(jìn)行時效之后的具體組織，又可以將時效分為峰值時效和欠時效以及過時效三種。其中欠時效具有比較低的時效溫度，這樣能夠保留合金比較高的合金塑性。但是過時效卻和欠時效相反，過時效能夠保證合金有比較好的綜合性能。

3.2雙級時效處理

所謂雙級時效，其實指的是在溫度不同的情況下對合金進(jìn)行兩次時效（見圖4）。

第一級時效屬于低溫預(yù)時效，這種時效在高強(qiáng)鋁合金熱處理中為成核處理時期，處理成密度比較高的GP區(qū)。GP區(qū)位均勻生核，待到GP區(qū)形成足夠大的尺寸，就能作為時效沉淀相的核心，在很大程度上使組織均勻性得到提高。此外，預(yù)時效的溫度要比GP區(qū)溶解溫度低。而GP區(qū)在時效溫度比較高的狀況下還能穩(wěn)定存在的，可以對其優(yōu)先成核，并進(jìn)行h相的轉(zhuǎn)化。

五、冷處理技術(shù)

采用這種技術(shù)，能夠完善鋁合金的強(qiáng)度和塑性，特別是在固溶和時效之間進(jìn)行效果會更加明顯，但是力學(xué)性能不能夠很好的捕捉到循環(huán)溫差和循環(huán)次數(shù)。這是因為深冷處理的過程中，會形成大量的蜷線位錯、位錯環(huán)甚至位錯胞，同時也會造成原有晶粒分成大量的亞晶，它們在相互作用的過程中，就會增強(qiáng)鋁合金結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并能夠很好的改善鋁合金的力學(xué)性能。如果先進(jìn)行時效處理，再進(jìn)行循環(huán)處理，那么在產(chǎn)生位錯時，二相粒子已經(jīng)存在，那么鋁合金強(qiáng)度也不會得到明顯的改善。

結(jié)語

綜上所述，高強(qiáng)鋁合金材料是一種新型的高性能材料，且發(fā)展至今，其已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、軍事及民用等各領(lǐng)域當(dāng)中，并取得了較好的效果，提升高強(qiáng)鋁合金的相關(guān)加工技術(shù)，是保證期穩(wěn)定發(fā)展的必要條件。在高強(qiáng)鋁合金生產(chǎn)過程中，熱處理技術(shù)是十分重要的一項操作技術(shù)，它決定著高強(qiáng)鋁合金最后的實際性能，因此對熱處理技術(shù)進(jìn)行控制是材料加工的重點內(nèi)容國。由于我國高強(qiáng)鋁合金加工技術(shù)起步晚于發(fā)達(dá)國家，相關(guān)的熱處理技術(shù)也稍有落后，要想提高我國的熱處理技術(shù)，就要加強(qiáng)熱處理技術(shù)國際交流，并定期選派專業(yè)人才去技術(shù)發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)交流，從而更好的完善及改良我國的熱處理技術(shù)，從而提高整體高強(qiáng)鋁合金加工質(zhì)量及效率。

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