动力学?7.5 时效硬化原因?7.6 时效理论的应用Р7.1 铝合金的热处理原理Р铝合金的基本热处理形式是退火及淬火时效。?退火属软化处理,目的是获得稳定的组织和优良的工艺塑性;淬火时效为强化处理,借助时效硬化以提高合金的强度性能。Р自从1905年德国A·维尔姆(A.Wilm)首先在Al-3.5%Cu-5%Mg合金中发现时效硬化现象以来,各国科学工作者对铝合金的时效理论进行了广泛深入的研究,获得了丰硕成果。?其中对Al-Cu系,特别是对Al-4%Cu合金的研究比较系统,认识也较透彻。РAl-4Cu合金在时效过程中组织、性能的变化?如图7-1所示,为Al-Cu二元合金相图的一部分,在548℃时发生共晶转变:?L α+θ(CuAl2)?548℃时,Cu在α相中的极限固溶度为5.65%wt。随着温度的下降,固溶度急剧减小,室温时为0.05%。?θ相的名义组成是CuAl2,属正方晶格,按化学式计算Cu含量为54.08%,但实际上只含52.5~53.9%Cu,即只有部分Cu原子为Al原子置换的条件下θ才能稳定存在。Р图7-1 Al-Cu二元相图的富Al部分РAl-4Cu合金缓慢冷却时的组织为(α+θ)两相,其铸造状态的抗拉强度约为150MPa。?如将该合金加热到固溶度线以上在保持一段时间后迅速淬入干冰(-78℃)中,形成过饱和固溶体(含4%Cu),其抗拉强度可增至200MPa。?此时若长期在干冰中保存,机械性能没有明显改变,但若从干冰中取出,在室温下放置则2h后开始出现硬化现象。硬度和强度增大,并随时间的延长而加剧,8days后达到最大值,以后趋于稳定。?若在50℃环境中,2d达到最大值,变化规律与室温的一样。Р图7-2 Al-4Cu自然时效时的硬度变化Р前述的Al-4Cu合金的时效硬化现象是合金内部组织变化的反映。为了认识产生这种变化的原因,必须了解过饱和固溶体的沉淀过程及其影响。
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