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影響工業(yè)鋁型材力學(xué)性能的關(guān)鍵因素
艾普斯 丨 2016.12.15 丨 3868
工業(yè)鋁型材生產(chǎn)時效工藝是決定工業(yè)鋁型材產(chǎn)品力學(xué)性能的關(guān)鍵因素,工業(yè)鋁型材時效工藝直接影響鋁型材產(chǎn)品抗拉強度、韌性、承載力、硬度、抗氧化能力,所以工業(yè)鋁型材生產(chǎn)過程中對時效工藝的把控非常嚴格。
對工業(yè)鋁型材產(chǎn)品進行淬火、時效處理,在多數(shù)情況下是為了充分發(fā)揮材料的潛質(zhì),獲得材料的最高強度性能;此外也有用戶要求材料具備相對較高的強度、較好的伸長率和較強的耐腐蝕性能等,即具有相對良好的綜合特性。
工業(yè)鋁型材時效工藝主要包括加熱溫度與保溫時間。加熱溫度較高,保溫時間相對縮短;相反則保溫時間相應(yīng)延長。
②:對于同一鋁型材時效溫度越高,鋁型材脫溶越快,達到時效峰值時間越短,但鋁型材強化效果減小,鋁型材硬度峰值有所下降。
③:不同鋁型材或同一鋁型材在不同時效溫度下,其強化峰值對應(yīng)不同的脫溶產(chǎn)物,如圖中Al-4.5%Cu鋁型材在130℃和190℃時效時,其峰值對應(yīng)的脫溶產(chǎn)物分別為θ"相和θ"+θ’相;而Al-3.0%Cu鋁型材在上述兩個溫度下強化峰值所對應(yīng)的脫溶物分別為θ"+θ'相和θ’相。
無標題文檔
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對于主要強化相為Mg2Si、MgZn2、T(Al2Mg2Zn3)相者,如7A04、7A09、6A02等鋁型材均采用人工時效工藝進行強化處理。
對工業(yè)鋁型材產(chǎn)品進行淬火、時效處理,在多數(shù)情況下是為了充分發(fā)揮材料的潛質(zhì),獲得材料的最高強度性能;此外也有用戶要求材料具備相對較高的強度、較好的伸長率和較強的耐腐蝕性能等,即具有相對良好的綜合特性。
工業(yè)鋁型材時效工藝主要包括加熱溫度與保溫時間。加熱溫度較高,保溫時間相對縮短;相反則保溫時間相應(yīng)延長。
時間的把控對鋁型材時效的影響:
①:工業(yè)鋁型材時效工藝對于時間控制非常嚴格,也是決定時效工藝重要因素之一;在一定時效溫度下,材料硬度隨時間的延長而升高,達到峰值后又隨時效時間的延長而下降,即進入過時效階段;之所以發(fā)生過時效,可能是鋁型材時效初期形成的脫溶質(zhì)點發(fā)生粗化,也可能是數(shù)量較少的、較穩(wěn)定的脫溶產(chǎn)物替代了數(shù)量較多而穩(wěn)定性較小的脫溶產(chǎn)物;此外時效初期的共格脫溶產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍哺衩撊墚a(chǎn)物,減弱或消失了集體中彈性應(yīng)力場,以致鋁型材時效強化效果下降。②:對于同一鋁型材時效溫度越高,鋁型材脫溶越快,達到時效峰值時間越短,但鋁型材強化效果減小,鋁型材硬度峰值有所下降。
③:不同鋁型材或同一鋁型材在不同時效溫度下,其強化峰值對應(yīng)不同的脫溶產(chǎn)物,如圖中Al-4.5%Cu鋁型材在130℃和190℃時效時,其峰值對應(yīng)的脫溶產(chǎn)物分別為θ"相和θ"+θ’相;而Al-3.0%Cu鋁型材在上述兩個溫度下強化峰值所對應(yīng)的脫溶物分別為θ"+θ'相和θ’相。
溫度把控對鋁型材時效的影響:工業(yè)鋁型材時效過程中,當保溫時間相同而溫度不同時,鋁型材性能隨著溫度的上升而提高,當溫度升至一定高度時,鋁型材時效強度達到最高值,超過最高值之后會隨著溫度的不斷上升而不斷下降;當鋁型材時效溫度足夠高時,會出現(xiàn)嚴重的過時效,有些鋁型材的強度可能低于剛淬火后的強度。 |
工業(yè)鋁型材時效工藝分類:
工業(yè)鋁型材時效工藝可以飛為人工時效和自然時效;由于自然時效需要時間較長,難以把控,所以目前大部分鋁型材生產(chǎn)廠家全都采用人工時效工藝。工業(yè)鋁型材人工時效:
人工時效相對于自然時效而言,在生產(chǎn)效率上大大提高,但人工時效相對于自然時效而言,其亞結(jié)構(gòu)組織比較粗化,脫溶相可能由G.P.區(qū)和過渡相向過渡相和平衡相轉(zhuǎn)化,過渡相、平衡相粒子也可能發(fā)生聚集,使強化效果略有改變。工業(yè)鋁型材淬火自然時效后,繼續(xù)于190℃,保溫10h進行人工時效,其抗拉強度 σb則為500MPa,屈服強度σ0.2為425MPa,伸長率為10.5%;屈服強度有較明顯提高(增加79MPa),但抗拉強度σb、伸長率略有降低(σb下降28MPa,伸長率下降5.3%)。對于主要強化相為Mg2Si、MgZn2、T(Al2Mg2Zn3)相者,如7A04、7A09、6A02等鋁型材均采用人工時效工藝進行強化處理。