摘 要：对高强铝合金的热处理技术进行介绍与研究，将深冷处理与均匀化处理纳入高强铝合金的热处理范畴，对高强铝合金热处理技术原理进行分析。

　　关键词：高强铝合金 热处理 研究 技术

　　中图分类号：TG14 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2013)008-068-02

　　作者：邱书文

　　来源：《科协论坛·下半月》2013年第08期

　　作为一种性能比较高的材料，高强铝合金不管是运用到日常生活中，还是运用到军工业中，都具有非常广泛的用途。相比于国外高强铝合金，我国对高强铝合金方面的研究不管是工艺技术和基础理论，还是高强铝合金的完善程度以及技术装备水平都存在非常大的差距。将深冷处理与均匀化处理纳入高强铝合金的热处理范畴，进一步研究我国高强铝合金热处理技术。

　　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 铝合金强化固溶

　　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 铝合金高温预析出处理

　　所谓高温预析出，其实指的就是先对铝合金进行充分的高温固溶，再在比固溶温度稍低的情况下进行保温，这就是所谓的两步固溶法，以此来使晶内与晶界的析出状况得以改善，保证材料能够有比较优良的力学性能，特别是能够改善铝合金的抗应力腐蚀性能。

　　2.3 双重淬火处理

　　相关研究表明，通过预先双重淬火的方式对B95铝合金进行热处理，不仅能够使合金达到对其进行单级时效后的合金强度值，而且还可以达到双级时效后的塑性、强度以及抗腐蚀性。也就是说，在470℃的温度下，对其进行10分钟的保温，以作第一次淬火，然后还是在470℃的温度下，对其进行10分钟的保温，以作第二次淬火。在短时间内，这种双重淬火处理方式不会导致固溶体晶粒扩张，也不会引起晶粒与金属化合物粘连。第一次淬火可以使合金空位浓度得到很大程度的提高，确保了第二次淬火过程中的活性补溶。

　　3 时效处理

　　对高强铝合金进行时效处理的方法主要分为分级时效与单级时效两种。

　　3.1 单级时效处理

　　将GP区溶解温度的临界值TC作为合金热处理的分界点，可以将单级时效进行两种形式的划分，如图1所示。根据铝合金进行时效之后的具体组织，又可以将时效分为峰值时效和欠时效以及过时效三种。 其中欠时效具有比较低的 时效温度，也可以说时效期比较短，这样能够保留合金比较高的合金塑性。但是过时效却和欠时效相反，过时效能够保证合金有比较好的综合性能。

　　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(见图2)。

　　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'相的转化。

　　4 形变热处理

　　所谓形变热处理，其实是一种能够将热处理和塑性变形进行联合处理的工艺。这种处理方式的目的就是能够使合金精细结构与合金过渡沉淀相分布得以改善，以形成比较高的韧性、强度以及抗蚀性。高强铝合金的形变热处理的处理类型有很多种，像高温形变、最终形变、中间形变以及低温形变等。其中对Al-Cu-Mg高强度铝合金处理最为有效的是低温形变热处理，但不利于Al-Zn-Mg-Cu高强合金处理。增大高强铝合金的冷变形量，使其沉淀的速度得以加快，使合金的硬度得以提高。然而，合金在冷变形之后，降低了合金的时效强度，导致这种现象的原因是相存在不均匀现象。

　　5 总结

　　与国外相比，我国高强铝合金的热处理技术还存在非常大的差距，所以，在对高强铝合金热处理原理及技术进行神人研究与探讨的过程中，还要对计算机控制与模拟合金热处理技术进行加强。对于这方面的发展与进步，还有待进一步考察与研究。

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