В данной статье дается введение в термическую обработку алюминиевых сплавов, включая типы термической обработки, коды и цели, а также причины возникновения распространенных дефектов и методы их предотвращения.
Термическая обработка отливок из алюминиевых сплавов подразумевает контроль температуры нагрева, времени выдержки и скорости охлаждения в соответствии с конкретной спецификацией термической обработки, изменяя структуру сплава. Ее основными целями являются улучшение механических свойств, повышение производительности обработки и достижение размерной стабильности.
Процессы термической обработки отливок из алюминиевых сплавов можно разделить на четыре основных типа: отжиг, обработка на твердый раствор, обработка старением и циклическая обработка. Обработка старением далее подразделяется на недостаривание, полное старение и перестаривание.
Отжиговая обработка включает в себя нагрев отливок из алюминиевого сплава до относительно высокой температуры, обычно около 300 градусов по Цельсию, выдержку в течение определенного времени, а затем охлаждение вместе с печью до комнатной температуры. Этот процесс называется отжигом. В процессе отжига происходит разложение твердого раствора, агрегация частиц вторичной фазы, устранение внутренних напряжений, обеспечение размерной стабильности, снижение деформации и повышение формуемости.
Обработка на твердый раствор заключается в нагревании отливок до температуры от 300 до 500 градусов по Цельсию, выдержке в течение примерно двух часов, что приводит к полному растворению растворимых фаз в сплаве, а затем к закалке в воде для достижения максимального растворения упрочняющих фаз в сплаве и фиксации их на месте для испытания. Этот процесс называется закалкой, также известной как термическая обработка или обработка холодом.
Обработка старением, также известная как низкотемпературный отпуск, включает в себя нагрев предварительно закаленных отливок из алюминиевого сплава до определенной температуры, выдержку в течение определенного времени, а затем охлаждение до комнатной температуры вне помещения, стабилизируя структуру сплава. Недостарение относится к использованию более низкой температуры старения или более короткого времени выдержки для достижения оптимальных комплексных механических свойств, более высокой прочности, хорошей пластичности и вязкости. Полное искусственное старение относится к использованию более высокой температуры старения и более длительного времени выдержки для достижения более высокой твердости.
Перестаривание относится к нагреву для старения при более высокой температуре для достижения хорошей коррозионной стойкости под напряжением, стабильной структуры и геометрических размеров. Циклическая обработка относится к охлаждению отливок из алюминиевого сплава до минус 50 градусов Цельсия или минус 70 градусов Цельсия или ниже и выдержке в течение двух-трех часов, затем нагреванию отливок до температуры ниже 350 градусов Цельсия, вызывая повторное сжатие и расширение решетки твердого раствора в сплаве, вызывая небольшое смещение кристаллических зерен различных элементов для достижения стабильного состояния. Этот процесс термообработки с повторным нагревом и охлаждением называется циклической обработкой, в основном используемой при изготовлении прецизионных деталей, а обычные отливки такой обработке не подвергаются.
При термической обработке алюминиевых сплавов обычно используются государственные коды и их цели:
*Код T1, искусственное старение, направлен на повышение твердости, улучшение производительности обработки и повышение прочности сплавов, таких как ZL104 и ZL105.
*Код T2, отжиг, направлен на устранение внутренних напряжений, устранение наклепа, вызванного механической обработкой, улучшение размерной стабильности и повышение пластичности сплава.
*Код T4, обработка на твердый раствор, направлена на повышение прочности и твердости, достижение максимальной пластичности и хорошей коррозионной стойкости.
*Код T5, обработка на твердый раствор + недостаривание, используется для достижения достаточно высокой прочности при сохранении высокой пластичности, но со сниженной коррозионной стойкостью.
*Код T6, обработка на твердый раствор + полное старение, используется для достижения максимальной прочности, но со сниженной пластичностью и коррозионной стойкостью.
*Код T7, обработка на твердый раствор + стабилизирующий отпуск, направлен на улучшение размерной стабильности и коррозионной стойкости при сохранении высоких механических характеристик.
*Код T8, обработка на твердый раствор и смягчающий отпуск, направлен на достижение размерной стабильности, улучшение пластичности, но снижение прочности.
Дефекты и методы их устранения при термической обработке алюминиевых сплавов:
Классификация дефектов термической обработки: недостаточные механические свойства, неравномерная закалка, деформация, растрескивание, перегрев.
Типы дефектов:
Недостаточные механические свойства: проявляется в низком удлинении в отожженном состоянии; недостаточной прочности на разрыв и удлинении в состоянии, обработанном на твердый раствор; недостаточной прочности на разрыв и удлинении после старения.
Причины:
1. Во время отжига низкая температура отжига или недостаточное время выдержки, или слишком быстрое охлаждение.
2. Во время обработки на твердый раствор температура слишком низкая, время выдержки недостаточное, время переноса для закалки слишком длительное или температура воды для закалки слишком высокая.
3. Недостарение или перестаривание из-за высокой температуры или чрезмерного времени, приводящее к высокой прочности на разрыв, но недостаточному удлинению, или низкой температуры и короткого времени, приводящее к низкой прочности на разрыв, но чрезмерному удлинению.
4. Отклонение в химическом составе сплава, например, превышение верхних пределов основных компонентов.
Методы устранения дефектов:
Повторный отжиг при более высокой температуре, или увеличение времени выдержки, или строгое охлаждение с печью.
Увеличьте температуру обработки на твердый раствор до верхнего предела или увеличьте время выдержки, сократите до минимума время перехода к закалке, обеспечив отсутствие деформации или трещин, снизьте температуру закалочной воды или замените закалочную среду на органическую закалочную среду «CL-1».
Отрегулируйте температуру и время старения после повторной обработки раствором.
Отрегулируйте параметры термообработки на основе конкретного химического состава, а также отрегулируйте химический состав для последующих отливок.
Если у вас есть вопросы или потребности, связанные с литьем из алюминиевых сплавов, свяжитесь с нами.
Э: lydia@welongchina.com.
