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8021鋁合金化學(xué)成分

Si：0.20-0.60；Mg：0.45-0.90

Fe：≤0.35；Cu：≤0.10

Mn：≤0.10；Zn：≤0.10

Ti：≤0.10；Cr：≤0.10

8021鋁合金熱處理原理

8021鋁合金鑄件的熱處理就是選用某一熱處理規(guī)范,控制加熱速度升到某一相應(yīng)溫度下保溫一定時(shí)間并以一定得速度冷卻,改變其合金的組織,其主要目的是提高合金的力學(xué)性能,增強(qiáng)耐腐蝕性能,改善加工型能,獲得尺寸的穩(wěn)定性。

8021鋁合金熱處理特點(diǎn)：對(duì)于含碳量較高的鋼,經(jīng)淬火后立即獲得很高的硬度,而塑性則很低。然而對(duì)鋁合金并不然,鋁合金剛淬火后,強(qiáng)度與硬度并不立即升高,至于塑性非但沒(méi)有下降,反而有所上升。但這種淬火后的合金,放置一段時(shí)間（如4～6晝夜后）,強(qiáng)度和硬度會(huì)顯著提高,而塑性則明顯降低。淬火后鋁合金的強(qiáng)度,硬度隨時(shí)間增長(zhǎng)而顯著提高的現(xiàn)象,稱(chēng)為時(shí)效。時(shí)效可以在常溫下發(fā)生,稱(chēng)自然時(shí)效,也可以在高于室溫的某一溫度范圍（如100～200℃）內(nèi)發(fā)生,稱(chēng)人工時(shí)效。 （佳洲金屬0769-87086428）

8021鋁合金在淬火加熱時(shí),合金中形成了空位,在淬火時(shí),由于冷卻快,這些空位來(lái)不及移出,便被“固定”在晶體內(nèi)。這些在過(guò)飽和固溶體內(nèi)的空位大多與溶質(zhì)原子結(jié)合在一起。由于過(guò)飽和固溶體處于不穩(wěn)定狀態(tài),必然向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變,空位的存在,加速了溶質(zhì)原子的擴(kuò)散速度,因而加速了溶質(zhì)原子的偏聚。

硬化區(qū)的大小和數(shù)量取決于淬火溫度與淬火冷卻速度。淬火溫度越高,空位濃度越大,硬化區(qū)的數(shù)量也就越多,硬化區(qū)的尺寸減小。淬火冷卻速度越大,固溶體內(nèi)所固定的空位越多,有利于增加硬化區(qū)的數(shù)量,減小硬化區(qū)的尺寸。

沉淀硬化合金系的一個(gè)基本特征是隨溫度而變化的平衡固溶度,即隨溫度增加固溶度增加,大多數(shù)可熱處理強(qiáng)化的的鋁合金都符合這一條件。沉淀硬化所要求的溶解度－溫度關(guān)系,可用鋁銅系的Al－4Cu合金說(shuō)明合金時(shí)效的組成和結(jié)構(gòu)的變化。圖3－1鋁銅系富鋁部分的二元相圖,在548℃進(jìn)行共晶轉(zhuǎn)變L→α＋θ（Al2Cu）。銅在α相中的極限溶解度5.65％（548℃）,隨著溫度的下降,固溶度急劇減小,室溫下約為0.05％。

8021鋁合金固溶處理與淬冷：為了利用沉淀硬化反應(yīng),首先通過(guò)加熱及快速冷卻,形成一種過(guò)飽和的固溶體。形成固溶體的工藝過(guò)程稱(chēng)固溶熱處理。其目的是把合金最大量實(shí)際可溶解的硬化元素溶于固溶體中。這一工藝過(guò)程包括把合金加熱到足夠高溫度下保溫足夠長(zhǎng)時(shí)間然后水中快冷。

概括的說(shuō),提高鋁合金強(qiáng)度,硬度的熱處理,包括三個(gè)步驟的工藝過(guò)程：（1）固溶熱處理－可溶相的溶解。（2）淬火－過(guò)飽和固溶體的形成。（3）時(shí)效－在室溫下（自然時(shí)效）或高溫下（人工時(shí)效或沉淀熱處理）溶質(zhì)原子的沉淀析出。