工业铝型材生产加工厂家

铝型材经淬火呈亚稳定状态的过饱和固溶体，有发生分解和析出过剩溶质院子的趋势，在一定条件下，这种过饱和固溶体发生分解和析出的热处理阶段称时效；在室温条件下的时效称自然时效，需要将铝型材加热一定温度并保持一定时间的时效称人工时效；

一般来讲，大多数铝型材在室温下就产生脱溶过程即发生自然时效，自然时效可在淬火后立即开始，也可经过一定的“孕育期”才开始；不同材质铝型材自然时效的速度相差很大，有的合金材质仅需数天，如硬铝合金型材（2A11、2A12等）在淬火后室温停放48h以后，性能开始趋于稳定；有的铝型材需要经过数月或数年性能才能趋于稳定，如7A04合金即使自然时效3个月也难以达到稳定状态，只有在升高温度（通常高于120℃）的条件下，过饱和固溶体的分解和析出才可能加速；

时效硬化过程是过饱和固溶体分解和析出的过程，这个过程在时效整个阶段可分为三个阶段：第一阶段是溶质原子沿基体的一定晶面产生富集，形成浓度偏聚，即G.P区的阶段；这个阶段中，G.P区与母相共格，结构与母相之间的表面能小，铝型材的强度、硬度开始升高；第二阶段G.P区长大并转化为一种中间相（θ”）；θ”相完全与基体共格，在基体中均匀分布；但θ”相的结构与基体有差别，在相周围会产生较大的晶格畸变，导致铝型材显著强化，其强化效果比G.P区要大；第三个阶段是中间过渡相（θ”）转变为具有独立晶体结构的稳定相，铝型材的强度、硬度开始降低，也就是过时效开始；如果时效时间再延长或温度升高，平衡相θ聚集长大，铝型材就会过时效，过时效的铝型材强度、硬度显著降低；

铝型材的时效硬化能力与固溶体的浓度和时效温度有关，理论上固溶体的浓度越高，时效效果越强烈，以接近极限溶解度的铝型材强化效果最大；反之，则效果越低；时效温度对时效效果的影响可用不同温度下的等温时效曲线来表示，见下图：

从曲线上可观察到以下特点：

 

（1）降低时效温度，可以阻碍或抑制时效硬化效应（如在-18℃时）；

（2）时效温度提高，则时效硬化速度加快，时效时间缩短，但硬化峰值的软化速度也较快；

（3）在具有强度峰值的温度范围内，强度最高值随时效温度升高而降低；

（4）在人工时效时，强度才会出现峰值，当铝型材的强度达到最高值时，如果继续延长时效时间，强度不仅不会升高，反而开始下降，出现“过时效”；

（5）自然时效不会出现过时效现象；

 

实效的目的是使淬火得到的过饱和固溶体发生分解并均匀析出，用来提高铝型材的强度性能；根据时效硬化曲线可以确定时效工艺制度，也可避免过时效现象；

 

从时效硬化曲线得知，在时效初期铝型材强度升高很慢或不升高且塑性很高，可利用这一特性对铝型材进行矫直操作，对生产非常有利；

 

对一般铝型材来说，采用自然时效时，其屈服强度稍低，而耐腐蚀性能较好；采用人工时效时，铝型材的屈服强度较高，而伸长率和耐腐蚀性能都降低，但对于AI-Zn-Mg-Cu系铝型材（7A04则）相反，当采用人工时效时，铝型材的耐腐蚀性能反而比自然时效的高；人工时效时，屈服强度较抗拉强度有更大的提高，因此，与同一铝型材的自然时效状态比较，人工时效后有更高的强度和较低的塑性；过时效降低抗拉强度及屈服强度，但塑性不能相应成比例升高；

 

铝型材经时效后会发生时效硬化，但时效的硬化是可逆的，若将经过自然时效的铝型材放在比较高的温度（但低于淬火加热温度）下短时间加热，然后在迅速冷却到室温，这时其强度将立即下降到和刚淬火时的差不多，即又回复到新淬火状态，其他性质的变化也往往相似，这种现象称回归；回归后的铝型材还能进行自然时效，可以重复多次，这种可逆效应称“回归效应”；但应指出，回归操作每重复一次，都会发生一部分不可逆的分解，使再时效的能力减弱；硬铝型材自然时效后在200~250℃短时间加热后迅速冷却，其性能变化如下图所示：

自然时效后铝型材一般只生成G.P区，但G.P区是热力学不稳定的沉淀相，如在较高温度下短时间加热，即会迅速向固溶体中回溶而消失，冷却后又变成过饱和固溶体而恢复再时效的能力，这就是回归效应产生的原因；

回归效应在工业生产中很有实用价值，例如对自然时效后因塑性降低零件的整形与修复处理困难，可以利用回归处理来恢复塑性，但应注意以下几点：

（1）回归处理的温度必须高于原先的时效温度，两者差别愈大、回归愈快、愈彻底；相反，如果两者差别很小，则回归很难发生，甚至不发生；

（2）回归处理的加热时间一般很短，只要低温脱溶相完全溶解即可，如果时间过长，会使硬度重新升高或过时效，达不到回归效果；

（3）在回归过程中，仅预脱溶期的G.P区重新溶解，脱溶期产物往往难以溶解；由于低温时效时不可避免地总有少量脱溶期产物在晶界等处析出，因此，即使在最有利的情况下铝型材也不可能完全回归到新淬火状态，总有少量性质的变化是不可逆的；这样，既会造成力学性能一定的损失，也易使铝型材产生晶间腐蚀，使铝型材耐腐蚀性有所降低，因而有必要控制回归处理的次数；

对于某些铝型材来说，淬火和人工时效之间的间隔时间对其时效效果有一定影响；如AI-Mg-Si系铝型材，在淬火后必须立即进行人工时效，才能得到高的强度，如果在室温停放一段时间再时效，对强度有不利影响；w（Mg2Si）＞1%的铝型材在室温停放24h后再时效，强度比淬火后立即时效的低约10%，这种现象称“停放效应”或“时效滞后现象”；因此，对于有“停放效应的”铝型材，应尽可能缩短淬火与人工时效的间隔时间；下表列出了某些铝型材时效工艺制度：