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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 4147
工業(yè)鋁型材生產(chǎn)時(shí)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(shí)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(guò)程中對時(shí)效工藝的把控非常嚴格。
對工業(yè)鋁型材產(chǎn)品進(jìn)行淬火、時(shí)效處理,在多數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(hù)要求材料具備相對較高的強度、較好的伸長(cháng)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(shí)效工藝主要包括加熱溫度與保溫時(shí)間。加熱溫度較高,保溫時(shí)間相對縮短;相反則保溫時(shí)間相應延長(cháng)。
②:對于同一鋁型材時(shí)效溫度越高,鋁型材脫溶越快,達到時(shí)效峰值時(shí)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(shí)效溫度下,其強化峰值對應不同的脫溶產(chǎn)物,如圖中Al-4.5%Cu鋁型材在130℃和190℃時(shí)效時(shí),其峰值對應的脫溶產(chǎn)物分別為θ"相和θ"+θ’相;而Al-3.0%Cu鋁型材在上述兩個(gè)溫度下強化峰值所對應的脫溶物分別為θ"+θ'相和θ’相。
無(wú)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(shí)效工藝進(jìn)行強化處理。
對工業(yè)鋁型材產(chǎn)品進(jìn)行淬火、時(shí)效處理,在多數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(hù)要求材料具備相對較高的強度、較好的伸長(cháng)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(shí)效工藝主要包括加熱溫度與保溫時(shí)間。加熱溫度較高,保溫時(shí)間相對縮短;相反則保溫時(shí)間相應延長(cháng)。
時(shí)間的把控對鋁型材時(shí)效的影響:
①:工業(yè)鋁型材時(shí)效工藝對于時(shí)間控制非常嚴格,也是決定時(shí)效工藝重要因素之一;在一定時(shí)效溫度下,材料硬度隨時(shí)間的延長(cháng)而升高,達到峰值后又隨時(shí)效時(shí)間的延長(cháng)而下降,即進(jìn)入過(guò)時(shí)效階段;之所以發(fā)生過(guò)時(shí)效,可能是鋁型材時(shí)效初期形成的脫溶質(zhì)點(diǎn)發(fā)生粗化,也可能是數量較少的、較穩定的脫溶產(chǎn)物替代了數量較多而穩定性較小的脫溶產(chǎn)物;此外時(shí)效初期的共格脫溶產(chǎn)物轉變?yōu)榘牍哺衩撊墚a(chǎn)物,減弱或消失了集體中彈性應力場(chǎng),以致鋁型材時(shí)效強化效果下降。②:對于同一鋁型材時(shí)效溫度越高,鋁型材脫溶越快,達到時(shí)效峰值時(shí)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(shí)效溫度下,其強化峰值對應不同的脫溶產(chǎn)物,如圖中Al-4.5%Cu鋁型材在130℃和190℃時(shí)效時(shí),其峰值對應的脫溶產(chǎn)物分別為θ"相和θ"+θ’相;而Al-3.0%Cu鋁型材在上述兩個(gè)溫度下強化峰值所對應的脫溶物分別為θ"+θ'相和θ’相。
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溫度把控對鋁型材時(shí)效的影響:工業(yè)鋁型材時(shí)效過(guò)程中,當保溫時(shí)間相同而溫度不同時(shí),鋁型材性能隨著(zhù)溫度的上升而提高,當溫度升至一定高度時(shí),鋁型材時(shí)效強度達到最高值,超過(guò)最高值之后會(huì )隨著(zhù)溫度的不斷上升而不斷下降;當鋁型材時(shí)效溫度足夠高時(shí),會(huì )出現嚴重的過(guò)時(shí)效,有些鋁型材的強度可能低于剛淬火后的強度。 |
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工業(yè)鋁型材時(shí)效工藝分類(lèi):
工業(yè)鋁型材時(shí)效工藝可以飛為人工時(shí)效和自然時(shí)效;由于自然時(shí)效需要時(shí)間較長(cháng),難以把控,所以目前大部分鋁型材生產(chǎn)廠(chǎng)家全都采用人工時(shí)效工藝。工業(yè)鋁型材人工時(shí)效:
人工時(shí)效相對于自然時(shí)效而言,在生產(chǎn)效率上大大提高,但人工時(shí)效相對于自然時(shí)效而言,其亞結構組織比較粗化,脫溶相可能由G.P.區和過(guò)渡相向過(guò)渡相和平衡相轉化,過(guò)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(shí)效后,繼續于190℃,保溫10h進(jìn)行人工時(shí)效,其抗拉強度 σb則為500MPa,屈服強度σ0.2為425MPa,伸長(cháng)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(cháng)率略有降低(σb下降28MPa,伸長(cháng)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(shí)效工藝進(jìn)行強化處理。