高强铝合金的热处理工艺分析

（山东诺维科轻量化装备有限公司技术发展部 山东龙口 265705）

摘 要：高强铝合金是一种性能较好的合金材料，在人们的生活生产之中都能够看见铝合金的身影。我们国家的工艺水平与发达国家相比依然有着非常大的距离。然而国内市场对于高强铝合金的需求数量日益提升，经过运用目前所具备的科技手段优化高强铝合金加工环节所出现的热处理问题，一定可以增强高强铝合金的制造水平。

关键词：高强铝合金；热处理；工艺

1 前言

高强铝合金无论是在日常生产生活环节，又或是在军工领域，均有着大量的运用。与国外的高强铝合金对比而言，我们国家对于高强铝合金层面的探讨无论是基础理论与工艺技术，又或是完善程度及技术水准均有着较大的差距。将均匀化处理和深冷处理融入至高强铝合金的热处理范围之内，更加深入的探讨我们国家当前高强铝合金常见的热处理技术。

2 高强铝合金概述

高强铝合金所指的是以锌铝镁铝铜合金为主的合金。纯铝的密度相对较低，有着较好的塑性，然而强度偏低。在航空领域的运用，低密度原料的选取是提升有效载荷最为主要的方式，铝是最佳的选取。然而其强度的增强便需经过合金化处理。经过几十年时间的分析总结，以锌铝铜镁为主的高强铝合金已经大量的运用于航空业之中。最具代表性的美国牌号有7075等等，中国已经将其命名为7A75。

3 高强铝合金的热处理工艺

3.1 均匀化处理

由高强铝合金的组成而言，其包含着非常多的合金化元素，则均匀化处理是合金实施初期的处理所无可或缺的环节。从事铝合金相关工作的员工均了解，合金在冷却凝固之时均会发生枝晶偏析的问题，采取均匀化处理能够使得晶内的化学组分均匀的布局，进而增强铸锭的热塑性。均匀化处理可以减少非平衡第二相的体积分数，提升合金的塑性及其在基体里面的固溶度，以实现增强合金固溶强度的最终目标。在针对高强铝合金实施均匀化处理之时运用的时间愈久，处理环节就更加的充分，所加工的铝合金便会具备较高的强度。然而，因为高强铝合金有着非常多的合金元素，其便造成均匀化处理大多难以完成。由目前合金均匀处理技术的运用层面而言，有几个相对较好的均匀化机制获得了大量的运用。第一，两级均匀化与单极均匀化相比有更加好的成效；第二，短暂性的保温可以弥散析出粒子，以使得亚晶粒子获得细化；第三，\用高温实施均匀化可以加速合金的溶解，为后期的技术处理奠定较好的基础。经过相关研究可知，通过均匀化处理之后的高强铝合金，枝晶间偏析的问题大幅度的降低，同时展示出了间断性布局的状况；均匀化在经过保温以后快速的冷却，可以获得相对较高的析出相密度。

3.2 固溶处理

（1）强化固溶

针对合金材料实施强化固溶处理，是提炼原料之中过度饱和的固溶体的重要方式。在合金基体里面，强化固溶能够使得第二相伴随温度的减小而不断降低以对合金实施加热处理，在第二相最大化又或是完全融入至合金熔体里面之时，对其实施一段时间的保温，运用此形式，能够合理的降低第二相溶入至析出此环节的具体时间，如此可以科学的获取过饱和的溶质原子与空位等等。

（2）合金的高温预析出

运用高温预析出的形式针对合金实施处理，能够对合金材料进实施更加深入的高温加热，以促进合金可以快速的满足固溶状态。此后，以到达固溶状态的合金原料为基石，以少于合金固溶加热的环境为参照，针对合金材料实施保温，进而达到两步合金固溶。经过此处理形式的运用，可以合理的优化合金晶内同晶界现实的析出情况，确保可以在力学性能层面材料能够具有非常好的性能，进而推动合金本身的抗腐蚀性获得较大的增强。

（3）双重淬火

经过有关研究可知，运用双重淬火针对合金材料实施热处理，不仅能够使得合金迅速的满足其单级时效以后的合金强度值需求，同时还可以实现双级失效以后的抗腐蚀性、强度以及塑性需求。因此能够得知，在温度为470℃的背景下，针对合金实施一次10分钟的保温，进行1次淬火；此后，依然在此高温（470℃）背景之下，再次对合金实施10分钟的保温，对其实施2次淬火。

3.3 时效处理

（1）单级时效处理

将GP区溶解温度的界限值TC当作合金热处理的分界，能够把单级时效区分为两种完全不同的模式。按照铝合金实施时效以后的相应组织，同样能够把时效划分成欠时效、过时效以及峰值时效等。其间欠时效的温度相对偏低，如此可以确保合金有较高的塑性。然而欠时效与过时效完全相反，过时效可以确保合金具备相对较好的综合性能。

（2）双级时效处理

双级时效所代表的是在温度不一样的背景之下针对合金实施两次不同的时效。第一级的时效归属低温的预时效，此类时效在高强铝合金热处理环节是成核处理阶段，处理为密度相对较大的GP区。在正常状况之下，GP区位稳定生核，在GP区产生相应的尺寸之时，便可以当作时效沉淀相的中心，能够推动组织均匀性不断提升。除此之外，预时效的温度与GP区的溶解温度对比相对较低。但是GP区在时效温度相对较高的背景之下可以平稳存在的，能够优先成核。

3.4 形变热处理

形变热处理是一个将塑性形变和热处理融合运用的技术。其最终目标便是优化过渡沉淀相的布局以及合金的架构，以取得比较高的抗蚀性、强度以及韧性等等。形变热处理包含非常多的种类，例如：高温形变热处理、低温形变热处理、中间形变热处理等等。低温形变热处理对于Al-Cu-Mg系列的合金有着非常好的功效，然而却不适用于AI-Zn-Mg-Cu系列的合金。冷变形量提升，沉淀加速同时提升了硬度，然而合金冷变形以后强度有所削弱，其是由于位错导致η相的不均所造成的。高温形变热处理将热加工当作固溶处理，然而处理以后的产品快速的淬火。

4 结语

在高强铝合金加工环节，热处理技术的运用是必不可少的，其对于高强铝合金最终的性能有着决定性的作用，所以对于热处理技术实施调控是材料生产的核心所在。因为我们国家的高强铝合金生产技术相对较迟，有关的热处理技术同样比较滞后，若想增强热处理技术，便需要增强热处理技术的全球沟通，同时在特定的时间段内选取专业性的人才到技术领先的国家进行学习，进而更加好的改善国内的热处理技术，进而推动高强铝合金品质的提升。

参考文献：

[1]邱书文.关于高强铝合金的热处理技术的研究分析[J].科协论坛（下半月），2013，（8）：34-36.

[2]董立新，周友龙，何贤贵等.提高7A04铝合金强度的工艺研究[J].热加工工艺，2011，（12）：56-58.

[3]杨守杰，杨霞.高强度铝合金的研究进展[J].粉末冶金工业，2010，（5）：89-90.

[4]张德恩， 卢锦德， 张晓燕. 热处理工艺对新型高强度铸造铝合金力学性能的影响[J]. 热加工工艺， 2009， 38（4）：93-94.

[5]李春梅， 陈志谦， 程南璞，等. 超高强超高韧铝合金的热处理工艺研究[J]. 轻合金加工技术， 2007， 35（12）：36-40.