探究固溶处理对4004铝合金组织和力学性能影响

《探究固溶处理对4004铝合金组织和力学性能影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、探究固溶处理对4004铝合金组织和力学性能影响［摘要］本文通过对金相组织进行观察和实验，探究了固溶处理对4004铝合金产生的影响。实验表明：在一定的温度和时间范围内，随着升高固溶的温度或者是延长固溶的时间，一些金属元素会逐渐回溶，并且金属的性能也得到了提高。若果继续延长固溶时间或是提高温度，4004铝合金的力学性能反而会降低，4004铝合金变质处理后的固溶处理的最佳条件是：温度480摄氏度，时间6小时。［关键词］固溶处理4004铝合金组织力学性能中图分类号：TG156.94文献标识码：TG文章编号：1009^914X(2013)34❷0594❷01

2、引言4004铝合金可以对一些复合铝带进行包覆，应用范围十分广泛，如空调机、汽车、制氧机等的散热装置的制造。4004合计中还含有大量的硅，硅相是针状或粗大的片状，对基体有很强的割裂作用，使合金的力学性能降低，塑性降低的最为严重。严重影响了压制的过程。所以要想提高铝合金的力学性能就应该对合金组织进行细化。可以采用变质处理来对合金进行细化，进而使合金的组织和性能得到改善。研究表明，变质后的合金在经过热处理时，硅会产生粒状化的效果。硅的粒状化主要受固溶处理的温度和时间的影响，通过变质处理和一些工艺参数相结合。可以有效的提高4004铝合金的生产效率和质量。1

3、.固液处理的基本概念1.1固液处理概念固液处理，即通过加热金属至高温单相区，并恒温保持,当过剩相在固体液中充分溶解后迅速冷却，从而得到超过饱和的固溶液，这种热处理工艺就死固液处理。固液处理的目的是使钢和合金的韧性和塑性得到改善，是对合金进行沉淀硬化处理的前提。同时还能充分溶解合金中的各种相，使股溶液得到强化，使合金的抗蚀性能和韧性得到提高，还能消除软化和应力，对金属进行加工和成型。1.2固液处理的原理固液处理的目的首先是要使基体内的碳化物溶解，从而使过饱和固体溶液变得均匀，同时使冷热加工而产生的应力得到了消除，合金产生再结晶。其次，固液处理还可以得

4、到合适的晶粒度，以确保合金具有高温抗蠕变性。固溶处理的温度大约在990-1200°C范围之间，根据每个合金的相析出、使用要求、溶解规律等来确定。从而使主要强化相具有一定的晶粒度。对于一些长期处于高温环境下的合金，就要求其具有很好的蠕变性能和高温持久性能，这种情况下要选择高一些的固液温度，从而可以获得较大的晶粒度。对于一些中温使用，同时要求较好的屈服强度、冲击韧性、室温硬度、疲劳强度和拉伸强度的合金，应该选择较低的姑爷温度，从而确保得到较小的晶粒度。在对固溶进行高温处理时，各种析出的相被逐渐溶解，晶粒也在变大；在对固溶进行低温处理时，主要强化相被溶解

5、，某些相也有可能会析出。有一些合金具有较低的过饱和度，冷却速度应该迅速。而一些高饱和度的合金，大多数是在空气中进行冷却。2实验过程本实验原料为4004铝合金，在电阻堆锅炉里面加热熔化一定量的4004铝合金，并用除气精炼机吹入0.5MPa压力的高纯度的氫气，转速每分钟390,精炼时间达到15分钟。然后熔化后再加入一定量的变质剂RE-Ba-Sb,再搅拌溶液，经过一段时间的保温后，放入到具有400摄氏度的金属型中。变质的具体操作方法是熔体的温度提高到变质所需温度750摄氏度，并让变质剂和固溶液充分混合，保温60分钟，然后把温度降低到710摄氏度，直接进行

6、浇铸，熔体均匀的流入400摄氏度的金属型中。在箱式电阻炉中进行热处理，500摄氏度一下的升温速度为每秒4摄氏度，500摄氏度以上的升温速度为每秒钟3摄氏度。分别选择480-540摄氏度的温度进行固溶处理，最后淬入冷水，观察固溶处理后的试样。3对实验结果进行讨论分析3.1固溶处理对4004铝合金组织的影响4004铝合金在固溶处理前后的构成组织结构如图1所示，可以观察出经过固溶处理后的4002铝合金组织明显细化，硅相转变成细小的纤维状。这就说明添加一些变质剂对铝合金组织得到明显的改善，使铝合金的性能得到进一步的提高。本实验通过对4004铝合金在480-

7、540摄氏度下进行6小时的固溶处理，研究不同的固溶温度对铝合金的组织和力学性能的影响，进而找到最合适的固溶温度。并在最好固溶温度的基础上，研究不同的固溶时间影响铝合金组织及力学性能的大小，进而找到最合适的固溶处理时间。3.2固溶处理对4004铝合金性能的影响固溶处理时间的长短，对固溶效果有决定性的影响，也对生产率和能源利用率有影响。因为溶质原子需要时间进行扩散，所以选择固溶时间，第一应该确保所有的强化相能够充分的溶入到固溶体，进而达到过饱和度；但是一旦有过长的保温时间，又会造成强化相的大量聚集，这样就会对后面的反应造成不利的影响。所以，固溶处理的关

8、键环节就是选择适当的保温时间。本实验在490摄氏度的恒定环境下，分别对保温时间为lh、2h、3h、6h、9h的4004铝合