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什么是铝合金的时效析出强化?

发布日期:2022-11-22发布人:青岛丰东热处理点击量:466

时效是将淬火得到的过饱和α固溶体在室温或一定温度下保温一段时间,使强化相从α固溶体中呈弥散质点析出,使铝合金强化,获得所需性能。时效析出强化既适用于变形铝合金也适用于铸造铝合金。

时效是将淬火得到的过饱和α固溶体在室温或一定温度下保温一段时间,使强化相从α固溶体中呈弥散质点析出,使铝合金强化,获得所需性能。时效析出强化既适用于变形铝合金也适用于铸造铝合金。


什么是铝合金的时效析出强化?


时效处理常分为4个阶段进行。


(1)形成G-PⅠ区。固溶体点阵中的原子重新组合,出现溶质原子富集区,其晶体结构类型仍与基体Ⅰ相同(面心立方点阵)并与基体保持共格关系。由于溶质原子浓度较高,引起点阵畸变,阻碍位运动,因而合金的强度、硬度较高。但G-P区的形态与溶质原子和溶剂原子直径的差异有关,两者原子直径相差较大时,G-P区呈片状,两者相差较小时,G-P区呈球状。


(2)形成G-PⅡ区。溶质原子以一定的比例有序进行偏聚,形成溶质原子的富集区,具有正方点阵,为中间过渡相,仍与基体保持共格关系。由于G-PⅡ区溶质原子密度进一步增加,对位错运动的阻碍进一步增大。因此,时效强化作用更大。


(3)形成亚稳定的过渡相。随着时效过程进一步发展,溶质原子在G-PⅡ区继续偏聚,当溶质原子和溶剂原子比例为1:2时,形成具有正方点阵的过渡相。过渡相的点阵常数发生较大变化,此时与基体的共格关系开始破坏,即由完全共格变为局部共格。因此,过渡相周围基体的共格畸变减弱,对位错运动阻碍就减小,此时合金硬度开始下降。所以,共格畸变是合金时效析出强化的重要因素。


(4)形成稳定的第二相质点并聚集长大。在时效保温后期,过渡相从固溶体中完全脱落,形成与基体有明显相界面的独立稳定相,是正方点阵结构。与基体的共格关系完全破坏,共格畸变消失。随着时效温度的提高或时间的延长,第二相质点聚集长大,使合金的强度、硬度进一步降低。其最终合金的组织是稳定的第二相和平衡的α固溶体。


以上四个阶段不是截然分开的,有时是同时进行的,低温时效时第一阶段和第二阶段进行的程度要大些,高温时效时第三阶段和第四阶段进行得强烈些。


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