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3204鋁合金熱處理原理
3204
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3204鋁合金熱處理特點
眾所周知,對于含碳量較高的鋼,經(jīng)淬火后立即獲得很高的硬度,而塑性則很低。然而對鋁合金并不然,鋁合金剛淬火后,強度與硬度并不立即升高,至于塑性非但沒有下降,反而有所上升。但這種淬火后的合金,放置一段時間（如4～6晝夜后）,強度和硬度會顯著提高,而塑性則明顯降低。淬火后鋁合金的強度,硬度隨時間增長而顯著提高的現(xiàn)象,稱為時效。時效可以在常溫下發(fā)生,稱自然時效,也可以在高于室溫的某一溫度范圍（如100～200℃）內(nèi)發(fā)生,稱人工時效。
3204鋁合金在淬火加熱時,合金中形成了空位,在淬火時,由于冷卻快,這些空位來不及移出,便被“固定”在晶體內(nèi)。這些在過飽和固溶體內(nèi)的空位大多與溶質(zhì)原子結(jié)合在一起。由于過飽和固溶體處于不穩(wěn)定狀態(tài),必然向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變,空位的存在,加速了溶質(zhì)原子的擴散速度,因而加速了溶質(zhì)原子的偏聚。
硬化區(qū)的大小和數(shù)量取決于淬火溫度與淬火冷卻速度。淬火溫度越高,空位濃度越大,硬化區(qū)的數(shù)量也就越多,硬化區(qū)的尺寸減小。淬火冷卻速度越大,固溶體內(nèi)所固定的空位越多,有利于增加硬化區(qū)的數(shù)量,減小硬化區(qū)的尺寸。
3204鋁合金沉淀硬化合金系的一個基本特征是隨溫度而變化的平衡固溶度,即隨溫度增加固溶度增加,大多數(shù)可熱處理強化的的鋁合金都符合這一條件。沉淀硬化所要求的溶解度－溫度關(guān)系,可用鋁銅系的Al－4Cu合金說明合金時效的組成和結(jié)構(gòu)的變化。圖3－1鋁銅系富鋁部分的二元相圖,在548℃進行共晶轉(zhuǎn)變L→α＋θ（Al2Cu）。銅在α相中的極限溶解度5.65％（548℃）,隨著溫度的下降,固溶度急劇減小,室溫下約為0.05％。
3204合金鋁化學成分的影響
一種合金能否通過時效強化,首先取決于組成合金的元素能否溶解于固溶體以及固溶度隨溫度變化的程度。如硅,錳在鋁中的固溶度比較小,且隨溫度變化不大,而鎂,鋅雖然在鋁基固溶體中有較大的固溶度,但它們與鋁形成的化合物的結(jié)構(gòu)與基體差異不大,強化效果甚微。因此,二元鋁－硅,鋁－錳,鋁－鎂,鋁－鋅通常都不采用時效強化處理。而有些二元合金,如鋁－銅合金,及三元合金或多元合金,如鋁－鎂－硅,鋁－銅－鎂－硅合金等,它們在熱處理過程中有溶解度和固態(tài)相變,則可通過熱處理進行強化。
壓力鑄造簡稱壓鑄，是一種將熔融合金液倒入壓室內(nèi)，以高速充填鋼制模具的型腔，并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。
（1）金屬液是在壓力下填充型腔的，并在更高的壓力下結(jié)晶凝固，常見的壓力為15—100MPa。
（2）金屬液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的還可超過80米/秒，（通過內(nèi)澆口導入型腔的線速度—內(nèi)澆口速度），因此金屬液的充型時間極短，約0.01—0.2秒（須視鑄件的大小而不同）內(nèi)即可填滿型腔。壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的三大要素，缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用，使能穩(wěn)定地有節(jié)奏地和高效地生產(chǎn)出外觀、內(nèi)在質(zhì)量好的、尺寸符合圖樣或協(xié)議規(guī)定要求的合格鑄件，甚至優(yōu)質(zhì)鑄件。
壓鑄的流動性:
流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。
影響流動性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力（俗稱澆注壓頭）的高低。
實際生產(chǎn)中，在合金已確定的情況下，除了強化熔煉工藝（精煉與除渣）外，還必須改善鑄型工藝性（砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度），并在不影響鑄件質(zhì)量的前提下提高澆注溫度，保證合金的流動性。
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純鋁：1A99 1A97 1A95 1A93 1A90 1A85 1A80 1A80A 1070 1070A 1370 A1060 1050 1050A 1A50 1350 1145 1350 1A30 1160 1200 1235
3系列：3A21 3003 3103 3004 3005 3105
4系列：4A03 4A11 4A13 4A17 4004 4032 4043 4043A 4047 4047A
6系列：6A02 6B02 6A51 6101 6101A 6005 6005A 6351 6060 6061 6063 6063A 6070 6181 6082
7229,7277,7278,7472,7475 8A06 8011 8090
3204鋁合金 高強度3204鋁合金
