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铝合金淬火炉淬火时金属内部都有什么变化


发布时间:2018-3-12 10:46:00 浏览次数:

摘要:铝合金淬火炉淬火时金属内部会发生一系列物理-化学变化,除最主要的相态变化外,还会产生再结晶、晶粒长大以及与周围介质的作用等

    上一篇我们送上的文章是铝合金淬火炉热处理方法都有几种为了更加全面的工业电炉的各项性能、规格、参数等等,我们将持续发布最新知识,帮助大家了解更多的信息。

    铝合金淬火炉淬火时金属内部会发生一系列物理-化学变化,除最主要的相态变化外,还会产生再结晶、晶粒长大以及与周围介质的作用等,这些变化对淬火后合金的性能都会带来影响。在确定淬火温度时,应根据不同合金的特点予以考虑。例如,在不发生过烧的前提下,提高淬火温度有助于时效强化过程,但某些合金在高温下晶粒长大倾向大,则应限制最高的加热温度。  过烧是淬火时易于出现的缺陷。轻微过烧时,表面特征不明显,显微组织观察到晶界稍变粗,并有少量球状易熔组成物,晶粒亦较大。反映在性能上,冲击韧性降低,腐蚀速率大为增加。严重过烧时,除了晶界出现易熔物薄层,晶内出现球状易熔物外,粗大的晶粒晶界平直、严重氧化,三个晶粒的衔接点呈黑三角,有时出现沿晶界的裂纹。在制品表面,颜色发暗,有时也出现气泡等凸出颗粒。 2.淬火加热保温时间  保温的目的在于使相变过程能够充分进行(过剩相充分溶解),铝合金淬火炉使组织充分转变到淬火需要的形态。在工业成批生产的条件下,保温时间应当自炉料最冷部分达到淬火温度的下限算起。保温时间的长短,主要取决于成分、原始组成及加热温度。  温度越高,相变速率越大,所需保温时间越短。  材料的预先处理和原始组织(包括强化相尺寸、分布状态等)对保温时间也有很大影响。通常,铸态合金中的第二相较为粗大,溶解速率较小,它所需要的保温时间远比变形后的合金为长。就同一变形合金来说,变形程度大的要比变形程度小的所需时间短。退火状态合金中,强化相尺寸较已淬火-时效后的合金粗大,故退火合金状态合金淬火加热保温时间较重新淬火保温的时间长得多。  保温时间还与装炉量、工件厚度、加热方式等因素有关。装炉量越多、工件越厚,保温时间越长。浴炉加热比气体介质加热速度快,时间短。为获得细晶粒组织并防止晶粒长大,在保证强化相全部溶解的前提下,尽量采用快速加热及短的保温时间是合理的。 3.淬火速度  合金淬火时的冷却速度必须确保过饱和固溶体被固定下来不分解防止强化相的析出,降低淬火时效后的力学性能。铝合金淬火炉因此淬火时的冷却速度越快越好。但是冷却速度越大,淬火制品的残余应力和残余变形也越大,因此冷却速度一般要根据不同的合金和不同形状、尺寸的制品来确定。合金的淬火敏感性越强,选择的淬火冷却速率就越大。如2A11、2A12铝合金淬火冷却速率应在50℃/s以上,而7A04铝合金对冷却速率非常敏感,其淬火速率要求在170℃/s。淬火应力  工件在淬火介质中迅速冷却时产生热应力,从而导致材料产生不均匀变形。对于铝合金厚板(厚度>=6mm),尤其是超厚板(厚度>=50mm),淬火应力问题更加突出。淬火后的残余应力会影响到材料的力学性能,如抗应力腐蚀性能、断裂韧度和抗疲劳性能等。如果淬火制品需要进行切削加工处理,可能会影响到淬火应力的亚稳平衡,使淬火制品产生扭拧、翘曲和弯折等缺陷。  合金在淬火冷却过程中工件内沿截面产生一定的温度梯度,表面温度低,心部温度高,表面和心部存在温度差。温度梯度对淬火应力的大小有着重要的影响,而影响温度梯度的淬火工艺因素主要有淬火加热温度、淬火速度、工件截面尺寸和工件截面形状。为了减少淬火后合金的残余应力,应该适当降低淬火冷却速率以减小温度梯度。这种做法对于复杂截面、壁厚差较大的型材特别重要。较为普通的方法就是将淬火介质水的温度提高至60-80℃,也可采用等温淬火和中断淬火技术,或者采用液氮和某些有机介质进行淬火,这样可使工件缓和均匀地冷却,可明显的减小不均匀变形和淬火应力。但是对于淬火敏感的合金,当淬火冷却速度下降到一定程度时。合金时效后的力学性能就会不达标,因此在保证合金力学性能的前提下适当减小淬火冷却速率是减小淬火应力的有效办法。 六.淬火敏感性  淬火敏感性反应的是淬火冷却速率与时效强化效果的相关性,涉及到材料高温状态向低温状态转变的动力学理论。


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