淬火鋁合金的強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間顯著增加的現(xiàn)象稱為時(shí)效,也稱鋁合金時(shí)效硬化。這是強(qiáng)化鋁合金鍛件的重要方法之一。
影響鋁合金鍛件時(shí)效強(qiáng)化效果的因素有哪些?
時(shí)效是按一定順序進(jìn)行的,強(qiáng)化效果受以下因素影響:
(1) 時(shí)效溫度。固定時(shí)效時(shí)間,對(duì)同一成分的合金而言,時(shí)效溫度與時(shí)效強(qiáng)化效果(硬度)之間關(guān)系。在某一時(shí)效溫度時(shí),能獲得更大硬化效果,這個(gè)溫度稱為更佳時(shí)效溫度。不同成分的合金獲得更大時(shí)效強(qiáng)化效果的時(shí)效溫度是不同的。統(tǒng)計(jì)表明,更佳時(shí)效溫度與合金熔點(diǎn)之間存在如下關(guān)系:
T0 = (0.5 – 0.6)T
(2) 時(shí)效時(shí)間。硬度與強(qiáng)度峰值出現(xiàn)在θ’’相的末期和θ’過渡相的初期,θ’后期已過時(shí)效,開始軟化。當(dāng)大量出現(xiàn)θ相時(shí),軟化已非常嚴(yán)重。故在一定的時(shí)效溫度內(nèi),為獲得更大時(shí)效強(qiáng)化效果,應(yīng)有一更佳時(shí)效時(shí)間,即在θ’’產(chǎn)生并向θ’轉(zhuǎn)變時(shí)所需的時(shí)間。
(3) 淬火溫度、淬火冷卻速度和淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間。實(shí)踐證明,淬火溫度越高,淬火冷郄速度越快,淬火中間轉(zhuǎn)移時(shí)間越短,所獲得的固溶體過飽和程度越大,時(shí)效進(jìn)行后強(qiáng)化效果越大。
(4) 時(shí)效工藝。時(shí)效可選單級(jí)或分級(jí)時(shí)效。單級(jí)時(shí)效指在室溫或低于100℃溫度下進(jìn)行的時(shí)效過程。它工藝簡單,但組織均勻性差,抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、條件屈服強(qiáng)度、斷裂性、應(yīng)力腐蝕抗力性能很難得到良好的配合。
分級(jí)時(shí)效是在不同溫度下進(jìn)行兩次時(shí)效或多次時(shí)效。在較低溫度進(jìn)行預(yù)時(shí)效,目的在于在合金中獲得高密度的G.P區(qū),由于G.P區(qū)通常是均勻成核的,當(dāng)其達(dá)到一定尺吋后,就可以成為隨后沉淀相的核心,從而提高了組織的均勻性。
在稍高溫度保持一定時(shí)間進(jìn)行時(shí)效。由于溫度稍高,合金進(jìn)入過時(shí)效區(qū)的可能性增大,故所獲得合金的強(qiáng)度比單級(jí)時(shí)效略低,但是這樣分級(jí)時(shí)效處理后的鋁合金鍛件,其斷裂性值高,并改善了合金的抗腐蝕性,提高了應(yīng)力腐蝕抗力。