铝合金基础知识(6)

发布时间:2021-06-11

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4XXX合金,硅加入变形铝合金的目的是降低熔点而不会引起脆性。铝硅合金用于制造焊接和钎接板的覆合层合金;

5XXX合金可焊并具有良好的抗蚀性,即使在海洋环境中使用,抗蚀性也好; 6XXX合金,是热处理可强化合金,具有良好的成型性、抗蚀性且强度高;

7XXX合金,当锌与少量镁(有时是铜)形成化合物时,成为热处理可强化合金。

1.4. 变形铝合金的状态代号

变形铝合金的状态有五种基础代号:①F-自由加工状态:适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定;②O-退火状态:适用于经完全退火获得最低强度的加工产品;③H-加工硬化状态:适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理,H代号后面跟有两位或三位阿拉伯数字;⑤W-固熔热处理状态:一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段;⑥T-热处理状态(不同于F、O、H状态):适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。各种状态之间的区分如图1所示:

H2n

图1 铝合金状态代号分解图

铝合金板带材的状态代号主要用到H态,H的细分状态HXX状态: H后面的第1位数字表示获得该状态的基本处理程序,如下所示:

H1—单纯加工硬化处理状态。适用于未经附加热处理,只经加工硬化即获得所需强度的状态;

H2—加工硬化及不完全退火的状态。适用于加工硬化程度超过成品规定要求后,经不完全退火,使强度降低到规定指标的产品。对于室温下自然时效软化的合金,H2与对应的H3具有相同的最小极限抗拉强度值;对于其它合金,H2与对应的H1具有相同的最小极限抗拉强度值,但延伸率比H1稍高;

H3—加工硬化及稳定化处理的状态。适用于加工硬化后经热处理或由于加工过程中受热作用致使其力学性能达到稳定的产品。H3状态仅适用于在室温下逐渐时效软化(除非经稳定化处理)的合金;

H4—加工硬化及涂漆处理的状态。适用于加工硬化后,经涂漆处理导致了不完全退火的产品。

H后面第2位数字表示产品加工硬化程度。各种HXX细分状态代号及对应的加工硬化程度如下所示: HX1-抗拉强度极限为O与HX2状态的中间值; HX2-抗拉强度极限为O与HX4状态的中间值; HX3-抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值; HX4-抗拉强度极限为O与HX8状态的中间值;

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HX5-抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值; HX6-抗拉强度极限为HX4与HX8状态的中间值; HX7-抗拉强度极限为HX6与HX8状态的中间值; HX8-硬状态;

HX9-超硬状态 最小抗拉强度极限值超HX8状态至少10Mpa。 表1所示为我国新旧铝材状态代号的对照:

表1 我国新旧铝材状态代号对照表

状态 旧代号 新代号

软态 M O

1/4硬 Y4 HX2

1/2硬 Y2 HX4

3/4硬 Y1 HX6

硬态 Y HX8

特硬 T HX9

热加工态

R H112或F

1.5. 铝及铝合金板铝及铝合金板、带、箔材基本概念

通过热轧或热轧后经冷轧所获得的产品,按横断面形状和交货形状、产品尺寸,分为板材、带材、箔材等。所谓板材(Sheet)是指横断面呈矩形,厚度均一并大于0.20mm,以平直状外形交货的轧制产品。带材(Strip)是指横断面呈矩形,厚度均一并大于0.20mm,以成卷交货的轧制产品。凡由上述板材或带材加工而成的波纹状、花纹状或横断面均匀变化的产品等,都称为板材或带材。箔材(Foil)是指横断面呈矩形,厚度均一并等于或小于0.2mm的轧制产品。

1.6. 铝合金板带材生产的热处理基本概念

1.6.1. 铸锭的热处理 1.6.1.1. 均匀化退火

均匀化退火是通过高温下常时间保温,原子充分扩散而使铸锭枝晶偏析消除达到成分、组织均匀,改善室温下塑性以及冷、热加工工艺性能,降低铸锭热轧开裂的危险。同时,均匀化退火可降低变形抗力,提高设备生产效率。均匀化退火的工艺制度,包括退火温度、加热速度、保温时间及冷却速度。 1.6.1.2. 热轧前铸锭加热

绝大多数有色金属铸锭,热轧前均要加热。铸锭加热制度包括加热制度、加热时间及炉内气氛等。

1.6.2. 冷轧中间坯料冷轧中间坯料退火坯料退火

冷轧中间坯料退火是为了消除加工硬化,提高金属塑性,降低变形抗力,以利于继续冷轧。一般除塑性好变形抗力低的金属(如纯铝),或者成品较厚、轧机能力大等情况不需中间退火,绝大多数有色金属合金在冷轧过程中均要中间退火。为了提高中间退火生产率,彻底消除加工硬化,退火温度应高于再结晶温度。保温时间应力求退火后性能均匀。退火的冷却速度主要取决于合金是否有淬火效应。 1.6.3. 成品退火

成品退火的目的在于控制产品最终性能,保证产品符合技术标准,其工艺制度比中间退火要求更严格。 1.6.3.1. 完全退火

完全退火用于生产软态产品。完全退火温度,铝及铝合金比再结晶温度高100~200℃,尽量取下限。对于保温时间,一般装炉量越多,产品越厚或炉温分布越不均匀,保温时间越长。另外,最好采用快速加热。 1.6.3.2. 低温退火

低温退火的温度应控制在再结晶温度以下。铝合金一般小于或等于150~200℃。半硬态产品低温退火温度应在再结晶开始温度与终了温度之间,使退火后的显微组织产生一部分再结晶晶粒。生产中常采用低温长时间的退火制度,以免局部过热和性能不均。表1列出了部分铝合金的各种热处理参考制度。

表1部分铝合金的热处理工艺制度

合金牌号

铸锭热处理

均匀化退火 热轧前加热 温度 温度 保温时间

h ℃ ℃

冷轧中间退火 温度

保温时间

h

成品退火

完全退火 温度 保温时间

h ℃

低温退火

温度 保温时间

h ℃

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