鋁合金淬火工藝

鋁合金淬火工藝一．淬火原理擠壓鋁合金大多數(shù)是可熱解決強(qiáng)化合金，這些合金擠壓后通過(guò)固溶熱解決和時(shí)效，便可提高強(qiáng)度，獲得有用的組織和性能?？蔁峤鉀Q強(qiáng)化鋁合金的明顯特點(diǎn)是，其重要合金元素在固態(tài)鋁中的溶解度隨溫度升高而大大增加。固溶熱解決（或稱(chēng)淬火）普通涉及兩個(gè)環(huán)節(jié)，即固溶解決和冷卻。第一步是在固溶度曲線溫度以上將材料進(jìn)行熱解決形成固溶體，但是溫度要低于固相線溫度（或共晶溫度），熱解決所需時(shí)間取決于合金中Mg2Si化合物粒子的大小和分布狀況以及熱解決溫度的高低。細(xì)小的、高度彌散的Mg2Si化合物粒子比粗大的、聚集的粒子會(huì)更快溶解。一定形態(tài)的Mg2Si粒子其溶解度隨溫度的升高而明顯提高。第二步是必須使高溫下處在固溶狀態(tài)的合金材料足夠快地冷卻到室溫，以避免Mg2Si的析出，使得合金元素Mg和Si保存在過(guò)飽和固溶體中，為時(shí)效析出作好準(zhǔn)備。二．?dāng)D壓在線淬火合金但愿含有需要的特性（1）固溶度線和固相線之間的溫度范疇寬,易于控制制品出口溫度所但愿的固溶溫度范疇;（2）在固溶溫度下擠壓變形力低,盡量減少變形能量和綜合溫升,獲得較高的允許擠壓速度;（3）淬火敏感性低,可對(duì)多個(gè)不同斷面制品采用強(qiáng)制風(fēng)冷而不需采用水淬;（4）采用風(fēng)冷時(shí)材料含有足夠的韌性;（5）含有符合構(gòu)造應(yīng)用的拉伸強(qiáng)度性能"三．適合擠壓在線淬火的合金應(yīng)含有的條件（1）合金固態(tài)溶解度極限與固相線之間范疇寬;（2）合金可允許溶質(zhì)原子(合金元素)某種程度的分解析出,而不損害材料的使用性能;（3）合金含有良好的可擠壓性,擠出制品能較好的流出模具達(dá)成淬火裝置,使得在模具出口至淬火區(qū)之間產(chǎn)生溶質(zhì)原子(合金元素)的某些析出極少,不至于達(dá)成不可接受的程度"（4）合金最佳含有低的臨界淬火速度,特別在合金用于生產(chǎn)薄壁復(fù)雜型材時(shí)可進(jìn)行空氣淬火"鑒于迄今為止對(duì)現(xiàn)有鋁合金特性的理解,上述條件造成了擠壓在線淬火重要局限于Al-Mg-Si系和Al-Zn-Mg系合金"，普通認(rèn)為,高強(qiáng)度Al-Cu-Mg系合金(如2024合金)和超高強(qiáng)度Al-Zn-Mg-Cu系合金(如7075合金)需要達(dá)成最佳的工藝水平才干實(shí)現(xiàn)擠壓在線淬火。然而,這樣高的工藝水平在現(xiàn)在還很難達(dá)成,盡管有報(bào)道說(shuō)這兩類(lèi)合金曾在德國(guó)二戰(zhàn)期間成功地進(jìn)行了擠壓淬火。四．淬火規(guī)程的選擇原則1.淬火加熱溫度原則上能夠由相圖來(lái)擬定這類(lèi)合金的加熱溫度。淬火加熱溫度的下限為固溶度曲線，而上限為開(kāi)始熔化溫度。普通進(jìn)行淬火-時(shí)效解決的合金，含合金元素濃度的規(guī)定比較嚴(yán)格，允許的波動(dòng)范疇小，例如某些鋁合金淬火溫度僅允許有±2℃~±3℃的波動(dòng)，還規(guī)定在加熱過(guò)程中金屬溫度能夠確保較好的均勻性。因此，淬火加熱所采用的設(shè)備普通為溫度能精確控制以及爐內(nèi)溫度均勻的浴爐和氣體循環(huán)爐，工件以單片的方式懸掛于爐中，這不僅能確保均勻加熱，并且能確保淬火時(shí)均勻冷卻。固然，對(duì)于淬火溫度范疇較寬的合金，淬火加熱就易于控制。淬火時(shí)金屬內(nèi)部會(huì)發(fā)生一系列物理-化學(xué)變化，除最重要的相態(tài)變化外，還會(huì)產(chǎn)生再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大以及與周邊介質(zhì)的作用等，這些變化對(duì)淬火后合金的性能都會(huì)帶來(lái)影響。在擬定淬火溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同合金的特點(diǎn)予以考慮。例如，在不發(fā)生過(guò)燒的前提下，提高淬火溫度有助于時(shí)效強(qiáng)化過(guò)程，但某些合金在高溫下晶粒長(zhǎng)大傾向大，則應(yīng)限制最高的加熱溫度。過(guò)燒是淬火時(shí)易于出現(xiàn)的缺點(diǎn)。輕微過(guò)燒時(shí)，表面特性不明顯，顯微組織觀察到晶界稍變粗，并有少量球狀易熔構(gòu)成物，晶粒亦較大。反映在性能上，沖擊韌性減少，腐蝕速率大為增加。嚴(yán)重過(guò)燒時(shí)，除了晶界出現(xiàn)易熔物薄層，晶內(nèi)出現(xiàn)球狀易熔物外，粗大的晶粒晶界平直、嚴(yán)重氧化，三個(gè)晶粒的銜接點(diǎn)呈黑三角，有時(shí)出現(xiàn)沿晶界的裂紋。在制品表面，顏色發(fā)暗，有時(shí)也出現(xiàn)氣泡等凸出顆粒。2.淬火加熱保溫時(shí)間保溫的目的在于使相變過(guò)程能夠充足進(jìn)行（過(guò)剩相充足溶解），使組織充足轉(zhuǎn)變到淬火需要的形態(tài)。在工業(yè)成批生產(chǎn)的條件下，保溫時(shí)間應(yīng)當(dāng)自爐料最冷部分達(dá)成淬火溫度的下限算起。保溫時(shí)間的長(zhǎng)短，重要取決于成分、原始構(gòu)成及加熱溫度。溫度越高，相變速率越大，所需保溫時(shí)間越短。材料的預(yù)先解決和原始組織（涉及強(qiáng)化相尺寸、分布狀態(tài)等）對(duì)保溫時(shí)間也有很大影響。普通，鑄態(tài)合金中的第二相較為粗大，溶解速率較小，它所需要的保溫時(shí)間遠(yuǎn)比變形后的合金為長(zhǎng)。就同一變形合金來(lái)說(shuō)，變形程度大的要比變形程度小的所需時(shí)間短。退火狀態(tài)合金中，強(qiáng)化相尺寸較已淬火-時(shí)效后的合金粗大，故退火合金狀態(tài)合金淬火加熱保溫時(shí)間較重新淬火保溫的時(shí)間長(zhǎng)得多。保溫時(shí)間還與裝爐量、工件厚度、加熱方式等因素有關(guān)。裝爐量越多、工件越厚，保溫時(shí)間越長(zhǎng)。浴爐加熱比氣體介質(zhì)加熱速度快，時(shí)間短。為獲得細(xì)晶粒組織并避免晶粒長(zhǎng)大，在確保強(qiáng)化相全部溶解的前提下，盡量采用快速加熱及短的保溫時(shí)間是合理的。3.淬火速度合金淬火時(shí)的冷卻速度必須確保過(guò)飽和固溶體被固定下來(lái)不分解避免強(qiáng)化相的析出，減少淬火時(shí)效后的力學(xué)性能。因此淬火時(shí)的冷卻速度越快越好。但是冷卻速度越大，淬火制品的殘存應(yīng)力和殘存變形也越大，因此冷卻速度普通要根據(jù)不同的合金和不同形狀、尺寸的制品來(lái)擬定。合金的淬火敏感性越強(qiáng)，選擇的淬火冷卻速率就越大。如2A11、2A12鋁合金淬火冷卻速率應(yīng)在50℃/s以上，而7A04鋁合金對(duì)冷卻速率非常敏感，其淬火速率規(guī)定在170℃/s。五.淬火應(yīng)力工件在淬火介質(zhì)中快速冷卻時(shí)產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而造成材料產(chǎn)生不均勻變形。對(duì)于鋁合金厚板（厚度>=6mm），特別是超厚板（厚度>=50mm），淬火應(yīng)力問(wèn)題更加突出。淬火后的殘存應(yīng)力會(huì)影響到材料的力學(xué)性能，如抗應(yīng)力腐蝕性能、斷裂韌度和抗疲勞性能等。如果淬火制品需要進(jìn)行切削加工解決，可能會(huì)影響到淬火應(yīng)力的亞穩(wěn)平衡，使淬火制品產(chǎn)生扭擰、翹曲和彎折等缺點(diǎn)。合金在淬火冷卻過(guò)程中工件內(nèi)沿截面產(chǎn)生一定的溫度梯度，表面溫度低，心部溫度高，表面和心部存在溫度差。溫度梯度對(duì)淬火應(yīng)力的大小有著重要的影響，而影響溫度梯度的淬火工藝因素重要有淬火加熱溫度、淬火速度、工件截面尺寸和工件截面形狀。為了減少淬火后合金的殘存應(yīng)力，應(yīng)當(dāng)適宜減少淬火冷卻速率以減小溫度梯度。這種做法對(duì)于復(fù)雜截面、壁厚差較大的型材特別重要。較為普通的辦法就是將淬火介質(zhì)水的溫度提高至60-80℃，也可采用等溫淬火和中斷淬火技術(shù)，或者采用液氮和某些有機(jī)介質(zhì)進(jìn)行淬火，這樣可使工件緩和均勻地冷卻，可明顯的減小不均勻變形和淬火應(yīng)力。但是對(duì)于淬火敏感的合金，當(dāng)淬火冷卻速度下降到一定程度時(shí)。合金時(shí)效后的力學(xué)性能就會(huì)不達(dá)標(biāo)，因此在確保合金力學(xué)性能的前提下適宜減小淬火冷卻速率是減小淬火應(yīng)力的有效方法。六.淬火敏感性淬火敏感性反映的是淬火冷卻速率與時(shí)效強(qiáng)化效果的有關(guān)性，涉及到材料高溫狀態(tài)向低溫狀態(tài)轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)理論。對(duì)于無(wú)多型性轉(zhuǎn)變的擴(kuò)散型相變材料，如果合金的淬火敏感性越高，闡明合金經(jīng)固溶解決后形成的過(guò)飽和固溶體的穩(wěn)定性就越低，合金就越能在較高的淬火冷卻速率條件下將過(guò)飽和形式從固溶溫度固定至室溫。有關(guān)研究表明，淬火敏感性產(chǎn)生的因素是由于合金經(jīng)緩冷時(shí)發(fā)生平衡相的脫溶析出，這樣不僅減少了合金的過(guò)飽和度，并且在時(shí)效過(guò)程中長(zhǎng)大，吸取周邊的溶質(zhì)原子產(chǎn)生貧溶質(zhì)區(qū)，克制了GP區(qū)和亞穩(wěn)相的脫溶析出，最后削弱了合金時(shí)效強(qiáng)化效果。1.淬火敏感性機(jī)理眾所周知，7000系鋁合金的高強(qiáng)度和高硬度重要是通過(guò)時(shí)效于鋁基體中析出高密度納米級(jí)沉淀強(qiáng)化相η′(MgZn2)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。普通而言，η′相越細(xì)小、體積分?jǐn)?shù)越高，合金的強(qiáng)度越高。η′相的體積分?jǐn)?shù)受到合金元素Zn和Mg含量的影響，Zn和Mg的含量越高，η′相的體積分?jǐn)?shù)越高。7000系鋁合金在固溶解決后，需快冷至室溫，以將合金元素Zn、Mg和Cu元素“凍結(jié)”在Al基體中，形成過(guò)飽和固溶體，為時(shí)效調(diào)控性能奠定基礎(chǔ)。淬火過(guò)程中過(guò)飽和固溶體不穩(wěn)定，當(dāng)不大于臨界冷卻速率時(shí)，會(huì)發(fā)生分解而在晶內(nèi)和(亞)晶界上析出平衡相(普通為η(MgZn2)相)，如圖1所示。這些相尺寸較大，幾乎沒(méi)有強(qiáng)化效果，同時(shí)消耗了諸多的Zn、Mg合金元素，大大減少了Al基體中溶質(zhì)原子濃度和空位濃度。溶質(zhì)原子濃度的減少造成時(shí)效后基體中可形成的η′強(qiáng)化相的體積分?jǐn)?shù)大大減小，并且平衡相周邊存在無(wú)沉淀析出帶(PFZ)；空位濃度的減小減少了沉淀強(qiáng)化相的彌散程度、增加了尺寸，從而造成合金的強(qiáng)度和硬度減少。這普通被認(rèn)為是合金強(qiáng)度和硬度淬火敏感性產(chǎn)生的重要因素。淬火速率減小促使晶界及亞晶界上粗大平衡相的析出，增加了晶界第二相的尺寸和覆蓋率以及晶界無(wú)沉淀析出帶(PFZ)寬度，提高了合金變形時(shí)沿晶和沿亞晶斷裂的比例和腐蝕環(huán)境下沿晶侵蝕速率，從而減少合金時(shí)效后的韌性、塑性及抗晶間、剝落等腐蝕能力。2.影響淬火敏感性高低的因素回想以往的研究能夠發(fā)現(xiàn)，影響7000系鋁合金淬火敏感性的因素重要涉及化學(xué)成分、制備工藝及微觀組織，而化學(xué)成分和制備工藝又會(huì)影響微觀組織，下面對(duì)此進(jìn)行了總結(jié)。2.1合金元素的影響7000系鋁合金中重要涉及了主合金元素Zn、Mg和Cu，微合金化元素Cr、Mn、Zr和Sc等，以及雜質(zhì)元素Fe和Si，其含量和比例對(duì)合金的淬火敏感性都有影響。（1）主合金元素Zn和Mg是重要的合金元素，其添加可形成η等強(qiáng)化相，普通而言，合金元素總含量越高，固溶后溶質(zhì)原子濃度升高，增加了冷卻時(shí)固溶體的分解傾向，增加合金的淬火敏感性。Zn、Mg和Cu元素含量增加普通都會(huì)提高合金的淬火敏感性。DENG等通過(guò)末端淬火實(shí)驗(yàn)研究了Mg含量對(duì)7085型鋁合金淬火敏感性的影響，成果表明合金中Mg含量為1.0%、1.4%和2.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，其淬透層深度分別為100mm以上、65mm和40mm，因此，該合金的淬火敏感性隨Mg含量的增加而增加。Mg含量的增加會(huì)減少其它重要元素在鋁中的溶解度，MgZn2相析出的驅(qū)動(dòng)力增大，析出的峰值溫度提高，溫度變化區(qū)間也增大，因而淬火敏感性增加。添加Cu元素會(huì)增加淬火敏感性，這是由于Cu會(huì)減少Zn和Mg在鋁基體中的溶解度，并提高過(guò)飽和度。在Zn、Mg、Cu3種元素中，BRYANT和LI等認(rèn)為Cu元素對(duì)淬火敏感性的影響最大，另首先是Mg和Zn，但GARCIA-CORDOVILLA和LOVIS根據(jù)Zn和Cu對(duì)固態(tài)相變的影響認(rèn)為Cu和Zn對(duì)淬火敏感性的影響相稱(chēng)，劉文軍認(rèn)為Mg元素對(duì)淬火敏感性的影響最明顯。在總含量相稱(chēng)時(shí)，調(diào)節(jié)Zn、Mg、Cu3種元素之間的比值可變化合金的淬火敏感性。如B95合金的淬火敏感性會(huì)因w(Zn)/w(Mg)比值增加而減小，減少Cu+Mg總量和提高w(Zn)/w(Mg)比值可明顯減少7175鋁合金的淬火敏感性w(Zn)/w(Mg)比值增加可推遲固溶體的分解。從表1中某些低淬火敏感性合金的化學(xué)成分變化可知，Zn含量呈上升的趨勢(shì)，Mg和Cu含量呈下降的趨勢(shì)，w(Zn)/w(Mg)比值整體呈上升的趨勢(shì)，這闡明這些成分的調(diào)節(jié)是有助于淬火敏感性的減少。但Zn含量上升會(huì)增加合金的密度，如7050鋁合金的密度約2.83g/cm3，而7085的約2.85g/cm3，這對(duì)航空構(gòu)件的輕量化不利。因此，在主合金元素影響淬火敏感性的規(guī)律及影響機(jī)理方面仍需開(kāi)展更進(jìn)一步、系統(tǒng)的工作，為研發(fā)低密度、低淬火敏感性鋁合金奠定基礎(chǔ)，滿足航空工業(yè)輕量化發(fā)展的需求。（2）微合金化元素在7000系鋁合金中微合金化元素普通有Cr、Mn、Zr、Sc等，其重要目的是提高合金的再結(jié)晶溫度，妨礙熱變形和隨即固溶解決時(shí)再結(jié)晶的發(fā)生，細(xì)化晶粒，從而改善合金的性能。Cr和Mn可加速固溶體的分解，提高合金淬火時(shí)的臨界冷卻速率，增加淬火敏感性；相比之下，Zr可保持Zn、Mg和Cu在鋁固溶體中的穩(wěn)定性，減小淬火敏感性，提高半成品的淬透性。在7000系鋁合金中采用Zr替代Mn和Cr，能夠明顯減少淬火敏感性。含Zr合金均勻化后常析出共格的Al3Zr相，而含Cr合金中析出非共格的E(Al18Cr2Mg3)相。冷卻速率較小時(shí)，粗大平衡相更易于非共格的E相上析出。在2~40℃/s的冷卻速率范疇內(nèi)，含Zr合金含有更高的強(qiáng)度；以Zr代Cr可使125mm厚的板材強(qiáng)度提高約50MPa，同時(shí)保持?jǐn)嗔秧g性相稱(chēng)。因此，低淬火敏感性合金中的Cr含量都很低，如表1所列。B93合金添加Zr后淬火敏感性增加，Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中添加Co元素可明顯減少淬火敏感性。Sc的加入可減少Al-Zn-Mg-Cu合金固溶體的穩(wěn)定性，其作用較Zr和Mn要大，但不大于Cr的；Sc含量越高時(shí)，保持的非再結(jié)晶組織越多，亞晶粒平均尺寸越小，亞晶界越多，而緩冷時(shí)，η平衡相形核的位置越多，合金的淬火敏感性越高。微量元素的含量對(duì)合金淬火敏感性也有很大的影響。B95合金的淬火敏感性隨Cr和Mn含量的減小而減少。本文作者研究了Zr含量(0~0.15%)對(duì)7055型鋁合金淬火敏感性的影響，發(fā)現(xiàn)和無(wú)Zr合金相比，含Zr合金的淬火敏感性增加，當(dāng)Zr含量為0.1%時(shí)，合金含有最高的淬火敏感性，此時(shí)經(jīng)空氣淬火的合金時(shí)效后強(qiáng)度較水淬的低了30%。（3）雜質(zhì)元素眾所周知，F(xiàn)e和Si是7000系鋁合金中的重要雜質(zhì)元素，對(duì)塑性、韌性等有不利影響，但對(duì)淬火敏感性有無(wú)明顯的影響還不清晰，公開(kāi)的報(bào)道極少。從表1可知，合金中的Fe、Si雜質(zhì)元素含量呈先減少再有所上升的趨勢(shì)，似乎對(duì)淬火敏感性沒(méi)有太大的影響。但有學(xué)者認(rèn)為它們的存在可能會(huì)增加合金的敏感性，并加強(qiáng)微量元素的作用。為了能夠全方面認(rèn)識(shí)7000系鋁合金的淬火敏感性，有必要開(kāi)展這方面的工作，探明其影響規(guī)律和作用機(jī)理，為控制雜質(zhì)元素含量進(jìn)一步改善材料綜合性能提供根據(jù)。2.2微觀組織的影響就微觀組織對(duì)7000系鋁合金淬火敏感性的影響而言，重要考慮淬火過(guò)程中充當(dāng)平衡相非均勻形核的位置和數(shù)量，如晶界、亞晶界、彌散粒子及粗大金屬間化合物。當(dāng)合金中僅有晶界和粗大金屬間化合物時(shí)，淬火敏感性很低。彌散粒子的影響不僅取決于粒子的種類(lèi)，還取決于粒子的形態(tài)和尺寸。合金中添加Cr形成非共格的E(Al18Cr2Mg3)相，更容易激發(fā)平衡相的形核，因此淬火敏感性很高；在含Zr合金中，細(xì)小共格Al3Zr粒子的存在對(duì)淬火敏感性沒(méi)有明顯的影響，而大的非共格Al3Zr粒子的存在增加了合金的淬火敏感性。合金中的再結(jié)晶程度對(duì)淬火敏感性有很大的影響。如在7050鋁合金中再結(jié)晶分?jǐn)?shù)從15%增至80%時(shí)，合金時(shí)效后的強(qiáng)度下降程度從6%增至12%，而斷裂韌性下降程度從45%減小至32%，但伸長(zhǎng)率下降程度差別不大。合金中亞晶界數(shù)量的增加造成緩冷時(shí)η平衡相析出的數(shù)量增多，提高淬火敏感性；而亞晶界的取向差增大可增加η平衡相形核率，從而提高淬火敏感性。僅考慮淬火敏感性時(shí)，合金中的界面(晶界，相界)越少越好，但會(huì)減少其它性能。因此，需要開(kāi)展更進(jìn)一步的工作來(lái)探明最佳的微觀組織模式，使合金含有低淬火敏感性的同時(shí)還含有高強(qiáng)度高韌性耐蝕及良好的抗疲勞性能。2.3制備工藝的影響普通來(lái)講，7000系鋁合金的制備過(guò)程重要涉及熔煉和鍛造、鑄錠均勻化、塑性變形、固溶、淬火和時(shí)效，每一種工序?qū)Υ慊鹈舾行远紩?huì)產(chǎn)生影響。（1）鍛造工藝鍛造工藝會(huì)影響固溶體的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響淬火敏感性。ZAKHAROV和LEVIN通過(guò)繪制TTP曲線研究了鍛造條件對(duì)Al-Zn-Mg合金固溶體穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)增加鑄錠的直徑、減小澆注速度及減少熔體的溫度可提高固溶體的穩(wěn)定性，減少淬火敏感性；例如鑄錠直徑從92mm增加至370mm時(shí)，合金淬火時(shí)的臨界冷卻速率從35℃/s降至15℃/s；當(dāng)澆注速度從120mm/min減小至30mm/min時(shí)，合金的臨界冷卻速率從42℃/s降至28℃/s。其本質(zhì)在于鍛造工藝變化了過(guò)渡族元素在鑄錠中的分布特點(diǎn)，即是形成粗大金屬間化合物，還是保存在過(guò)飽和固溶體中隨即以彌散粒子的形式析出。（2）均勻化制度鑄錠均勻化是7000系鋁合金制備的一種核心工序，均勻化可變化彌散粒子的析出狀態(tài)，進(jìn)而變化合金中的晶粒組織(如再結(jié)晶分?jǐn)?shù))，必然對(duì)淬火敏感性產(chǎn)生影響。合理的均勻化制度可有效減少合金的淬火敏感性，如7050合金鑄錠經(jīng)快速和慢速升溫均勻化之后，軋制板材空冷并時(shí)效后的硬度較水淬的分別下降了26.3%和21.8%；Al3Zr粒子析出最少的均勻化制度對(duì)應(yīng)淬火敏感性最低，空冷合金較水淬的硬度只下降了15.8%。（3）熱變形塑性變形可提高合金的淬火敏感性，如7050和7055鋁合金熱軋變形后，其淬火敏感性極大地增加。變形程度越大，合金的淬火敏感性越高，如對(duì)7050鋁合金的研究發(fā)現(xiàn)，軋制變形量分別為0%、30%、50%和85%時(shí)，空冷試樣時(shí)效后的硬度較20℃水淬的分別下降了4%、12%、28%和42%。變形速率也會(huì)影響合金的淬火敏感性，如對(duì)7050鋁合金研究發(fā)現(xiàn)，軋制變形速率為5、8、15s?1時(shí)，空冷試樣時(shí)效后的硬度較水淬分別下降了19.2%、22.1%和36.9%。塑性變形對(duì)合金淬火敏感性的影響程度還受微量元素的影響，如研究發(fā)現(xiàn)含Zr和Hf合金的淬火敏感性隨變形程度增加而變大，但含Cr合金的淬火敏感性卻不受變形程度的影響。微觀組織研究表明，熱變形之因此對(duì)淬火敏感性產(chǎn)生影響，是由于合金中的再結(jié)晶程度、亞晶大小、亞晶界及彌散粒子的性質(zhì)因變形而被變化。（4）固溶解決7000系鋁合金固溶解決時(shí)，可溶第二相溶解的同時(shí)基體往往會(huì)發(fā)生再結(jié)晶，變化微觀組織必然對(duì)淬火敏感性產(chǎn)生影響。如采用末端淬火辦法對(duì)7050鋁合金的研究表明，當(dāng)固溶溫度從475℃提高至490℃時(shí)，合金的淬火敏感性減少，其淬透層深度從約55mm增加至75mm，提高了36%。普通來(lái)講，再結(jié)晶的發(fā)生會(huì)造成彌散粒子與基體間的界面由(半)共格關(guān)系轉(zhuǎn)變成非共格關(guān)系，增加緩冷時(shí)平衡相的形核位置，提高淬火敏感性；因此，在固溶解決時(shí)如何控制再結(jié)晶是非常重要的。（5）時(shí)效制度合金的淬火敏感性高低是不同淬火條件下時(shí)效后性能的下降程度來(lái)體現(xiàn)的，因此，時(shí)效制度不同，性能的下降程度也有差別。如通過(guò)雙級(jí)時(shí)效解決，可使慢速淬火7055鋁合金時(shí)效后性能的下降程度大大減少；通過(guò)在人工時(shí)效前引入長(zhǎng)時(shí)間的自然時(shí)效可提高7055鋁合金厚板的淬透層深度。這種影響重要是由于時(shí)效變化了慢速淬火合金中沉淀強(qiáng)化相的析出狀態(tài)，慢速淬火后溶質(zhì)濃度和空位濃度都減少，相對(duì)單級(jí)時(shí)效而言雙級(jí)時(shí)效能夠使緩慢冷卻合金中得到更多強(qiáng)化相，分布也更均勻彌散，減小了空位濃度下降帶來(lái)的不利影響，減少了淬火敏感性效應(yīng)。2.4C曲線C曲線即合金中固溶體析出作用隨溫度和時(shí)間變化的關(guān)系曲線，普通能夠用來(lái)闡明合金的淬火敏感性：如果合金的C曲線向右移，表達(dá)其淬火敏感性較低。2.5不均勻變形在淬火敏感性較高的合金中,較厚的型材需要比風(fēng)冷或水霧冷卻更快的冷卻速度,因此必須進(jìn)行水淬來(lái)獲得令人滿意的拉伸強(qiáng)度性能"在水淬過(guò)程中可能會(huì)形成蒸氣薄層,造成冷卻速度局部減少,并且造成制品形狀扭曲"這種狀況在靜止水淬火條件下最容易出現(xiàn)"因此最佳采用涌流水來(lái)冷卻型材"即使如此,在擠壓速度較高或型材各部位厚度差很大時(shí),由于沿制品斷面冷卻速度不均,也可能產(chǎn)生形狀的扭曲"。型材在噴水淬火過(guò)程中的扭曲變形體現(xiàn)在高溫區(qū)時(shí)最為敏感，因而提出了“漸進(jìn)式”淬火工藝。在淬火裝置整個(gè)長(zhǎng)度上設(shè)立幾個(gè)不同控制區(qū)段，當(dāng)型材溫度有所下降時(shí)采用較高以至更高的冷卻速度。這種多功效的冷卻裝置，涉及有細(xì)霧噴射、低壓噴水、高壓噴水系統(tǒng)。使型材各部位的冷卻速度更加均勻。普通來(lái)說(shuō)，當(dāng)型材厚度不大于4mm時(shí)采用氣淬；壁厚為4-8mm采用霧淬；而壁厚不不大于8mm時(shí)，必須采用水淬才干獲得均勻合格的性能。用水淬時(shí)要注意避免型材的變形。七．設(shè)計(jì)在線淬火重要考慮因素為使擠壓鋁型材在線淬火達(dá)成較抱負(fù)的效果，必須綜合下列幾方面因素考慮：1、足夠的冷卻速度，足夠的冷卻速度是在線淬火的必備條件。只有足夠的冷卻速度，才干確保過(guò)飽和固溶體被固定下來(lái)不分解，避免強(qiáng)化相析出，才干確保型材淬火時(shí)效后的力學(xué)性能達(dá)成最佳水平。要達(dá)成足夠的冷卻速度，就要配備合理的冷卻源、冷卻長(zhǎng)度以及冷卻密度。冷卻源就是指風(fēng)機(jī)、水泵以及對(duì)應(yīng)的冷卻介質(zhì)，冷卻長(zhǎng)度就是指風(fēng)口、噴管或水槽的長(zhǎng)度，冷卻密度就是指風(fēng)口或噴頭的分布密度。而這三方面都要根據(jù)該生產(chǎn)線所生產(chǎn)型材的最大線密度、不同合金的淬火對(duì)冷卻速度敏感性強(qiáng)弱以及擠壓出材的速度綜累計(jì)算來(lái)擬定。所生產(chǎn)的型材線密度越大、合金的淬火對(duì)冷卻速度敏感性越強(qiáng)、擠出速度越快，所要配備的風(fēng)機(jī)和水泵越大，風(fēng)口和噴頭的長(zhǎng)度就要越長(zhǎng)，數(shù)量就要越多，用水作介質(zhì)的水溫就要越低。當(dāng)?shù)蜏氐乃紳M足不了冷卻速度的狀況下，還能夠在水中加入不同的溶劑來(lái)調(diào)節(jié)水的冷卻能力。例如聚乙醇，通過(guò)調(diào)節(jié)聚乙醇水溶液的濃度來(lái)控制冷卻速度。2、如何使型材整體（型材截面的徑向和型材的縱向）冷卻速度保持基本一致。只有冷卻速度基本一致，才干確保型材淬火效果基本一致，從而確保型材性能的均勻性，有效減少型材的變形和彎扭。要確保型材截面徑向的冷卻速度一致，就要確保截面徑向冷卻強(qiáng)度能夠根據(jù)型材截面構(gòu)造狀況、壁厚的厚薄進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如壁厚較厚的一側(cè)需要冷卻強(qiáng)度高，壁厚較薄的一側(cè)則需要冷卻強(qiáng)度低些，這樣就可使得型材截面同一時(shí)間內(nèi)冷卻到相似的溫度。而要確保型材縱向的淬火強(qiáng)度一致，就要確?？v向上所受的冷卻時(shí)間一致，也就是縱向上每部分通過(guò)淬火區(qū)的有效時(shí)間一致。3、如何適應(yīng)不同型材截面寬高比的變化。特別中大型擠壓機(jī)所生產(chǎn)的型材截面寬高比變化非常大，當(dāng)生產(chǎn)板材時(shí)，寬高比可能達(dá)成100:1以上，而生產(chǎn)管材或棒材時(shí)，寬高比可能是1:1。在這