鋁合金鑄件T6熱處理工藝全套

鋁合金鑄件T6熱處理工藝定義所謂固溶體（solidsolution）是指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類(lèi)型的合金相。這種相稱(chēng)為固溶體，這種組元稱(chēng)為溶劑，其他的組元即為溶質(zhì)。工業(yè)上所使用的金屬材料，絕大部分是以固溶體為基體的，有的甚至完全由固溶體所組成。例如，廣泛用的碳鋼和合金鋼，均以固溶體為基體相，其含量占組織中的絕大部分。因此，對(duì)固溶體的研究有很重要的實(shí)際意義。當(dāng)一種組元A加到另一種組元B中形成的固體其結(jié)構(gòu)仍保留為組元B的結(jié)構(gòu)時(shí)，這種固體稱(chēng)為固溶體。B組元稱(chēng)為溶劑，A組元稱(chēng)為溶質(zhì)。組元A、B可以是元素，可以是化合物。固溶體分成置換式固溶體和間隙式固溶體兩大類(lèi)。置換式固溶體溶質(zhì)原子處于溶劑原子的位置上，即置換了溶劑原子，如α黃銅中，鋅置換了銅原子；間隙式固溶體是溶質(zhì)原子處于溶劑原子的間隙處，如α鐵中，碳原子處在鐵原子排列的間隙處。

[1]分類(lèi)來(lái)百度APP暢享高清圖片左上:純金屬，右上:置換固溶體，左下:間隙固溶體，右下:混合。按溶質(zhì)原子在晶格中的位置不同可分為置換固溶體和間隙固溶體。1、置換固溶體：溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格中的結(jié)點(diǎn)位置而形成的固溶體稱(chēng)置換固溶體。當(dāng)溶劑和溶質(zhì)原子直徑相差不大，一般在15%以?xún)?nèi)時(shí)，易于形成置換固溶體。銅鎳二元合金即形成置換固溶體，鎳原子可在銅晶格的任意位置替代銅原子。金屬元素彼此之間一般都能形成置換固溶體，但溶解度視不同元素而異。影響固溶體溶解度的因素有很多，主要取決于：晶體結(jié)構(gòu)、原子尺寸、化學(xué)親和力（電負(fù)性）、原子價(jià)因素。2、間隙固溶體：溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體稱(chēng)間隙固溶體。間隙固溶體的溶劑是直徑較大的過(guò)渡族金屬，而溶質(zhì)是直徑很小的碳、氫等非金屬元素。其形成條件是溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑之比必須小于0.59。如鐵碳合金中，鐵和碳所形成的固溶體――鐵素體和奧氏體，皆為間隙固溶體。按固溶度來(lái)分類(lèi)：可分為有限固溶體和無(wú)限固溶體。無(wú)限固溶體只可能是置換固溶體。按溶質(zhì)原子與溶劑原子的相對(duì)分布來(lái)分；可分為無(wú)序固溶體和有序固溶體。在討論固溶體的概念時(shí)，認(rèn)為溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)（原子、離子）在溶劑晶體結(jié)構(gòu)中的分布是任意的、無(wú)規(guī)則的，這便是無(wú)序固溶體的概念。例如，晶胞參數(shù)的測(cè)定，實(shí)際上是一個(gè)平均值；密度的測(cè)定也是統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。固溶體中溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)無(wú)規(guī)則分布的概念，和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。有些固溶體中溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的分布是有序的，即溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在結(jié)構(gòu)中按一定規(guī)律排列，形成所謂“有序固溶體”。例如，Au-Cu固溶體，Au和Cu都是面心立方格子，它們之間可以形成連續(xù)置換固溶體。在一般情況下，Au和Cu原子是無(wú)規(guī)則的分布在面心立方格子的結(jié)點(diǎn)上，這便是一般認(rèn)為的固溶體。但是，如果這個(gè)固溶體的組成為AuCu3和AuCu時(shí)，并且在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間退火，則固溶體的結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝行蚪Y(jié)構(gòu)”。這表現(xiàn)為AuCu3組成中，所有的Au原子占有面心立方格子的頂角位置，而Cu原子則占有面心立方格子的面心位置。因而，從單位晶胞來(lái)看組成應(yīng)為AuCu3。同理，如果Au原子和Cu原子分層相間分布，也形成“有序結(jié)構(gòu)”，其相應(yīng)的組成應(yīng)為AuCu。這種有序結(jié)構(gòu)稱(chēng)為超結(jié)構(gòu)。它除了和組成有關(guān)外，還和晶體形成時(shí)的溫度、壓力條件有關(guān)。

[2]性能播報(bào)（1）固溶強(qiáng)化：當(dāng)溶質(zhì)元素含量很少時(shí)，固溶體性能與溶劑金屬性能基本相同。但隨溶質(zhì)元素含量的增多，會(huì)使金屬的強(qiáng)度和硬度升高，而塑性和韌性有所下降，這種現(xiàn)象稱(chēng)為固溶強(qiáng)化。置換固溶體和間隙固溶體都會(huì)產(chǎn)生固溶強(qiáng)化現(xiàn)象。適當(dāng)控制溶質(zhì)含量，可明顯提高強(qiáng)度和硬度，同時(shí)仍能保證足夠高的塑性和韌性，所以說(shuō)固溶體一般具有較好的綜合力學(xué)性能。因此要求有綜合力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)材料，幾乎都以固溶體作為基本相。這就是固溶強(qiáng)化成為一種重要強(qiáng)化方法，在工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用的原因。（2）固溶度：是金屬在固體狀態(tài)下的溶解度，合金元素要溶解在固態(tài)的鋼中，前提是將鋼加熱到奧氏體化后，奧氏體晶格間的間隙較大，能夠溶解更多的合金元素。（3）固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分快速冷卻，以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝。時(shí)效處理可分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。自然時(shí)效是將鑄件置于露天場(chǎng)地半年以上，使其緩緩地發(fā)生形變，從而使殘余應(yīng)力消除或減少，人工時(shí)效是將鑄件加熱到550～650℃進(jìn)行去應(yīng)力退火，它比自然時(shí)效節(jié)省時(shí)間，殘余應(yīng)力去除較為徹底。根據(jù)合金本性和用途確定采用何種時(shí)效方法。高溫下工作的鋁合金適宜用人工時(shí)效，室溫下工作的鋁合金有些采用自然時(shí)效，有些必須人工時(shí)效。從合金強(qiáng)化相上來(lái)分析，含有S相和CuAl2等相的合金，一般采用自然時(shí)效，而需要在高溫下使用或?yàn)榱颂岣吆辖鸬那?qiáng)度時(shí)，就需要采用人工時(shí)效來(lái)強(qiáng)化。比如LY11和LY12，40度以下自然時(shí)效可以得到高的強(qiáng)度和耐蝕性，對(duì)于150度以上工作的LY12和125-250度工作的LY6鉚釘用合金則需要人時(shí)效。含有主要強(qiáng)化相為MgSi，MgZn2的T相的合金，只有采用人工時(shí)效強(qiáng)化，才能達(dá)到它的最高強(qiáng)度。（4）固溶體的電性能：固溶體的電性能隨著雜質(zhì)（溶質(zhì)）濃度的變化，一般出現(xiàn)連續(xù)的甚至是線(xiàn)性的變化；然而，在相界上往往出現(xiàn)突變。例如PbTiO3和PbZrO3都不是性能優(yōu)良的壓電陶瓷。PbTiO3是鐵電體，相變時(shí)伴隨著晶胞參數(shù)的劇烈變化，冷卻至室溫時(shí)，一般會(huì)發(fā)生開(kāi)裂，所以沒(méi)有純的PbTiO3陶瓷。PbZrO3是反鐵電體。這兩個(gè)化合物結(jié)構(gòu)相同，Zr4+和Ti4+尺寸差不多，可生成連續(xù)固溶體Pb(ZryTi1–y)O3，其中y=0～1。隨著固溶體組成的不同，常溫下有不同的晶體結(jié)構(gòu)。在PbZrO3–PbTiO3系統(tǒng)中發(fā)生的是等價(jià)置換，形成的固溶體結(jié)構(gòu)完整，電場(chǎng)基本均衡，電導(dǎo)沒(méi)有顯著變化，一般情況下，介電性能也改變不大。但在三方結(jié)構(gòu)和四方結(jié)構(gòu)的晶型邊界（MPB）處，獲得的固溶體PZT的介電常數(shù)和壓電性能皆?xún)?yōu)于純粹的PbTiO3和PbZrO3其燒結(jié)性能也很好。異價(jià)置換會(huì)產(chǎn)生離子性缺陷，引起材料導(dǎo)電性能的重大變化，而且，這個(gè)改變是與雜質(zhì)缺陷濃度成比例的。

[3]影響播報(bào)穩(wěn)定晶格ZrO2是一種高溫耐火材料，熔點(diǎn)2680℃，但發(fā)生相變時(shí)伴隨很大的體積收縮，這對(duì)高溫結(jié)構(gòu)材料是致命的。若加入CaO，則和ZrO2形成固溶體，無(wú)晶型轉(zhuǎn)變，體積效應(yīng)減少，使ZrO2成為一種很好的高溫結(jié)構(gòu)材料?；罨Ц裥纬晒倘荏w后，晶格結(jié)構(gòu)有一定畸變，處于高能量的活化狀態(tài)，有利于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。如，Al2O3熔點(diǎn)高（2050℃），不利于燒結(jié)，若加入TiO2，可使燒結(jié)溫度下降到1600℃，這是因?yàn)锳l2O3與TiO2形成固溶體，Ti4+置換Al3+后，帶正電，為平衡電價(jià)，產(chǎn)生了正離子空位，加快擴(kuò)散，有利于燒結(jié)進(jìn)行。固溶強(qiáng)化定義：固溶體的強(qiáng)度與硬度往往高于各組元，而塑性則較低，稱(chēng)為固溶強(qiáng)化。固溶強(qiáng)化的特點(diǎn)和規(guī)律：固溶強(qiáng)化的程度（或效果）不僅取決與它的成分，還取決與固溶體的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)