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8021鋁合金化學(xué)成分

Si：0.20-0.60；Mg：0.45-0.90

Fe：≤0.35；Cu：≤0.10

Mn：≤0.10；Zn：≤0.10

Ti：≤0.10；Cr：≤0.10

8021鋁合金熱處理原理

8021鋁合金鑄件的熱處理就是選用某一熱處理規(guī)范,控制加熱速度升到某一相應(yīng)溫度下保溫一定時間并以一定得速度冷卻,改變其合金的組織,其主要目的是提高合金的力學(xué)性能,增強耐腐蝕性能,改善加工型能,獲得尺寸的穩(wěn)定性。

8021鋁合金熱處理特點：對于含碳量較高的鋼,經(jīng)淬火后立即獲得很高的硬度,而塑性則很低。然而對鋁合金并不然,鋁合金剛淬火后,強度與硬度并不立即升高,至于塑性非但沒有下降,反而有所上升。但這種淬火后的合金,放置一段時間（如4～6晝夜后）,強度和硬度會顯著提高,而塑性則明顯降低。淬火后鋁合金的強度,硬度隨時間增長而顯著提高的現(xiàn)象,稱為時效。時效可以在常溫下發(fā)生,稱自然時效,也可以在高于室溫的某一溫度范圍（如100～200℃）內(nèi)發(fā)生,稱人工時效。 （佳洲金屬0769-87086428）

8021鋁合金在淬火加熱時,合金中形成了空位,在淬火時,由于冷卻快,這些空位來不及移出,便被“固定”在晶體內(nèi)。這些在過飽和固溶體內(nèi)的空位大多與溶質(zhì)原子結(jié)合在一起。由于過飽和固溶體處于不穩(wěn)定狀態(tài),必然向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變,空位的存在,加速了溶質(zhì)原子的擴散速度,因而加速了溶質(zhì)原子的偏聚。

硬化區(qū)的大小和數(shù)量取決于淬火溫度與淬火冷卻速度。淬火溫度越高,空位濃度越大,硬化區(qū)的數(shù)量也就越多,硬化區(qū)的尺寸減小。淬火冷卻速度越大,固溶體內(nèi)所固定的空位越多,有利于增加硬化區(qū)的數(shù)量,減小硬化區(qū)的尺寸。

沉淀硬化合金系的一個基本特征是隨溫度而變化的平衡固溶度,即隨溫度增加固溶度增加,大多數(shù)可熱處理強化的的鋁合金都符合這一條件。沉淀硬化所要求的溶解度－溫度關(guān)系,可用鋁銅系的Al－4Cu合金說明合金時效的組成和結(jié)構(gòu)的變化。圖3－1鋁銅系富鋁部分的二元相圖,在548℃進(jìn)行共晶轉(zhuǎn)變L→α＋θ（Al2Cu）。銅在α相中的極限溶解度5.65％（548℃）,隨著溫度的下降,固溶度急劇減小,室溫下約為0.05％。

8021鋁合金固溶處理與淬冷：為了利用沉淀硬化反應(yīng),首先通過加熱及快速冷卻,形成一種過飽和的固溶體。形成固溶體的工藝過程稱固溶熱處理。其目的是把合金最大量實際可溶解的硬化元素溶于固溶體中。這一工藝過程包括把合金加熱到足夠高溫度下保溫足夠長時間然后水中快冷。

概括的說,提高鋁合金強度,硬度的熱處理,包括三個步驟的工藝過程：（1）固溶熱處理－可溶相的溶解。（2）淬火－過飽和固溶體的形成。（3）時效－在室溫下（自然時效）或高溫下（人工時效或沉淀熱處理）溶質(zhì)原子的沉淀析出。