I. Обзор термической обработки алюминиевых сплавов

Термическая обработка алюминиевых сплавов имеет решающее значение. Это может значительно улучшить различные свойства алюминиевых сплавов и позволить им играть более важную роль во многих областях. Обычные процессы термообработки в основном включают отжиг, закалку и старение.

Обработка отжигом может устранить литейное напряжение отливок и внутреннее напряжение, вызванное механической обработкой, а также стабилизировать форму и размер обрабатываемых деталей. Например, после того, как продукт нагрет до определенной температуры и выдерживается при этой температуре в течение определенного периода времени, а затем охлаждается до комнатной температуры с определенной скоростью охлаждения, за счет диффузии и миграции атомов микроструктуру можно сделать более однородный и стабильный, внутреннее напряжение можно устранить, пластичность материала можно значительно улучшить, но прочность снизится. При гомогенизационном отжиге слитков выдержка их при высокой температуре в течение длительного времени и последующее охлаждение с определенной скоростью позволяют гомогенизировать химический состав, микроструктуру и свойства слитков, повысить пластичность материала примерно на 20 %, снизить давление экструзии примерно на 20%, увеличить скорость экструзии примерно на 15% и в то же время улучшить качество обработки поверхности материала.

Закалка включает нагрев отливок из алюминиевого сплава до относительно высокой температуры и поддержание этой температуры в течение более 2 часов, чтобы растворимые фазы в сплаве могли полностью раствориться. Затем отливки быстро закаливают в воду, чтобы быстро охладить их, позволяя упрочняющим компонентам сплава раствориться в наибольшей степени и оставаться фиксированными до комнатной температуры. Этот процесс также известен как обработка раствором или обработка холодом. Например, для некоторых сплавов с низкой чувствительностью к закалке обработка на раствор может проводиться с использованием высокой температуры во время экструзии, а затем закалка может выполняться путем охлаждения на воздухе (Т5) или охлаждения водяным туманом (Т6) для получения определенных микроструктуры и свойства.

Обработка старением применяется к материалам, прошедшим закалку на раствор. Когда эти материалы хранятся при комнатной температуре или относительно высокой температуре в течение определенного периода времени, нестабильный пересыщенный твердый раствор будет разлагаться, а частицы второй фазы будут осаждаться из пересыщенного твердого раствора и распределяться вокруг зерен α(Al) алюминия. , тем самым создавая усиливающий эффект. При естественном старении такие сплавы, как 2024, могут оказывать эффект дисперсионного упрочнения при комнатной температуре. Что касается искусственного старения, такие сплавы, как 7075, не проявляют явного эффекта дисперсионного упрочнения при комнатной температуре, но эффект дисперсионного упрочнения значителен при относительно высоких температурах. Лечение старения можно разделить на недостарение, перестарение, многоэтапное старение и т. д.

Термическая обработка алюминиевых сплавов положительно влияет как на механические свойства, так и на коррозионную стойкость.

Что касается механических свойств, термическая обработка позволяет улучшить зеренную структуру, повысить прочность и твердость материала и в то же время улучшить его пластичность и вязкость. Например, обработка на раствор может равномерно распределить элементы твердого раствора, такие как Cu и Mg, в сплаве внутри границ зерен и внутри зерен, образуя пересыщенный твердый раствор, тем самым повышая прочность и твердость сплава.

Что касается коррозионной стойкости, термообработка позволяет устранить микроскопические дефекты и поверхностные оксидные слои, улучшить качество поверхности сплава и повысить его коррозионную стойкость. Например, обработка раствором позволяет регулировать распределение элементов в сплаве и чистоту границ зерен, что способствует образованию однородной и плотной оксидной пленки, тем самым улучшая коррозионную стойкость сплава.

II. Основные методы термообработки

(I) Обработка отжигом

Отжиг играет важную роль в термической обработке алюминиевых сплавов. В основном он устраняет литейное напряжение отливок из алюминиевого сплава и внутреннее напряжение, вызванное механической обработкой, путем нагревания отливок из алюминиевого сплава до определенной температуры и выдерживания их при этой температуре в течение определенного периода времени, а затем охлаждения их до комнатной температуры при соответствующем охлаждении. ставка. Такая обработка позволяет стабилизировать форму и размер обрабатываемых деталей и сделать микроструктуру алюминиевого сплава более однородной и стабильной.

Например, для сплавов серии Al-Si обработка отжигом также может привести к кристаллизации и сфероидизации части Si, тем самым значительно улучшая пластичность сплава. По данным исследований, пластичность алюминиевого сплава после обработки отжигом можно повысить примерно на 20%. Конкретный процесс заключается в нагреве отливок из алюминиевого сплава до 280–300 °C, выдерживании их при этой температуре в течение 2–3 часов, а затем охлаждении их до комнатной температуры вместе с печью, чтобы твердый раствор медленно разлагался, осажденный Частицы второй фазы агрегируют, и, таким образом, внутренние напряжения отливок устраняются, достигая целей стабилизации размера, улучшения пластичности и уменьшения деформации.

(II) Закалка

Закалка является одним из ключевых этапов термической обработки алюминиевых сплавов. Обычно отливки из алюминиевого сплава нагревают до относительно высокой температуры, обычно близкой к температуре плавления эвтектики, в основном выше 500 °C, и выдерживают при этой температуре более 2 часов, чтобы растворимые фазы в сплаве могли полностью раствориться. . Затем отливки быстро закаливают в воду температурой 60–100 °C для их быстрого охлаждения. Такая операция позволяет упрочняющим элементам в сплаве раствориться в наибольшей степени и оставаться фиксированными до комнатной температуры.

Например, для некоторых сплавов с низкой чувствительностью к закалке обработка на раствор может проводиться с использованием высокой температуры во время экструзии, а затем закалка может выполняться путем охлаждения на воздухе (Т5) или охлаждения водяным туманом (Т6) для получения определенных микроструктуры и свойства. Ожидается, что в процессе закалки сплав будет обладать такими характеристиками, как широкий температурный диапазон между линией растворимости и линией солидуса, низкая сила деформации экструзии при температуре раствора и низкая чувствительность к закалке.

(III) Лечение старения

Обработка старением — это технологический процесс, при котором отливки из закаленного алюминиевого сплава нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре в течение определенного периода времени, вынимают из печи и охлаждают на воздухе до достижения комнатной температуры, чтобы разложить пересыщенный твердый раствор и стабилизируют микроструктуру матрицы сплава.

В процессе старения сплава с увеличением температуры и удлинением времени он пройдет несколько стадий, включая исчезновение области решетки пересыщенного твердого раствора, сегрегацию атомов второй фазы по определенным правила и образование областей G-PII, последующее образование метастабильных вторых фаз (переходных фаз), сочетание большого количества G-PII и небольшого количества метастабильных фаз и трансформация метастабильных фаз в стабильные фазы. и агрегация частиц второй фазы. Лечение старения можно разделить на две основные категории: естественное старение и искусственное старение. Под естественным старением понимают старение, при котором упрочнение старением осуществляется при комнатной температуре. Искусственное старение подразделяется на неполное искусственное старение, полное искусственное старение и перестарение.

(IV) Циклическая обработка Циклическая обработка представляет собой довольно специальный метод термообработки алюминиевых сплавов. Отливки из алюминиевого сплава охлаждают до определенной минусовой температуры (например, -50 °C, -70 °C, -195 °C) и выдерживают при этой температуре в течение определенного периода времени. Затем отливки нагреваются до температуры ниже 350 ° C, в результате чего решетка среднего твердого раствора в сплаве многократно сжимается и расширяется, а зерна каждой фазы слегка смещаются. Целью этого является приведение областей сегрегации атомов внутри кристаллической решетки этих твердых растворов и частиц интерметаллических соединений в более стабильное состояние, чтобы достичь цели сделать размеры и объемы частей продукта более стабильными. Этот процесс термообработки с повторным нагревом и охлаждением подходит для деталей, требующих высокой точности и стабильных размеров во время использования. Обычно обычные отливки такой обработке не подвергаются. III. Ключевые элементы термообработки №(I) Требования к оборудованию для термообработки Оборудование для термообработки играет решающую роль в процессе термообработки алюминиевых сплавов. Во-первых, поскольку диапазон температурной разницы между температурами закалки и старения алюминиевых сплавов невелик, разницу температур внутри печи следует контролировать в пределах ±5 °С. Это связано с тем, что температура закалки алюминиевых сплавов близка к температуре плавления легкоплавких эвтектических компонентов внутри сплава. Если разница температур слишком велика, это может привести к неравномерности микроструктуры алюминиевого сплава, что повлияет на его свойства. Например, на реальном производстве, если разница температур внутри печи превышает ±5 °С, степень твердого раствора отливок из алюминиевых сплавов на разных частях может различаться, что в дальнейшем будет влиять на механические свойства, такие как их прочность и твердость. Во-вторых, необходимо, чтобы приборы измерения и контроля температуры были чувствительными и точными, чтобы гарантировать, что температура находится в пределах вышеуказанного диапазона погрешностей. Точность приборов измерения и контроля температуры не должна быть ниже класса 0,5. Таким образом, можно точно контролировать температуру внутри печи, чтобы обеспечить стабильность и надежность процесса термообработки. Например, некоторое современное оборудование для термообработки оснащено высокоточными приборами для измерения и контроля температуры, которые могут контролировать температуру внутри печи в режиме реального времени и выполнять автоматическую регулировку в соответствии с заданной температурной кривой, чтобы гарантировать, что отливки из алюминиевых сплавов всегда находятся в рабочем состоянии. подходящая температурная среда во время процесса термообработки. При этом температура в каждой зоне внутри печи должна быть одинаковой, с разницей в пределах 1 – 2 °С. Для достижения этой цели оборудование для термообработки обычно оснащается циркуляционным устройством, обеспечивающим равномерную циркуляцию горячего воздуха внутри печи, чтобы отливки из алюминиевого сплава могли нагреваться и охлаждаться равномерно во всех частях. Например, в некоторых крупных печах для термообработки алюминиевых сплавов используется система вентиляции с принудительной циркуляцией. Мощные вентиляторы равномерно направляют горячий воздух в сторону отливок из алюминиевого сплава, поддерживая температуру в каждой зоне внутри печи в небольшом диапазоне. Закалочная емкость также имеет нагревательные и циркуляционные устройства, обеспечивающие нагрев воды и равномерность ее температуры. Закалка является одним из ключевых этапов термической обработки алюминиевых сплавов, причем однородность температуры закалочной среды напрямую влияет на охлаждающий эффект и механические свойства отливок. Например, если в процессе закалки температура закалочной среды неоднородна, это может привести к разной скорости охлаждения отливок из алюминиевого сплава в разных частях, что приведет к таким проблемам, как внутреннее напряжение и неравномерная микроструктура. Таким образом, устройства нагрева и циркуляции закалочного резервуара могут гарантировать, что температура закалочной среды всегда будет поддерживаться в подходящем диапазоне, улучшая эффект закалки и качество отливок. Наконец, загрязненную охлаждающую воду следует регулярно проверять и заменять. В процессе закалки охлаждающая вода может загрязняться примесями и оксидами на поверхности отливок из алюминиевых сплавов, что влияет на ее охлаждающий эффект и качество отливок. Поэтому регулярная проверка и замена загрязненной охлаждающей воды является одной из важных мер по обеспечению качества термической обработки. Например, некоторые предприятия разработали строгие правила управления охлаждающей водой, регулярно проверяют и заменяют охлаждающую воду, чтобы обеспечить плавный ход процесса закалки.

(II) Закалочная среда Закалочная среда является важным фактором, обеспечивающим достижение различных целей или эффектов термообработки. Чем выше скорость охлаждения закалочной среды, тем интенсивнее (быстрее) будет охлаждение отливки и тем выше будет степень пересыщения α-твердого раствора в микроструктуре металла, что приведет к улучшению механических свойств отливки. кастинг. Это связано с тем, что в α-твердом растворе Al растворено большое количество упрочняющих фаз, таких как интерметаллиды. Например, исследования показали, что использование закалочных жидкостей ПАГ различной концентрации оказывает различное влияние на механические свойства, характеристики поляризационной кривой и свойства межкристаллитной коррозии алюминиевого сплава 7249. Сплав, закаленный 30%-ной закалочной жидкостью ПАГ, обладает наилучшей прочностью и пластичностью, с небольшим током коррозии и низкой скоростью коррозии в процессе поляризации. Он обладает хорошей стойкостью к межкристаллитной коррозии, обеспечивая при этом относительно высокую прочность и пластичность, а также имеет лучшие общие характеристики. Другой пример: для листов алюминиевого сплава 2519А прочность сплава, закаленного в различных средах и предварительно деформированного, выше, чем у сплава без деформации. В состоянии Т8 сплав имеет наивысшую прочность на разрыв при закалке в воде при температуре 20 °C; и он имеет самую низкую прочность на разрыв при закалке на воздухе. При этом стойкость к межкристаллитной коррозии и расслаивающей коррозии сплава, закаленного в различных средах и предварительно деформированного, лучше, чем у сплава без деформации. Сплав, закаленный в воде при температуре 20 °С, обладает лучшей стойкостью к межкристаллитной коррозии и расслаивающей коррозии, тогда как сплав, закаленный на воздухе, имеет худшую стойкость к межкристаллитной коррозии и отслаивающей коррозии. Кроме того, температура закалочной воды также оказывает влияние на механические свойства литых алюминиевых сплавов. Исследования показали, что прочность и твердость образцов сплавов зависят от температуры закалочной воды, а закалка при 80 °C позволяет получить сплавы с лучшими общими характеристиками. При этой температуре закалочной воды характер разрушения образцов сплава представляет собой в основном пластическое разрушение, сопровождающееся локальным расколом, и сплав демонстрирует относительно хорошие механические свойства.

(III) Приборы и материалы для измерения и контроля температуры

Точность приборов измерения и контроля температуры не должна быть ниже класса 0,5. Нагревательная печь для термообработки должна быть оборудована устройствами и приборами, которые могут автоматически измерять и контролировать температуру, с такими функциями, как автоматическая запись, автоматическая сигнализация, автоматическое отключение и восстановление мощности, чтобы гарантировать, что отображение температуры и контроль в печи точный, температура равномерная.

Высокоточные приборы для измерения и контроля температуры могут точно контролировать температуру внутри печи в режиме реального времени и гарантировать, что температура всегда находится в подходящем диапазоне во время процесса термообработки. Например, когда температура внутри печи превышает заданный диапазон, автоматическое сигнальное устройство своевременно подает сигнал, напоминая операторам о необходимости внесения корректировок. Устройства автоматического отключения и восстановления питания могут вовремя отключить электропитание при аномальной температуре или других сбоях, обеспечивая безопасность оборудования и заготовок. После решения проблем электропитание будет автоматически восстановлено, чтобы обеспечить непрерывность процесса термообработки.

Устройство автоматической записи может фиксировать изменения температуры во время процесса термообработки, обеспечивая поддержку данных для последующего анализа качества и оптимизации процесса. Например, анализируя кривую регистрации температуры, мы можем понять тенденции изменения температуры на разных этапах, выявить возможные проблемы и внести целевые корректировки и улучшения.

Функции этих устройств автоматического контроля температуры заключаются в повышении точности и стабильности термообработки, уменьшении влияния человеческого фактора, обеспечении получения отливок из алюминиевых сплавов однородной микроструктуры и свойств в процессе термообработки, а также повышении качества и надежности. продуктов.

IV. Методы упрочнения алюминиевых сплавов

(I) Усиление работы

Деформационное упрочнение — это метод, с помощью которого сплавы приобретают высокую прочность за счет пластической деформации. Сущность деформационного упрочнения сплавов заключается в увеличении плотности дислокаций при пластическом деформировании. После интенсивной деформации металлов плотность дислокаций может увеличиваться от 10⁶/см² до более 10¹²/см². Чем больше плотность дислокаций в сплаве, тем больше возможностей будет у дислокаций пересекаться друг с другом в процессе скольжения при продолжении деформации и тем больше будет сопротивление между ними. В результате повысится и сопротивление деформации, а значит, сплав укрепится.

Степень деформационного упрочнения варьируется в зависимости от скорости деформации, температуры деформации и природы самого сплава. Для одного и того же материала сплава, подвергающегося холодной деформации при одной и той же температуре, чем выше скорость деформации, тем выше будет прочность, но пластичность будет снижаться с увеличением скорости деформации. При относительно низкой температуре деформации подвижность дислокаций плохая. После деформации большая часть дислокаций распределяется беспорядочно и неравномерно, образуя дислокационные клубки. В это время упрочняющий эффект сплава хороший, но пластичность также существенно снижается. При относительно высокой температуре деформации подвижность дислокаций увеличивается и происходит поперечное скольжение. Дислокации могут локально собираться и перепутываться, образуя дислокационные скопления, появляются субструктуры и их усиление. В это время эффект упрочнения не так хорош, как при холодной деформации, но потеря пластичности сравнительно невелика.

(II) Усиление решения

В чистый алюминий добавляют легирующие элементы с образованием твердых растворов на его основе, которые вызывают искажение решетки и затрудняют движение дислокаций, играя тем самым роль в упрочнении раствора и повышении его прочности. Бинарные сплавы, такие как Al-Cu, Al-Mg, Al-Si, Al-Zn и Al-Mn, обычно могут образовывать ограниченные твердые растворы, и все они имеют относительно высокую предельную растворимость, поэтому они обладают значительным эффектом упрочнения раствора.

Например, в скандийсодержащих сверхвысокопрочных алюминиевых сплавах элемент Sc в качестве обычной добавки может улучшить прочность и ударную вязкость алюминиевых сплавов за счет образования твердых растворов Sc-Al. Между тем, соответствующие количества таких элементов, как Ti и Zr, также могут эффективно способствовать процессу упрочнения. За счет их взаимодействия с элементом Sc может быть сформирована многоуровневая и многофазная система упрочнения композита.

(III) Гетерофазное усиление

Гетерофазами в алюминиевых сплавах обычно являются твердые и хрупкие интерметаллиды. Они препятствуют движению дислокаций в сплаве и упрочняют сплав. Например, в сверхвысокопрочных алюминиевых сплавах, содержащих Sc, соответствующая обработка упрочняющим раствором может также улучшить коррозионную стойкость и высокотемпературные характеристики алюминиевого сплава. Однако если количество гетерофаз слишком велико, как прочность, так и пластичность будут снижены. Чем сложнее состав и структура гетерофазы и чем выше ее температура плавления, тем лучше ее высокотемпературная термостойкость.

(IV) Усиление дисперсии

Чем меньше размер частиц дисперсионной фазы и чем равномернее их распределение, тем лучше эффект упрочнения. Например, добавление в алюминиевые сплавы частиц мелкодисперсной фазы позволяет затруднить движение дислокаций и повысить прочность и твердость сплавов.

(V) Усиление осадков

При отжиге сплава при температуре обработки на раствор легирующие элементы растворяются в матрице, образуя пересыщенный твердый раствор. Затем проводят закалку для быстрого охлаждения пересыщенного твердого раствора и предотвращения диффузии и выделения легирующих элементов. В процессе старения легирующие элементы выделяются из пересыщенного твердого раствора с образованием мелких и дисперсных частиц второй фазы. Эти частицы обычно представляют собой соединения, богатые элементами сплава, или интерметаллические фазы, и их размер, форма и распределение оказывают существенное влияние на прочность и твердость сплава.

(VI) Укрепление границ зерен

В процессе старения выделенная фаза имеет тенденцию выделяться на границах зерен, образуя зернограничную зону выделения. Зона зернограничного выделения препятствует зернограничному скольжению и улучшает сопротивление сдвигу границ зерен, тем самым увеличивая общую прочность сплава. В то же время выделенная фаза может также выделяться на границах субзерен, укрепляя границы субзерен и дополнительно улучшая общие механические свойства сплава.

(VII) Комбинированное усиление

В практических приложениях обычно работают одновременно несколько методов упрочнения. Например, в сверхвысокопрочных алюминиевых сплавах, содержащих Sc, за счет оптимизации таких параметров, как типы добавок, температура и время нагрева, упрочняющий раствор позволяет значительно повысить прочность и ударную вязкость алюминиевого сплава. В то же время упрочнение раствора также может улучшить коррозионную стойкость и высокотемпературные характеристики алюминиевого сплава. В дальнейшем микроструктура и свойства сверхвысокопрочных алюминиевых сплавов, содержащих Sc, упрочняются комплексными добавками согласованно, а также механические и коррозионно-стойкие свойства сверхвысокопрочных алюминиевых сплавов, содержащих Sc, в комплексной эксплуатации. окружающая среда может быть дополнительно изучена.

V. Влияние термической обработки на свойства конкретных сплавов

(I) Влияние на микроструктуру и свойства сплава 2024.

Сплав 2024 относится к высокопрочным и твёрдым алюминиевым сплавам серии Al-Cu-Mg и широко используется в аэрокосмической промышленности. Обработка раствором и старение оказывают важное влияние на пластичность, прочность и коррозионную стойкость сплава 2024.

Во время обработки раствором первая группа образцов подвергалась термической обработке раствором и выдерживалась при различных температурах. Результаты показали, что после обработки сплава при определенной температуре (например, 500 °C) в течение 50 минут растворимые фазы в сплаве могли полностью раствориться, закладывая основу для последующей обработки старением. Обработка раствором позволяет регулировать распределение элементов в сплаве, равномерно распределяя элементы твердого раствора, такие как Cu и Mg, внутри границ зерен и внутри зерен, образуя пересыщенный твердый раствор, тем самым увеличивая прочность и твердость сплава. В то же время обработка раствором также может улучшить пластичность сплава. Данные исследований показывают, что пластичность сплава 2024 после обработки на раствор может быть в определенной степени улучшена.

Влияние старения на свойства сплава 2024 также весьма существенно. Третья группа образцов сначала была обработана на раствор, а затем подвергнута длительному старению – термообработке при различных температурах. Эксперимент показал, что наилучшую микроструктуру и свойства сплав может получить после искусственного старения при 180 °C в течение 10 часов, а твердость может достигать 81,3 HRB. В процессе старения нестабильный пересыщенный твердый раствор будет разлагаться, а частицы второй фазы будут осаждаться из пересыщенного твердого раствора и распределяться вокруг зерен α(Al) алюминия, тем самым оказывая упрочняющий эффект. Естественное старение сплавов, таких как 2024, может вызвать осаждение - упрочняющий эффект при комнатной температуре, увеличивающий прочность сплава. В то же время обработка старением также может улучшить коррозионную стойкость сплава. За счет устранения микроскопических дефектов и поверхностных оксидных слоев улучшается качество поверхности сплава, что способствует образованию однородной и плотной оксидной пленки, тем самым улучшая коррозионно-стойкость сплава.

(II) Влияние на микроструктуру и свойства сплава 7075. Одностадийное старение оказывает важное влияние на структуру волокна, образование частиц второй фазы, микротвердость и пиковую прочность сплава 7075. Измеряя твердость, предел текучести, предел прочности, удлинение и уменьшение площади образцов с разным временем старения в режиме одностадийного старения при 120 °C, было обнаружено, что алюминиевый сплав 7075 может получить наилучшее сочетание прочности и пластичность при выдержке при 120°С в течение 24 часов. В ходе ортогонального эксперимента по двухэтапному старению было известно, что для двухэтапного старения алюминиевого сплава 7075 температура предварительного старения составляла 140 °C, время выдержки составляло 4 часа, а температура второго этапа старения составляла 140 °C. температура составляла 140°С-160°С, а время выдержки составляло 10 часов. Этот процесс обработки позволяет получить продукты с лучшими комплексными свойствами. В ходе одноэтапного процесса старения структура волокна сплава 7075 изменится. По мере увеличения времени старения структура волокна постепенно становится более плотной, что способствует повышению прочности сплава. При этом постепенно будут образовываться и частицы второй фазы. Эти частицы второй фазы препятствуют движению дислокаций в сплаве и упрочняют сплав. Например, MgZn2 и Al2Mg3Zn3 имеют высокую растворимость в алюминии и очевидную зависимость от температуры, а также обладают сильным эффектом старения. Одноэтапное старение также может значительно улучшить микротвердость и пиковую прочность сплава 7075. По мере увеличения времени старения микротвердость постоянно увеличивается, и через определенное время твердость становится стабильной. Пиковая прочность также постепенно увеличивается в процессе старения. Это связано с тем, что обработка старением позволяет упрочняющим компонентам сплава растворяться в наибольшей степени и оставаться фиксированными до комнатной температуры, тем самым увеличивая прочность сплава.

VI. Послесварочная термообработка (1) Влияние послесварочной термообработки на прочность и ударную вязкость Для термообрабатываемых упрочненных алюминиевых сплавов после сварки термообработку можно провести повторно для восстановления прочности зоны термического влияния основного металла до уровня, близкого к первоначальной силе. Как правило, разрушение соединения обычно происходит в зоне сплавления сварного шва. После повторной термообработки после сварки прочность металла сварного шва в основном зависит от используемого присадочного металла. Когда состав присадочного металла отличается от состава основного металла, прочность будет зависеть от разбавления основного металла присадочным металлом. Наилучшая прочность соответствует термической обработке, используемой для свариваемого металла. Хотя термообработка после сварки увеличивает прочность, может произойти некоторая потеря прочности сварного шва. Из-за выделения около шва и плавления границ зерен в зоне сплавления вязкость некоторых сварных швов из термообработанных алюминиевых сплавов очень низкая. Если ситуация не слишком серьезна, термообработка после сварки может привести к повторному растворению растворимых компонентов, получению более однородной структуры, незначительному улучшению ударной вязкости и значительному увеличению прочности. Например, для алюминиевого сплава 6061, сваренного в состоянии термообработки Т4 (обработка на раствор + естественное старение) и затем обработанного после сварки Т6 (обработка на раствор + искусственная обработка), прочность сварного шва может достигать 280 МПа. Обработка Т6 включает нагрев алюминиевого сплава до температуры 535 ± 5 °С, выдержку в течение 6 часов и последующую закалку в воду при температуре 80 ± 10 °С, время закалки не менее 5 минут. Затем его выдерживают в низкотемпературной печи при температуре 165±5°С в течение 4±0,5 часов. Твердость после обработки обычно достигает НВ80-90, удлинение более 8%, а предел прочности достигает 250-290 МПа. Для сварного соединения алюминиевого сплава 6082 - Т6 были проведены два метода термообработки, а именно раствор + старение и старение. Предел прочности необработанного сварного соединения 6082 - Т6 составил 225 МПа, место излома находилось в зоне термического влияния, наименьшее значение твердости соединения было в зоне термического влияния. После старения распределение фазы упрочнения на сварном соединении 6082 - Т6 было более равномерным, явного изменения микроструктуры зоны сварного шва не произошло, микроструктура зоны сплавления и зоны термического влияния была незначительно изменена. изысканный. Предел прочности составил 264 МПа, место разрушения по-прежнему находилось в зоне термического влияния, наименьшее значение твердости соединения по-прежнему находилось в зоне термического влияния. После обработки на раствор + старение на сварном соединении 6082 - Т6 вновь выделились мелкие упрочняющие фазы, значительно уточнилась микроструктура зоны сплавления и зоны термического влияния, предел прочности увеличился до 302 МПа, произошел разрушение в зоне сварного шва, причем значение твердости было значительно выше, чем у необработанного сварного соединения 6082 - Т6, а наименьшее значение твердости располагалось в зоне сварного шва.

(II) Ключевые технические моменты 1. Проблема сохранения тепла: Ключевая технология заключается в проблеме сохранения тепла. Очень важно следить за процессом. Переход от высокотемпературной печи (растворной печи) к закалке в воду должен быть максимально быстрым; в противном случае это повлияет на эффект раствора и, в конечном итоге, на эффект термообработки. 2. Удаление остатков: После сварки свариваемых деталей, если используется газовая сварка или сварка покрытыми электродами, остатки флюса и шлака на и с обеих сторон сварного шва необходимо своевременно удалять перед визуальным осмотром и неразрушающий контроль сварного шва. Это необходимо для того, чтобы шлак и остатки флюса не разъедали сварной шов и его поверхность, а также во избежание неблагоприятных последствий. Обычно используемые методы очистки после сварки включают промывку горячей водой при температуре 60–80 °C; погружение в дихромат калия (К2Сг2О7) или хромовый ангидрид (СгО3) с массовой долей 2% - 3%; затем стирка в горячей воде при температуре 60–80 °С; и сушка в сушильном шкафу или на воздухе – сушка. Для проверки эффекта удаления остатков флюса на сварной шов свариваемой детали можно капнуть дистиллированную воду, затем дистиллированную воду собрать и опустить в небольшую пробирку, содержащую 5% раствор азотной кислоты. Если появляется белый осадок, это указывает на то, что остатки флюса удалены не полностью. 3. Обработка поверхности сварных деталей. Благодаря соответствующим процессам сварки и правильной технике работы поверхность сварного шва алюминия и алюминиевых сплавов после сварки имеет однородный и гладкий волнистый вид. Для улучшения качества поверхности алюминиевых заготовок можно проводить анодирование, механическую полировку и т. д. Однако алюминий и алюминиевые сплавы — мягкие металлы с относительно высоким коэффициентом трения. Если в процессе шлифования произойдет перегрев, это может привести к деформации сварных деталей или даже разрушению границ зерен. Для этого требуется достаточная смазка в процессе полировки, а давление на поверхность металла должно быть сведено к минимуму. VII. Новые методы термообработки и подходы к повышению производительности (1) Замена интерфейса и