Ⅰ 铝合金的强化机制有哪些
这里面有相变发生:
钢的淬火与回火是过饱和固溶体的固溶强化、高强度、镁合金之类,淬火+回火适用于有固态相变的金属材料、钛的合金等等,如铝合金,如铁的合金,但是脆性大本质区别、沉淀强化),必须通过回火来损失一部分硬度或强度来提高塑性和韧性。
有色金属的固溶处理+时效是第二相强化,淬火后就有高硬度。
所以,这里面基体没有相变发生、铜合金。固溶处理后强度硬度几乎无变化。而固溶处理+时效适合于没有固态相变的材料,必须通过时效来析出第二相来强化
Ⅱ 如何增加铝合金硬度
提高铝合金的硬度:
1.加工强化
加工强化也称冷作硬化,就是金属材料在再结晶温度以下冷变形加工如锻造、压延、拉拔、拉伸等,冷变形时,金属内部位错密度增大,且相互缠结并形成胞状结构,阻碍位错运动。变形度越大位错缠结越严重,变形抗力越大,强度越高。冷变形后强化的程度随变形度、变形温度及材料本身的性质而不同。同一材料在同一温度下冷变形时,变形度越大则强度越高,塑性则越低。
2.固溶强化
在纯铝中添加某些合金元素形成无限固溶体或有限固溶体,不仅能获得高的强度,而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。在一般铝合金中固溶强化最常用的合金元素是铜、镁、锰、锌、硅、镍等元素。一般铝的合金化都形成有限的固溶体,如Al-Cu,Al-Mg,Al-Zn,Al-Si,Al-Mn等二元合金均形成有限固溶体,并且都有较大的极限溶解度能起较大的固溶强化效果。
3. 组织强化
在铝合金中添加微量元素以细化晶粒组织是提高铝合金力学性能的另一种重要手段。
变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、锶以及稀土元素,它们能形成难熔化合物,在合金结晶时作为非自发晶核,起细化晶粒作用,提高合金的强度和塑性。
4.过剩相强化
当铝中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时,淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用,使强度、硬度提高,而塑性、韧性降低。合金中过剩相的数量愈多,其强化效果愈好,但过剩相多时,由于合金变脆而导致强度、塑性降低。
5.时效强化
铝合金热处理后可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时,其强度和硬度随时间和延长而增高,但塑性降低。这个过程就称时效。时效过程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。
Ⅲ 简单说一下用方法提高铝的硬度可以介绍其合金成份。
T6是一种金属加工工艺,好像就是用强力压缩,使铝材达到高强度(铝的强度不高,没有钢材那么好,所以要强化)也可能是液压。
6061,7005,7075是铝合金的型号,不同合金是由很多不同的金属合成的。用型号来区分,具体的含量就不知道了,化学家才知道。
6061是最普遍的铝材,轻,强度好,而且经济实惠。
7005是轻化铝材,强度不如6061,但是轻了很多,价格也高。
7075是最轻且强度最高的的铝材,价格也超级贵!中国会便宜点。7075的强度不亚于钢了。
还有就是Estane铝材,estane是--聚氨基甲酸乙酯----(化学式就不用打出来了吧)是一种弹性纤维,混合在铝材中,彻底解决铝合金的硬度过高的问题(纯铝的硬度不高,比较软,但是合金就很硬了)。estane铝材价格就不用我说咯,还没见过有那种estane铝材的车架价格低于7000人民币。主要用来做DH,目前我知道的就只有Giant DH team了。DH comp是7075 T6,DH team是 7075 estane,外观一样,差别就跟XT与XTR一样,材料的本质差别。
Ⅳ 铝合金的热处理强化方法和钢的有何不同
具体的热处理工艺不同,机理也不同。铝合金没有同素异构转变,所以为了提高铝合金强度,只能够采用固溶处理+时效的方式,而钢(实际上是铁)有同素异构转变,所以可以通过相变来提高强度,也就是通常说的淬火+回火,除此之外,其他热处理机理没有什么不同,比如去应力退火、再结晶退火、均匀化退火、扩散退火等。
铝合金很少有用淬火的,铝合金多用时效、人工实效、冷作硬化的方法提高强度、硬度。
Ⅳ 铝合金铸造工艺有哪些
铝合金闭洞铸造工艺有砂型铸造、金属型铸造、压铸、挤压铸造等等。
1、砂型铸造,在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。
2、金属型铸造又称硬模铸造,它是将液体金属浇入金属铸型,以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成,可以反复使用多次。
3、压铸是一种金属铸造工艺,其特点是利用模具腔对融化的金属施加高压。模具通常是用强度更高的合金加工而成的,这个过程有些类似注塑成型。
4、挤压铸造又称液态模锻,州态返是使熔融态金属或半固态合金,直接注入敞口模具中,随后闭合模具,以产生充填流动,到达制册饥件外部形状,接着施以高压,使已凝固的金属产生塑性变形,未凝固金属承受等静压,同时发生高压凝固,最后获得制件或毛坯的方法。
Ⅵ 浇铸铝合金件太脆,怎么改善通过加入什么元素可以使它强度变高
合金熔炼时注意千万不能过烧,要按工艺熔炼。熔炼时要用覆盖剂3%-6%,含硅铝合金浇铸前一定要变质剂处理,细化晶粒,硅、镁、铜、锌等都是强化合金元素。
Ⅶ 铝合金压铸件表面处理有哪些方法如何选择
1、铝及其合金的电化学表面强化处理
2、铝及铝合金环保型化学抛光
3、铝的碱性电解抛光工艺
4、YL112铝合金表面处理工艺技术
5、铝材磷化
Ⅷ 铸铝的工艺方法有哪些
铸铝的工艺方法:砂型铸造,金属型铸造,熔模铸造,压力铸造,消失模铸造,低压铸造,差压铸造,挤压铸造,真空吸铸,离心铸造等等
例如:铝合金熔炼工艺流程和操作工艺
装料
熔炼时,装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗,还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有:
1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定,而且还应考虑到最快的熔化速度,最少的烧损以及准确的化学成分控制。
装料时,先装小块或薄片废料,铝锭和大块料装在中间,最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布,防止偏重。
小块或薄板料装在熔池下层,这样可减少烧损,同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高,如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃,装在上层,由于炉内上部温度高容易熔化,也有充分的时间扩散;使中间合金分布均匀,则有利于熔体的成分控制。
炉料装平,各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。
炉料应进量一次入炉,二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。
2、对于质量要求高的产品(包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等)的炉料除上述的装料要求外,在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂,在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂,这样可提高炉体的纯洁度,也可以减少损耗。
3、电炉装料时,应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm,否则容易引起短路。
熔化
炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏,对产品质量有决定性的影响。
A、覆盖
熔化过程中随着炉料温度的升高,特别是当炉料开始熔化后,金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂,将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入,造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动,当液滴或液流进入底部汇集起来时,其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜,在炉料软化下塌时,应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖,其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。
覆盖剂种类及用量
炉型及制品
覆盖剂用量(占投量)/%
覆盖剂种类
电气熔炼
普通制品
0.4-0.5
粉状熔剂
特殊制品
0.5-0.6
煤气炉熔炼
普通制品
1-2
Kcl:Nacl按1:1混合
特殊制品
2-4
B、加铜、加锌
当炉料熔化一部分后,即可向液体中均匀加入锌锭或铜板,以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。
这时应强调的是,铜板的熔点为1083℃,在铝合金熔炼温度范围内,铜是溶解在铝合金熔体中。因此,铜板如果加得过早,熔体未能将其盖住,这样将增加铜板的烧损;反之如果加得过晚,铜板来不及溶解和扩散,将延长熔化时间,影响合金的化学成分控制。
电炉熔炼时,应尽量避免更换电阻丝带,以防脏物落入熔体中,污染金属。
C、搅动熔体
熔化过程中应注意防止熔体过热,特别是天然气炉(或煤气炉)熔炼时炉膛温度高达1200℃,在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后,应适当搅动熔体,以使熔池里各处温度均匀一致,同时也利于加速熔化。
扒渣与搅拌
当炉料在熔池里已充分熔化,并且熔体温度达到熔炼温度时,即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。
A、扒渣
扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂,以使渣与金属分离,有利于扒渣,可以少带出金属。扒渣要求平稳,防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底,因浮渣的存在会增加熔体的含气量,并弄脏金属。
B、加镁加铍
扒渣后便可向熔体内加入镁锭,同时要用2号粉状熔剂进行覆盖,以防镁的烧损。
对于高镁铝合金为防止镁的烧损,并且改变熔体及铸锭表面氧化膜的性质,在加镁后须向熔体内加入少量(0.001%-0.004%)的铍。铍一般以Al-BeF4与2号粉状熔剂按1:1混合加入,加入后应进行充分搅拌。
Na BeF +Al→2NaF+AlF +Be
为防止铍的中毒,在加铍操作时应戴好口罩。另外,加铍后扒也的渣滓应堆积在专门的堆放场地或作专门处理。
C、搅拌
在取样之前,调整化学成分之后,都应当及时进行搅拌。其目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致。这看起来似乎是一种极其简单的操作,但是在工艺过程中是很重要的工序。因为,一些密度较大的合金元素容易沉底,另外合金元素的加入不可能绝对均匀,这就造成了熔体上下层之间,炉内各区域之间合金元素的分布不均匀。如果搅拌不彻底(没有保证足够长的时间和消灭死角),容易造成熔体化学成分不均匀。
搅拌应当平稳进行,不应激起太大的波浪,以防氧化膜卷入熔体中。
调整成分
在熔炼过程中,由于各种原因都可能会使合金成分发生改变,这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后,取样进行快速分析,以便根据分析结果是否需要调整成分。
A、取样
熔体经充分搅拌后,即应取样进行炉前快速分析,分析化学成分是否符合标准要求。取样时的炉内熔体温度应不低于熔炼温度中限。
快速分析试样的取样部位要有代表性,开然气炉(或煤气炉)在两个炉门中心部位各取一组试样,电炉在二分之一熔体的中心部位取两组试样。取样前试样勺要进行预热,对于高纯铝及铝合金,这了防止试样勺污染,取样应采用不锈钢试样勺并涂上涂料。
B、成分调整
当快速分析结果和合金成分要求不相符时,就应调整成分——冲淡或补料。
(1)补料。快速分析结果低于合金化学成分要求时需要补料。为了使补料准确,应按下列原则进行计算:
1)先算量少者后算量多者;
2)先算杂质后算合金元素;
3)先算低成分的中间合金,后算高成分的中间合金;
4)最后算新金属
一般可按下式近似地计算出所需补加的料量,然后予以核算,算式如下:
X=
式中X——所需补加的料量,kg;
Q——熔体总量(即投料量),kg;
a——某成分的要求含量,%;
b——该成分的分析量,%;
c c ——分别为其它金属或中间合金的加入量,kg;
d——补料用中间合金中该成分的含量(如果是加纯金属,则d=100),%。
(2)冲淡。
快速分析结果高于化学成分的国家标准、交货标准等的上限时就需冲淡。
在冲淡时高于化学成分标准的合金元素要冲至低于标准要求的该合金元素含量上限。
我国的铝加工厂根据历年来的生产实践,对于铝合金都制定了厂内标准,以便使这些合金获得良好的铸造性能和力学性能。为此,在冲淡时一般都冲至接近或低于该元素的厂内化学成分标准上限所需的化学成分。
在冲淡时一般按照下式计算出所需的冲淡量。
X=Q(b-a)/a
式中b——某成分的分析量,%;
a——该成分的(厂内)标准上限的要求含量,%;
Q——熔体总量,kg;
X——所需的冲淡量,kg;
C 调整成分时应注意的事项
(1)试样用元代表性。试样无代表性是加为,某些元素密度较大,溶解扩散速度慢,或易于偏析分层。故取样前应充分搅拌,以均匀其成分,由于反射炉熔池表面温度高,炉底温度低,没有对流传热作用,取样前要多次搅拌,每次搅拌时间不得少于5min。
(2)取样部位和操作方法要合理。由于反射炉熔池大而深,尽管取样前进行多次搅拌,熔池内各部位的成分仍然有一定的偏差,因此,试样应在熔池中部最深部位的二分之一处取出。
取样前应将试样模充分加热干燥,取样时操作方法正确,使试样符合要求,否则试样有气孔、夹渣或不符合要求,都会给快速分析带来一定的误差。
(3)取样时温度要适当。某些密度大的元素,它的溶解扩散速度随着温度的升高而加快。如果取样前熔体温度较低,虽然经过多次搅拌,其溶解扩散速度仍然很慢,此时取出的试样仍然无代表性,因此取样前应控制熔体温度适当高些。
(4)补料和冲淡时一般都用中间合金,熔点较高和较难熔化的新金属料,应予避免。
(5)补料量和冲淡量在保证合金元素要求的前提下应越少越好。且冲淡时应考虑熔炼炉的容量和是否便于冲淡的有关操作。
(6)如果在冲淡量较大的情况下,还应补入其它合金元素,应使这些合金元素的含量不低于相应的标准或要求。
精炼
工业生产的铝合金绝大多数在熔炼炉不再设气体精炼钢过程,而主要靠静置炉精炼和在线熔体净化处理,便有的铝加工厂仍还设有熔炼炉精炼,其目的是为了提高熔体的纯净度。这些精炼方法可分为两类:即气体精炼法和熔剂精炼法。
出炉
当熔体经过精炼处理,并扒出表面浮渣后,待温度合适时,即可将金属熔体输注到静置炉,以便准备铸造。
清炉
清炉就是将炉内残存的结渣彻底清出炉外。每当金属出炉后,都要进行一次清炉。当合金转换,普通制品连续生产5-15炉,特殊制品每生产一炉,一般就要进行大清炉。大清炉时,应先均匀向炉内撒入一层粉状熔剂,并将炉膛温度升至800℃以上,然后用三角铲将炉内各处残存的结渣彻底清除。
Ⅸ 不同铝合金可以通过哪些途径达到强化的目的
1.细晶强化
2.热处理强化(固溶热处理、时效处理等)
3.形变强化(加工硬化)
4.形变热处理强化(形变强化与热处理强化综合实行的一种强化手段)