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1183更新時間：2006-10-12文章錄入：
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鋁合金的時效強化是如何進行和完成的?
經淬火後的鋁合金強度、硬度隨時間延長而發生顯著提高的現象稱之為時效，也稱鋁合金的時效硬化。這是鋁合金強化的重要方法之一。
由定義可知，鋁合金時效強化的前提，首先是進行淬火，獲得飽和單相組織。在快冷淬火獲得的固溶體，不僅溶質原子是過飽和的，而且空位(晶體點缺陷)也是過飽和的，即處於雙重過飽和狀態。以al -4%cu合金為例，固溶處理後，過飽和α固溶體的化學成分就是合金的化學成分，即固溶體中鋼含量為4%。
由al-cu相圖可知，在室溫平衡態下，α固溶體的含銅量僅為0.5%，故3.5%cu過飽和固溶於α相中。
當溫度接近純鋁熔點時，空位濃度接近10數量級，而在常溫下，空位濃度為10
-3-11
數量級，二者相差10
-8級。經研究可知；鋁合金固溶處理溫度越高，處理後過飽和程度也越大，經時效後產生的時效強化效果也越大。因此固溶處理溫度選擇原則是：
在保證合金不過燒的前提下，固溶處理溫度盡可能提高。固溶處理後的鋁銅合金，在室溫或某一溫度下放置時，發生時效過程。此過程實質上是第二相al2cu從過飽和固溶體中沉澱的過程。
這種過程是通過成型和長大進行的，是一種擴散型的固態相變。它依下列順序進行：a過→區→θ』』相→θ』相→θ相
區就是指富溶質原子區，對al-cu合金而言，就是富銅區。鋁鋼合金的區是銅原子在(100)晶面上偏聚或從聚而成的，呈圓片狀。它沒有完整的晶體結構，與母相共格。
200℃不再生成區。室溫時效的區很小，直徑約50a，密度為10-10/mm，區之間的距離為20-40 ?。130℃時效15h後，區直徑長大到90 ?
，厚為4-6 ?。溫度再高，區數目開始減少。它可以在晶面處引起彈性應變。
θ』』相是隨時效溫度公升高或時效時間延長，區直徑急劇長大，且銅、鋁原子逐漸形成規則排列，即正方有序結構。在θ』』過渡相附近造成的彈性共格應力場或點陣畸變區都大於區產生的應力場，所以θ』』相產生的時效強化效果大於區的強化作用。θ』相是指當繼續增加時效時間或提高時效溫度，θ』』相轉變成為θ』相。
θ』相屬正方結構，θ』在(001)面上與基體鋁共格，在z軸方向由於錯配度過大，在(001)和(100)面上共格關係遭到部分破壞。θ相是平衡相，θ相的成分是al2cu，為正方有序結構。由於θ相完全脫離了母相，完全喪失了與基體的共格關係，引起應力場顯著減弱。
這也就意味著合金的硬度和強度
1415
3顯著下降。
影響時效強化效果的因素有哪些？
時效是按一定順序進行的，強化效果受以下因素影響。
(1)時效溫度。固定時效時間，對同一成分的合金而言，時效溫度與時效強化效果(硬度)之間關係。在某一時效溫度時，能獲得最大硬化效果，這個溫度稱為最佳時效溫度。
不同成分的合金獲得最大時效強化效果的時效溫度是不同的。統計表明，最佳時效溫度與合金熔點之間存在如下關係：t0= (0.
5–0.6)t
(2)時效時間。硬度與強度峰值出現在θ』』相的末期和θ』過渡相的初期，θ』後期已過時效，開始軟化。當大量出現θ相時，軟化已非常嚴重。
故在一定的時效溫度內，為獲得最大時效強化效果，應有一最佳時效時間，即在θ』』產生並向θ』轉變時所需的時間。
(3)淬火溫度、淬火冷郄速度和淬火轉移時間。實踐證明，淬火溫度越高，淬火冷郄速度越快，淬火中間轉移時間越短，所獲得的固溶體過飽和程度越大，時效進行後強化效果越大。
(4)時效工藝。時效可選單級或分級時效。單級時效指在室溫或低於100℃溫度下進行的時效過程。
它工藝簡單，但組織均勻性差，抗拉強度、屈服強度、條件屈服強度、斷裂性、應力腐蝕抗力效能很難得到良好的配合。分級時效是在不同溫度下進行兩次時效或多次時效。在較低溫度進行預時效，目的在於在合金中獲得高密度的區，由於區通常是均勻成核的，當其達到一定尺吋後，就可以成為隨後沉澱相的核心，從而提高了組織的均勻性。
在稍高溫度保持一定時間進行最終時效。由於溫度稍高，合金進入過時效區的可能性增大，故所獲得合金的強度比單級時效略低，但是這樣分級時效處理後的合金，其斷裂性值高，並改善了合金的抗腐蝕性，提高了應力腐蝕抗力。<--mstheme-->
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