[發明專利]一種鋁合金的熱處理方法

有效

• 申請號: 200910033195.9
• 申請日: 2009-06-15
• 公開（公告）號: CN101570838A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 李海;王芝秀;潘道召;曹大呼
• 申請（專利權）人: 江蘇工業學院
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于鋁合金熱處理技術領域，尤其涉及一種提高6000系鋁合金晶間腐蝕抗力，同時又保證不降低其拉伸性能的三級時效方法。

背景技術

6000系鋁合金具有中等強度、良好的可焊性、成型性、及耐蝕性，廣泛應用于航天航空、交通運輸、建筑等諸多領域。該系鋁合金為了獲得最高強度，常進行T6峰值時效，該狀態下晶內析出相雖然細小彌散，但是晶界析出相尺寸粗大并呈連續分布，因而合金強度雖高，但具有嚴重的晶間腐蝕傾向，嚴重制約了該系合金的使用范圍；經T7過時效處理后，雖然晶界析出相尺寸粗大且呈不連續分布，顯著改善了晶間腐蝕性能，但是晶內析出相同樣發生嚴重長大，導致強度也顯著降低，不能充分發掘合金的強度潛力。因此，開發一種不降低6000系鋁合金拉伸性能，同時又能顯著改善其抗晶間腐蝕性能的熱處理方法，具有重要意義。對于時效硬化型鋁合金來說，要獲得高的拉伸性能，同時又具有較好的耐蝕性，通常需要具備這種微觀組織特征：即晶內析出相數密度高且細小彌散分布，而晶界析出相呈球狀且不連續分布。從熱處理角度來說，要獲得這種組織特征，則必須控制時效溫度和時間，降低晶內析出相的長大速度，以保持合金的強度性能；而晶界析出相仍要有較快的長大速度，使其發生易于球化。

發明內容

本發明的目的是提供一種6000系鋁合金的熱處理方法，既能提高6000系鋁合金的晶間腐蝕抗力，同時又能保證不降低其拉伸性能。

本發明主要采用三級時效來對6000系鋁合金進行熱處理，工藝流程如圖1所示。首先在T1溫度(520℃-580℃)進行固溶處理，然后在T2溫度(180℃-240℃)預時效一定時間，降低溫度至T₃(130℃-170℃)繼續低溫時效，最后提高溫度至T₄(180℃-240℃)再時效至峰值硬度。

本發明涉及的具體工藝過程如下：

(1)首先進行固溶處理。將鋁合金在520℃-580℃溫度范圍內保溫一定時間進行固溶處理，保溫時間一般在15分鐘-240分鐘。具體參數選擇必須保證鋁合金基體中的可溶相充分固溶入進基體形成溶質原子，同時又不至于造成合金晶粒尺寸過分長大，甚至出現過燒。一般來說，固溶溫度越高，則固溶時間越短，反之亦然。固溶處理后進行室溫水淬，以形成過飽和固溶體。

(2)第一級時效——高溫預時效。將固溶處理后的鋁合金在180℃-240℃范圍內進行預時效，時效時間15分鐘-120分鐘。一般來說，預時效溫度高，則時效時間要縮短短，反之亦然。預時效要保證合金處于欠時效狀態，可用硬度來監控，通常為T6峰值時效硬度的60％-90％。預時效目的是在晶內析出細小彌散的強化相，并且這些強化相仍處于長大過程中；同時晶界析出相雖然連續分布，但尺寸相對T6狀態較小。

(3)第二級時效——低溫時效。將高溫預時效后的鋁合金在130℃-170℃溫度下進行低溫二級時效，時效時間24h-2400h。低溫時效溫度高，則時效時間短，反之亦然。低溫時效時，一方面，預時效時未析出的晶內溶質原子將繼續析出；另一方面，析出相也由于第二級時效溫度較低而長大速度較慢，析出相數目比正常T6峰值時效要多，因此能很好地保持合金強度，甚至超過正常T6峰值時效的強度；而對于預時效形成的晶界析出相來說，盡管第二級時效溫度較低，但晶界屬于短路擴散通道，晶界析出相仍能保持較高的長大速度，因此經低溫二次時效后，合金晶內析出相仍細小彌散，而晶界析出相將逐漸球化。

(4)第三級時效——高溫再時效。最后再在180℃-240℃時效2h-10h。高溫再時效溫度越高，則時效時間要在一定程度上縮短，反之亦然。高溫再時效的目的主要是進一步促進晶界析出相的球化速度，再次提高合金晶間腐蝕抗力，晶內析出相此時雖有一定長大，但低溫時效形成較T6狀態更多的析出相數目，因而強度仍能保持較高。

附圖說明

圖1三級時效示意圖

T₁：520℃-580℃，固溶處理；T₂：180℃-240℃，預時效；

T₃：130℃-170℃，低溫時效；T₄：180℃-240℃，高溫再時效。

圖2腐蝕形貌光學金相照片

(a)T6態；(b)180℃/2h+165℃/120h+180℃/6h

圖3微觀組織透射電鏡照片

(a)T6態；(b)180℃/2h+165℃/120h+180℃/6h