郝先芃 邹超 张萌

摘 要：高强铝合金具备强度高、密度小、成本低、耐腐蚀等诸多特点，在航天、航空、军事以及船舶等领域有着大量的运用。热处理对铝合金的性能有直接性的影响基于此，本文就高强铝合金的热处理工艺进行深入地研究。

关键词：高强铝合金;热处理;强度高

1  引言

所谓“高强铝合金”，主要是指以“铝、锌、镁、铜、铝”合金为系列的超硬高强铝合金，7XXX系铝合金就属于高强铝合金。纯铝的强度较低、密度不高;铝材料在航空航天中的运用需要合金化。

2  热处理工艺简介

热处理，指的是金属在固态下，通过加热、冷却、保温等环节，转变材料外表或者内部的化学组织、成分，取得所需性能的加工技术。在20世纪以后，金属物理的快速发展及新兴技术的广泛使用，推动金属热处理工艺的迅速进步。从1900年以来，在工业加工中开始采用转筒炉实施气体渗碳;1930年后开始使用露点电位差计，使得炉内气氛的碳势处于可控状态，其后又出现了氧探头、二氧化碳红外仪等方法;60年代，热处理工艺借助了等离子场的效用，出现了离子渗碳、渗氮等新技术;电子、激光束技术的使用，形成了全新的热处理技术。

3  高强铝合金热处理工艺

3.1 均匀化处理

正常状况下，高强铝合金通常包含大量的合金化元素，所以需要對其开展均匀化处理。通过均匀化处理以后，高强铝合金可以有效避免合金在凝固过程中出现枝晶偏析的问题，确保内部化学组织、成分的不均匀性能够完全消除或者大幅度降低，同时可以有效限制冷却过程出现内应力，从而加强其热塑性。除此以外，对高强铝合金实施均匀化处理还可以在很大程度上减少第二相体积分数，提升合金元素的固溶度，从而加强整体固溶强度。在均匀化处理的具体环节，持续时间越久、均匀也就越彻底，合金就会有更高的强度。

3.2 固溶处理

第一，强化固溶。从当前情况来看，对合金材料开展强化固溶处理，是提炼材料当中过度饱和的固溶体的重要途径。在合金基体中，强化固溶能够使得第二相跟随温度的下降而减少及合金实施加热处理;在第二相最大化又或完全进入到合金如熔体当中时，将其保温些许时间，采取这种形式，能够有效地缩减第二相溶入至析出所需要的冷却时间，如此就可以有效地取得过于饱和的溶质原子和空位。

第二，合金的高温预析出。采取高温预析出的形式针对合金加以处理，能够对合金材料实施更加深入的高温加热，有利于确保合金能够以最短的时间实现固溶状态。其后，以实现固溶状态的合金材料为前提，以小于合金固溶加热温度的条件为基础，对合金材料加以保温，进而达到两步合金固溶。采用这类处理形式，可以有效地转变合金晶内同晶界具体的析出情况，确保在力学性能方面材料能够有比较强的性能，进而在一定程度上增强合金本身的抗腐蚀性。

第三，双重淬火。根据有关研究可知，采取双重淬火形式对合金材料开展热处理，不仅能够让合金材料以较短的时间实现其单级时效以后的合金强度值需求，还可以实现双级失效后的强度、耐腐蚀性以及塑性等需求。因此可知，能够在温度满足470℃的高温条件下，对合金材料进行10分钟的保温，将此当作对合金材料的2次淬火;接着，还是在470℃的高温条件下，再对合金材料进行10分钟的保温，将此作为2次淬火。

3.3 冷处理

相关研究表明：对铝合金进行高低温循环处理（深冷处理），可以大大增铝合金的塑性以及强度，同时在固溶与时效过程中进行能够取得更好的成效，然而力学性能对于循环的次数与温度差并不是非常的敏感。此是因为深冷处理环节形成很多的蜷线位错、位错胞以及位错环等，并且已有的晶粒被细分成大量的亚晶，其互相缠结、互相作用，在很大程度上提高了组织架构的平稳性，同样加强了材料的力学性能。如果先时效处理再加以循环处理，那么出现位错时就已经存在二相粒子，其产生互相作用以前位错需移动相应的距离，所以作用比较薄弱，强度提升并不明显。

3.4 形变热处理

所谓“形变热处理”，主要是指可以将热处理与塑性变形相互结合的处理工艺。此类处理方法的目标在于让合金精细架构与合金过渡沉淀相分布有较大的优化，以产生更高的韧性、耐蚀性以及强度等。当前，可用于高强铝合金的形变热处理方法有很多，比如：低温形变、高温形变、中间形变、最终形变等等。其中，对Al-Cu-Mg高强度铝合金进行形变热处理时，采取低温形变热处理能够取得较好的效果，然而此形式有碍于Al-Zn-Mg-Cu高强合金处理。增加高强铝合金的冷变形量，加快其沉淀的速率，确保合金的硬度有所加强。但是，合金在发生冷变形后，合金的时效强度有所下降，造成此类问题的原因主要是相存在不均匀的现象。

4  结论

综上所述，高强铝合金是极其重要的金属材料，在各行各业中有着大量的运用。对于高强铝合金热处理环节出现的各种问题，应当深入分析问题的根本成因，积极改进高强铝合金热处理工艺，从而加强高强铝合金的性能。

参考文献：

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