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作者：洛阳吉力电焊学校 来源：洛阳吉力电焊学校 发布时间：2022-05-15 10:15
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1.铸造铝合金的时效特点
为了使合金具有良好的铸造性能和足够的强度，铸造铝合金中合金元素的含量一般要比变形铝合金多。在常用的铸造铝合金中，其合金元素总的质量分数为8%-25%,成分接近共晶点。铸造铝合金除了具有良好的铸造性能外，还具有较好的耐蚀性能和切削加工性能，可制成各种形状复杂的零件，并可通过热处理改善铸件的力学性能。同时，由于熔炼工艺和设备比较简单，因此铸造铝合金的生产成本低，尽管其力学性能不如变形铝合金，但仍在许多工业领域获得了广泛的应用。铸造铝合金主要有AI-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和A1-Zn系等。
Al-Si系铸造铝合金俗称“硅铝明”，是一种以Al-Si为基的二元或多元铝合金，是工业上应用最广泛的铝合金之一。这类合金最简单的是ZL102,它是wsi=10%-13%的AI-Si二元合金，共晶成分的wsi=11.7%,共晶温度为577℃。这种合金的液态有良好的流动性，是铸造铝合金中流动性最好的。但在一般情况下，其共晶组织中的硅晶体为粗大的针状或片状。
过共晶合金中还含有少量板块状初生硅，因此这种状态下该合金的力学性能不高。一般需要进行变质处理，以改变共晶硅的形态，使硅晶体细化和颗粒化，组织由共晶或过共晶变为亚共晶。ZL102合金不能采用热处理进行强化。其主要原因是：一方面，硅在铝中的溶解度变化不大；另一方面，二元铝硅合金的时效序列为a相→G.P.区→Si相。由于富硅的G.P.区存在时间很短，硅在铝中容易扩散，很快形成平衡的硅相。为了进一步提高铝硅基铸造铝合金的强度，通常可在铝硅基的基础上再加入合金化元素，如Cu、Mg、Mn、Ni等合金元素。这些合金元素的加入一方面可以通过固溶强化，另一方面可以通过时效处理进行强化。如铜和镁的加入，可以形成CuAl2、Mg2Si、Al2CuMg;铜的加入还可以改善合金的耐热性能。因此这类合金，如ZL101、ZL103、ZL104、ZL105、ZL106等都是可以进行时效强化的铝合金。
2.镁合金的分类及热处理特点
(1)镁合金的分类 镁合金一般按三种方式进行分类，即合金的化学成分、形成工艺及是否含锆。
按化学成分镁合金可分为二元、三元或多元合金系，二元镁合金系有Mg-Mn、Mg-Al、Mg-Zn、Mg-RE、Mg-T、Mg-Ag和Mg-Li。按形成工艺镁合金可以分为变形镁合金和铸造镁合金。依据合金中是否含错，镁合金又可划分为含错和不含错两大类。含错镁合金中一般都含有另一组元，最常见的合金系列有Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr、Mg-Th-Zr和Mg-Ag-Zr系列。不含错的镁合金有Mg-Zn、Mg-Mn和Mg-AI系列。目前应用最多的是不含错压铸镁合金Mg-AI系列。
(2)镁合金的热处理特点 镁合金的热处理方式与铝合金基本相同，但镁合金中的原子扩散速度和合金相的分解速度极其缓慢，所以，镁合金热处理的主要特点是固溶和时效处理时间较长，并且镁合金淬火加热后不必快速冷却，通常采用在静止或流动空气中冷却即可。
绝大多数镁合金对自然时效不敏感，摔火后在室温下放置仍能保持淬火状态的原有性能。值得注意的是，镁合金的氧化倾向比铝合金强烈，当氧化反应的热量不能及时散发时，容易引起燃烧。因此，熟处理加热炉内应保持一定的中性气氛。
铸造或加工变形后，不再单独进行固溶处理而直接进行人工时效处理，工艺简单，也可获得相当的时效强化效果，特别是对于Mg-Zn系合金，因晶粒容易长大，重新摔火加热往往由于晶粒粗大，时效后的综合性能反而不如直接进行人工时效处理的状态。
为了消除铸件残余应力及变形合金的冷作硬化进行的退火处理，根据使用要求和合金性质，可分为完全退火和去应力退火。完全退火的目的是消除镁合金在塑性变形过程中的形变强化效应，恢复和提高其塑性，以便进行后续的变形加工。去应力退火既可以消除变形镁合金制品在冷热加工、成形、校正和焊接过程中产生的残余应力，也可以消除铸件或铸锭中的残余应力。镁合金经过固溶淬火后不进行时效，可以同时提高其抗拉强度和伸长率。由于镁合金原子扩散能力较弱，为保证强化相能充分固溶，获得最大的过饱和固溶度，淬火加热温度通常只比固相线低5-10℃，需要的加热时间也较长。
固溶处理（空冷淬火）后人工时效可以提高镁合金的屈服强度，但会降低部分塑性，主要应用于Mg-Al-Zn和Mg-RE-Zr合金。对冷却速度敏感度较高的Mg-RE-Zr合金，采用热水淬火+人工时效时可获得更高的强度。