鋁合金鑄錠過(guò)燒現(xiàn)象分析
2008年06月13日 9:35 10192次瀏覽 來(lái)源: 中國(guó)有色網(wǎng) 分類: 鋁資訊
當(dāng)加熱溫度高于低熔點(diǎn)共晶的熔點(diǎn),使低熔點(diǎn)共晶和晶界復(fù)熔的現(xiàn)象叫過(guò)燒。
?。?)過(guò)燒的宏觀組織特征。過(guò)燒嚴(yán)重時(shí)鑄錠和加工制品表面色澤變暗、變黑,有時(shí)產(chǎn)生表面起泡。
?。?)過(guò)燒的顯微組織典型特征。檢查鑄錠及加工制品是否過(guò)燒,只以顯微組織特征為依據(jù),其他方法只能作為旁證。對(duì)變形鋁合金,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),過(guò)燒的判定特征有3個(gè),即復(fù)熔共晶球、晶界局部復(fù)熔加寬和3個(gè)晶粒交叉處形成復(fù)熔三角形。
用電子顯微鏡對(duì)復(fù)熔三角形處組織的研究發(fā)現(xiàn),與復(fù)熔產(chǎn)物相接觸的基體有梯田花樣。梯田花樣是枝晶露頭的結(jié)晶臺(tái)階,與疏松內(nèi)壁表面上的枝晶露頭一樣,表明該處的組織已發(fā)生過(guò)復(fù)熔。
一般將過(guò)燒程度分為輕微過(guò)燒、過(guò)燒和嚴(yán)重過(guò)燒。輕微過(guò)燒指過(guò)燒特征輕微,過(guò)燒指過(guò)燒特征明顯,嚴(yán)重過(guò)燒指過(guò)燒特征多,晶界嚴(yán)重復(fù)熔粗化和平直,低熔點(diǎn)共晶大量熔化和聚集。輕微過(guò)燒判斷較難,要判斷準(zhǔn)確必須有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
(3)過(guò)燒形成機(jī)理。變形鋁合金中,除α(A1)基體外一般都有幾種共晶,根據(jù)合金的不同,含有共晶的種類和多少也不同。如果在一種合金里有幾種共晶,每種共晶的熔化溫度不盡相同,當(dāng)把合金從低溫升到高溫時(shí),熔點(diǎn)最低的共晶必首先熔化,這個(gè)共晶熔化的溫度稱為過(guò)燒溫度,而這種共晶被稱為低熔點(diǎn)共晶,即熔點(diǎn)最低的共晶。
例如2A12合金主要有兩種共晶:
α(Al)+CuAl2:熔點(diǎn)548℃
α(Al)+CuAl2+Al2CuMg(S相):熔點(diǎn)507℃
三元共晶的熔點(diǎn)比二元共晶低得多,當(dāng)合金在較高溫度熱處理時(shí),三元共晶必首先熔化,其熔化溫度(507℃)即為2A12合金的過(guò)燒溫度。
(4)防止措施:
1)嚴(yán)格控制熱處理的溫度和保溫時(shí)間;
2)高溫儀表定期檢定,不允許使用檢定不合格或超期儀表;
3)熱處理爐內(nèi)溫度要均勻,爐料不能有油污,擺放要合理;
4)操作時(shí)要看對(duì)合金和卡片。
(5)過(guò)燒對(duì)性能的影響。合金過(guò)燒后,低熔點(diǎn)共晶在晶界上和基體內(nèi)復(fù)熔又凝固,改變了過(guò)燒前該處組織緊密相聯(lián)的狀態(tài),對(duì)合金的連續(xù)性造成了普遍損害,對(duì)合金的力學(xué)性能、疲勞和腐蝕性能等都產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因?yàn)楹辖疬^(guò)燒不能用熱處理或加工變形消除,任何鑄錠和制品發(fā)生過(guò)燒都為絕對(duì)廢品。特別是用于航天工業(yè)的合金,更加不能允許。
需要指出的是,當(dāng)合金輕微過(guò)燒時(shí),由于第二相固溶更加充分,過(guò)燒復(fù)熔產(chǎn)物很小,晶界沒(méi)有遭到普遍損壞,有些合金例如2A12合金,其力學(xué)性能不但沒(méi)有降低反而升高,但應(yīng)力腐蝕和疲勞性能明顯下降。當(dāng)過(guò)燒嚴(yán)重時(shí),各項(xiàng)性能都明顯下降。
以7A04和6063合金鑄錠為例,隨著均火溫度的升高,鑄錠的強(qiáng)度和塑性都逐漸升高,當(dāng)鑄錠過(guò)燒后(7A04合金489℃,6063合金591℃),性能開始下降,其中塑性下降最嚴(yán)重。
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