6063的铝棒淬火后，硬度、强度以及物理性能
6063的铝棒淬火后，硬度、强度以及物理性能
铝合金铸件的热处理*是选用某*热处理规范，控制加热速度升到某*相应温度下保温*定时间并以*定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。
铝合金热处理特点
，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置*段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某*温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。
铝合金时效强化原理
铝合金的时效硬化是*个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、*时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在*起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也*越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。
沉淀硬化合金系的*个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这*条件。沉淀硬化所要求的溶解度－温度关系，可用铝铜系的al－4cu合金说明合金时效的组成和结构的变化。图3－1铝铜系富铝部分的二元相图，在548℃进行共晶转变l→α＋θ（al2cu）。铜在α相中的*限溶解度5.65％（548℃），随着温度的下降，固溶度急剧减小，室温下约为0.05％。
在时效热处理过程中，该合金组织有以下几个变化过程：
形成溶质原子偏聚区－g•p（ⅰ）区
在新淬火状态的过饱和固溶体中，铜原子在铝晶格中的分布是任意的、无序的。时效初期，即时效温度低或时效时间短时，铜原子在铝基体上的某些晶面上聚集，形成溶质原子偏聚区，称g•p（ⅰ）区。g•p（ⅰ）区与基体α保持共格关系，这些聚合体构成了提高抗变形的共格应变区，故使合金的强度、硬度升高。
g•p区有序化－形成g•p（ⅱ）区
随着时效温度升高或时效时间延长，铜原子继续偏聚并发生有序化，即形成g•p（ⅱ）区。它与基体α仍保持共格关系，但尺寸较g•p（ⅰ）区大。它可视为中间过渡相，常用θ”表示。它比g•p（ⅰ）区周围的畸变更大，对位错运动的阻碍进*步增大，因此时效强化作用更大，θ”相析出阶段为合金达到**强化的阶段。
形成过渡相θ′
随着时效过程的进*步发展，铜原子在g•p（ⅱ）区继续偏聚，当铜原子与铝原子比为1：2时，形成过渡相θ′。由于θ′的点阵常数发生较大的变化，故当其形成时与基体共格关系开始破坏，即由共格变为局部共格，因此θ′相周围基体的共格畸变减弱，对位错运动的阻碍作用亦减小，表现在合金性能上硬度开始下降。由此可见，共格畸变的存在是造成合金时效强化的重要因素。
形成稳定的θ相
过渡相从铝基固溶体中脱溶，形成与基体有明显界面的独立的稳定相al2cu，称为θ相此时θ相与基体的共格关系破坏，并有自己独立的晶格，其畸变也随之消失，并随时效温度的提高或时间的延长，θ相的质点聚集长大，合金的强度、硬度进*步下降，合金*软化并称为“过时效”。θ相聚集长大而变得粗大。
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铝合金时效强化原理
铝合金的时效硬化是*个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、*时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在*起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也*越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。
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形成溶质原子偏聚区－g•p（ⅰ）区
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