Aluminium und Aluminiumlegierungen - Wärmebehandlung von Aluminium und Aluminiumlegierungen
Edith
www.xy-global.com
2018-06-19 18:48:57
Glühen
Das Glühen wird auf beide Sorten angewendet, um die Erweichung zu fördern. Für die nicht wärmebehandelbaren Legierungen werden nur vollständige und partielle Glühbehandlungen verwendet. Eine Ausnahme bilden die Legierungen der Serie 5000, die manchmal einer Stabilisierung bei niedriger Temperatur unterzogen werden, und dies wird vom Hersteller durchgeführt.
Das Glühen erfolgt in Abhängigkeit von der Legierung im Bereich von 300-410 ° C. Die Erwärmungszeiten bei der Temperatur variieren von 0,5 bis 3 Stunden, abhängig von der Größe der Ladung und dem Legierungstyp. Im Allgemeinen muss die Zeit nicht länger sein als diejenige, die erforderlich ist, um die Last bei der Temperatur zu stabilisieren. Die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Tempern ist nicht kritisch.
Wenn Teile lösungsgeglüht wurden, muss eine maximale Kühlrate von 20 ° C pro Stunde aufrechterhalten werden, bis die Temperatur auf 290 ° C reduziert ist. Unterhalb dieser Temperatur ist die Abkühlungsgeschwindigkeit nicht wichtig.
Lösung Wärmebehandlung
Dies gilt für die wärmebehandelbaren Legierungen und beinhaltet ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem die Legierungsbestandteile in Lösung gebracht und durch schnelles Abschrecken gehalten werden. Die anschließende Wärmebehandlung bei Turmtemperaturen, d.h. Alterung oder natürliche Alterung bei Raumtemperatur, ermöglicht eine kontrollierte Ausfällung der Bestandteile, wodurch eine erhöhte Härte und Festigkeit erreicht wird.
Die Zeit bei der Temperatur für die Lösungsbehandlung hängt von der Art der Legierung und der Ofenlast ab. Es muss ausreichend Zeit zur Verfügung stehen, um die Legierungen in Lösung zu bringen, wenn optimale Eigenschaften erhalten werden sollen.
Die Temperatur der Lösungsbehandlung ist entscheidend für den Erfolg des Verfahrens. Es ist wünschenswert, dass die Lösungswärmebehandlung so nahe wie möglich an der Liquidustemperatur durchgeführt wird, um eine maximale Lösung der Bestandteile zu erhalten. Die genaue Ofentemperatur und spezielle Temperaturschwankungen müssen für die meisten Legierungen auf einen Bereich von ± 5 ° C eingestellt werden. Überhitzung muss vermieden werden, d.h. Überschreiten der anfänglichen eutektischen Schmelztemperaturen. Oft sind die frühen Stadien der Überhitzung nicht offensichtlich, führen aber zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften.
Die richtige Lösungswärmebehandlung der Aluminiumlegierungen erfordert ein Expertenwissen über die zu behandelnde Legierung und die richtige Wärmebehandlungsanlage.
Abschrecken
Dies ist ein kritischer Vorgang und muss genau ausgeführt werden, wenn optimale Ergebnisse erzielt werden sollen. Das Ziel des Quenchs ist es sicherzustellen, dass die gelösten Bestandteile bis auf Raumtemperatur in Lösung bleiben.
Die Geschwindigkeit des Abschreckens ist wichtig und das Ergebnis kann durch eine übermäßige Verzögerung bei der Übertragung der Arbeit auf die Abschreckung beeinflusst werden. Der Spielraum für die Verzögerung ist abhängig von der Sektion und variiert von 5 bis 15 Sekunden für Gegenstände mit einer Dicke von 0,4 mm bis 12,7 mm. Im allgemeinen beginnt eine sehr schnelle Ausfällung von Bestandteilen bei etwa 450ºC für die meisten Legierungen und die Arbeit darf nicht vor dem Abschrecken unter diese Temperatur fallen.
Ein weiterer Faktor, der beim Abschrecken berücksichtigt werden muß, ist die Arbeitsbelastung und die Fähigkeit des Abschreckmittels, die Wärme mit einer ausreichenden Geschwindigkeit zu extrahieren, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
Das übliche Abschreckmedium ist Wasser bei Raumtemperatur. Unter bestimmten Umständen ist ein langsames Abschrecken wünschenswert, da dies die Beständigkeit gegen Spannungsrißkorrosion bestimmter kupferfreier Al-Zn-Mg-Legierungen verbessert.
Teile aus komplexen Formen, wie Schmiedestücke, Gussteile, Stoßprofile und Bauteile, die aus Blech hergestellt sind, können mit langsameren Abschreckraten abgeschreckt werden, um die Verzerrungseigenschaften zu verbessern.
Daher muss ein Kompromiss in Betracht gezogen werden, um in einigen Fällen ein Gleichgewicht der Eigenschaften zu erreichen. Die in den langsameren Abschreckanwendungen verwendeten Abschreckmittel schließen auf 65 bis 80ºC erhitztes Wasser, kochendes Wasser, wßrige Lösungen von Polyalkalenglycol oder erzwungene Blasluft ein.
Alter Härtung
Nach der Lösungsbehandlung und dem Abschrecken wird die Härtung entweder bei Raumtemperatur (natürliche Alterung) oder mit einer Ausscheidungswärmebehandlung (künstliche Alterung) erreicht. Bei einigen Legierungen tritt in einigen Tagen bei Raumtemperatur eine ausreichende Ausfällung auf, um stabile Produkte mit Eigenschaften zu erhalten, die für viele Anwendungen geeignet sind. Diese Legierungen werden manchmal ausscheidungswärmebehandelt, um eine erhöhte Festigkeit und Härte in Knetlegierungen und Gusslegierungen bereitzustellen. Andere Legierungen mit langsamen Ausfällungsreaktionen bei Raumtemperatur werden vor der Verwendung immer ausscheidungswärmebehandelt.Bei einigen Legierungen, insbesondere denen der 2xxx-Reihe, erhöht die Kaltbearbeitung von frisch abgeschreckten Materialien stark ihre Reaktion auf eine spätere Ausscheidungsbehandlung. Mühlen nutzen dieses Phänomen, indem sie eine kontrollierte Menge an Walzen (Blech und Platte) oder Streckung (Extrusion, Stab und Platte) anwenden, um höhere mechanische Eigenschaften zu erzeugen. Wenn jedoch die höheren Eigenschaften in der Konstruktion verwendet werden, muss eine Nacherhitzungsbehandlung vermieden werden.
Wenn die natürliche Alterung durchgeführt wird, kann die Zeit von etwa 5 Tagen für die Legierungen der 2xxx-Serie bis zu etwa 30 Tagen für andere Legierungen variieren. Die Legierungen der Serien 6xxx und 7xxx sind bei Raumtemperatur deutlich weniger stabil und weisen über viele Jahre hinweg weiterhin mechanische Eigenschaften auf. Bei einigen Legierungen kann die natürliche Alterung durch Kühlung bei -18 ° C oder weniger unterdrückt oder verzögert werden. Es ist üblich, das Formen, Richten und Prägen zu beenden, bevor das Altern die Materialeigenschaften merklich verändert. Konventionelle Praxis ermöglicht die Kühlung von Legierungen 2014 - T4-Nieten, um gute Fahreigenschaften zu erhalten.
Die künstlichen Alterungs- oder Ausscheidungswärmebehandlungen sind Niedertemperatur-Langzeitverfahren. Temperaturen reichen von 115-200 ° C und Zeiten von 5-48 Stunden. Wie bei der Lösungsbehandlung sind genaue Temperaturkontrolle und räumliche Variationstemperaturen für den Prozess kritisch und im Allgemeinen sollten Temperaturen in einem Bereich von ± 7 ° C gehalten werden.
Die Änderung der Zeit-Temperatur-Parameter für die Fällung Behandlung sollte sorgfältig erwogen werden. Größere Partikel oder Präzipitate resultieren aus längeren Zeiten und höheren Temperaturen. Ziel ist es, den Zyklus auszuwählen, der die optimale Präzipitatgröße und das optimale Verteilungsmuster liefert. Leider ist der Zyklus, der erforderlich ist, um eine Eigenschaft zu maximieren, wie z. B. die Zugfestigkeit, normalerweise anders als diejenige, die erforderlich ist, um andere Eigenschaften wie Streckgrenze und Korrosionsbeständigkeit zu maximieren. Folglich stellen die verwendeten Zyklen Kompromisse dar, die die beste Kombination von Eigenschaften bereitstellen.
Das Glühen wird auf beide Sorten angewendet, um die Erweichung zu fördern. Für die nicht wärmebehandelbaren Legierungen werden nur vollständige und partielle Glühbehandlungen verwendet. Eine Ausnahme bilden die Legierungen der Serie 5000, die manchmal einer Stabilisierung bei niedriger Temperatur unterzogen werden, und dies wird vom Hersteller durchgeführt.
Das Glühen erfolgt in Abhängigkeit von der Legierung im Bereich von 300-410 ° C. Die Erwärmungszeiten bei der Temperatur variieren von 0,5 bis 3 Stunden, abhängig von der Größe der Ladung und dem Legierungstyp. Im Allgemeinen muss die Zeit nicht länger sein als diejenige, die erforderlich ist, um die Last bei der Temperatur zu stabilisieren. Die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Tempern ist nicht kritisch.
Wenn Teile lösungsgeglüht wurden, muss eine maximale Kühlrate von 20 ° C pro Stunde aufrechterhalten werden, bis die Temperatur auf 290 ° C reduziert ist. Unterhalb dieser Temperatur ist die Abkühlungsgeschwindigkeit nicht wichtig.
Lösung Wärmebehandlung
Dies gilt für die wärmebehandelbaren Legierungen und beinhaltet ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem die Legierungsbestandteile in Lösung gebracht und durch schnelles Abschrecken gehalten werden. Die anschließende Wärmebehandlung bei Turmtemperaturen, d.h. Alterung oder natürliche Alterung bei Raumtemperatur, ermöglicht eine kontrollierte Ausfällung der Bestandteile, wodurch eine erhöhte Härte und Festigkeit erreicht wird.
Die Zeit bei der Temperatur für die Lösungsbehandlung hängt von der Art der Legierung und der Ofenlast ab. Es muss ausreichend Zeit zur Verfügung stehen, um die Legierungen in Lösung zu bringen, wenn optimale Eigenschaften erhalten werden sollen.
Die Temperatur der Lösungsbehandlung ist entscheidend für den Erfolg des Verfahrens. Es ist wünschenswert, dass die Lösungswärmebehandlung so nahe wie möglich an der Liquidustemperatur durchgeführt wird, um eine maximale Lösung der Bestandteile zu erhalten. Die genaue Ofentemperatur und spezielle Temperaturschwankungen müssen für die meisten Legierungen auf einen Bereich von ± 5 ° C eingestellt werden. Überhitzung muss vermieden werden, d.h. Überschreiten der anfänglichen eutektischen Schmelztemperaturen. Oft sind die frühen Stadien der Überhitzung nicht offensichtlich, führen aber zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften.
Die richtige Lösungswärmebehandlung der Aluminiumlegierungen erfordert ein Expertenwissen über die zu behandelnde Legierung und die richtige Wärmebehandlungsanlage.
Abschrecken
Dies ist ein kritischer Vorgang und muss genau ausgeführt werden, wenn optimale Ergebnisse erzielt werden sollen. Das Ziel des Quenchs ist es sicherzustellen, dass die gelösten Bestandteile bis auf Raumtemperatur in Lösung bleiben.
Die Geschwindigkeit des Abschreckens ist wichtig und das Ergebnis kann durch eine übermäßige Verzögerung bei der Übertragung der Arbeit auf die Abschreckung beeinflusst werden. Der Spielraum für die Verzögerung ist abhängig von der Sektion und variiert von 5 bis 15 Sekunden für Gegenstände mit einer Dicke von 0,4 mm bis 12,7 mm. Im allgemeinen beginnt eine sehr schnelle Ausfällung von Bestandteilen bei etwa 450ºC für die meisten Legierungen und die Arbeit darf nicht vor dem Abschrecken unter diese Temperatur fallen.
Ein weiterer Faktor, der beim Abschrecken berücksichtigt werden muß, ist die Arbeitsbelastung und die Fähigkeit des Abschreckmittels, die Wärme mit einer ausreichenden Geschwindigkeit zu extrahieren, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
Das übliche Abschreckmedium ist Wasser bei Raumtemperatur. Unter bestimmten Umständen ist ein langsames Abschrecken wünschenswert, da dies die Beständigkeit gegen Spannungsrißkorrosion bestimmter kupferfreier Al-Zn-Mg-Legierungen verbessert.
Teile aus komplexen Formen, wie Schmiedestücke, Gussteile, Stoßprofile und Bauteile, die aus Blech hergestellt sind, können mit langsameren Abschreckraten abgeschreckt werden, um die Verzerrungseigenschaften zu verbessern.
Daher muss ein Kompromiss in Betracht gezogen werden, um in einigen Fällen ein Gleichgewicht der Eigenschaften zu erreichen. Die in den langsameren Abschreckanwendungen verwendeten Abschreckmittel schließen auf 65 bis 80ºC erhitztes Wasser, kochendes Wasser, wßrige Lösungen von Polyalkalenglycol oder erzwungene Blasluft ein.
Alter Härtung
Nach der Lösungsbehandlung und dem Abschrecken wird die Härtung entweder bei Raumtemperatur (natürliche Alterung) oder mit einer Ausscheidungswärmebehandlung (künstliche Alterung) erreicht. Bei einigen Legierungen tritt in einigen Tagen bei Raumtemperatur eine ausreichende Ausfällung auf, um stabile Produkte mit Eigenschaften zu erhalten, die für viele Anwendungen geeignet sind. Diese Legierungen werden manchmal ausscheidungswärmebehandelt, um eine erhöhte Festigkeit und Härte in Knetlegierungen und Gusslegierungen bereitzustellen. Andere Legierungen mit langsamen Ausfällungsreaktionen bei Raumtemperatur werden vor der Verwendung immer ausscheidungswärmebehandelt.Bei einigen Legierungen, insbesondere denen der 2xxx-Reihe, erhöht die Kaltbearbeitung von frisch abgeschreckten Materialien stark ihre Reaktion auf eine spätere Ausscheidungsbehandlung. Mühlen nutzen dieses Phänomen, indem sie eine kontrollierte Menge an Walzen (Blech und Platte) oder Streckung (Extrusion, Stab und Platte) anwenden, um höhere mechanische Eigenschaften zu erzeugen. Wenn jedoch die höheren Eigenschaften in der Konstruktion verwendet werden, muss eine Nacherhitzungsbehandlung vermieden werden.
Wenn die natürliche Alterung durchgeführt wird, kann die Zeit von etwa 5 Tagen für die Legierungen der 2xxx-Serie bis zu etwa 30 Tagen für andere Legierungen variieren. Die Legierungen der Serien 6xxx und 7xxx sind bei Raumtemperatur deutlich weniger stabil und weisen über viele Jahre hinweg weiterhin mechanische Eigenschaften auf. Bei einigen Legierungen kann die natürliche Alterung durch Kühlung bei -18 ° C oder weniger unterdrückt oder verzögert werden. Es ist üblich, das Formen, Richten und Prägen zu beenden, bevor das Altern die Materialeigenschaften merklich verändert. Konventionelle Praxis ermöglicht die Kühlung von Legierungen 2014 - T4-Nieten, um gute Fahreigenschaften zu erhalten.
Die künstlichen Alterungs- oder Ausscheidungswärmebehandlungen sind Niedertemperatur-Langzeitverfahren. Temperaturen reichen von 115-200 ° C und Zeiten von 5-48 Stunden. Wie bei der Lösungsbehandlung sind genaue Temperaturkontrolle und räumliche Variationstemperaturen für den Prozess kritisch und im Allgemeinen sollten Temperaturen in einem Bereich von ± 7 ° C gehalten werden.
Die Änderung der Zeit-Temperatur-Parameter für die Fällung Behandlung sollte sorgfältig erwogen werden. Größere Partikel oder Präzipitate resultieren aus längeren Zeiten und höheren Temperaturen. Ziel ist es, den Zyklus auszuwählen, der die optimale Präzipitatgröße und das optimale Verteilungsmuster liefert. Leider ist der Zyklus, der erforderlich ist, um eine Eigenschaft zu maximieren, wie z. B. die Zugfestigkeit, normalerweise anders als diejenige, die erforderlich ist, um andere Eigenschaften wie Streckgrenze und Korrosionsbeständigkeit zu maximieren. Folglich stellen die verwendeten Zyklen Kompromisse dar, die die beste Kombination von Eigenschaften bereitstellen.