アルミニウムおよびアルミニウム合金 - アルミニウムおよびアルミニウム合金の熱処理
エディス
www.xy-global.com
2018-06-19 18:48:57
アニーリング
軟化を促進するために、両方のグレードにアニーリングが適用されます。完全熱処理および部分焼鈍熱処理は、非熱処理合金に使用される唯一の熱処理である。例外は5000シリーズ合金であり、時には低温安定化処理が施されており、これは製造者によって行われる。
アニーリングは、合金に応じて300〜410℃の範囲で行われる。温度での加熱時間は、0.5〜3時間の間で変化し、負荷の大きさと合金の種類に依存する。一般に、時間は、温度で負荷を安定させるのに必要な時間よりも長い必要はない。アニーリング後の冷却速度は重要ではない。
部品が溶体化熱処理されている場合、温度が290℃に下がるまで、最大20℃/時間の冷却速度を維持する必要があります。この温度より下では、冷却速度は重要ではない。
溶液 熱処理
これは、熱処理可能な合金に適用可能であり、合金化成分が溶解され、急冷によって保持される熱処理プロセスを伴う。タワー温度、すなわち室温での老化または自然時効でのその後の熱処理は、成分の制御された沈殿を可能にし、それによって硬度および強度の増加を達成する。
溶体化処理の温度での時間は、合金の種類と炉負荷に依存する。最適な特性を得るには、合金を溶解するのに十分な時間が必要です。
溶液処理温度は、手順が成功するために重要である。構成成分の最大溶液を得るためには、溶液加熱処理を液相温度にできるだけ近づけることが望ましい。ほとんどの合金では、正確な炉温度と特殊な温度変化を±5℃の範囲内に制御する必要があります。過熱を回避しなければならない、すなわち、最初の共融解温度を超えなければならない。しばしば過熱の初期段階は明らかではないが、機械的性質の劣化をもたらす。
アルミニウム合金の適切な溶体化熱処理には、処理される合金と正しい熱処理プラントの専門知識が必要です。
焼入れ
これは重大な操作であり、最適な結果を得るには厳密な限界まで実行する必要があります。急冷の目的は、溶解された成分が室温まで溶液中に残留することを確実にすることである。
急冷の速度は重要であり、その結果は急冷に仕事を移す際の過度の遅れの影響を受ける可能性がある。遅延の緯度は、セクションに依存し、0.4mmから12.7mmまで変化する厚さの項目については5から15秒まで変化する。一般に、成分の非常に急速な析出は、ほとんどの合金で約450℃で始まり、急冷する前にこの温度以下に下げてはならない。
焼入れで考慮すべき別の要因は、所望の結果を達成するのに十分な速度で熱を抽出する作業負荷および焼入れ剤の能力である。
通常の急冷媒体は室温の水である。いくつかの環境では、ゆっくりと急冷することは、ある種の無銅Al-Zn-Mg合金の応力腐食割れに対する耐性を改善するので望ましい。
鍛造品、鋳物、衝撃押出および板金から製造された部品などの複雑な形状の部品は、歪み特性を改善するために、より遅い急冷速度で急冷することができる。
したがって、場合によっては特性のバランスを達成するために妥協を考慮する必要があります。より遅い急冷用途で使用される焼き入れ剤には、65〜80℃に加熱された水、沸騰水、ポリアルファレングリコールの水溶液または強制送風が含まれる。
時効硬化
溶体化処理および急冷後、室温（自然時効）または析出熱処理（人工時効）のいずれかで硬化が達成される。いくつかの合金では、室温で数日間で十分な沈殿が起こり、多くの用途に適した特性を有する安定な生成物が得られる。これらの合金は、鍛造熱処理されて、鍛造および鋳造合金の強度および硬度を増加させる。室温でのゆっくりした沈殿反応を伴う他の合金は、使用する前に常に析出熱処理される。いくつかの合金、特に2xxxシリーズの合金では、新しく急冷された材料の冷間加工は、後の降水処理に対する応答を大きく増加させる。ミルズは、制御された量の圧延（シートおよびプレート）またはストレッチ（押出、バーおよびプレート）を適用してより高い機械的特性を生成することによって、この現象を利用する。しかしながら、より高い特性が設計に用いられる場合、再加熱処理は避けなければならない。
自然老化が行われる場合、時間は、2xxxシリーズの合金の場合は約5日から、他の合金の場合は約30日まで変化し得る。 6xxxおよび7xxxシリーズの合金は、室温でかなり安定性が低く、長年にわたり機械的特性の変化を引き続き示す。いくつかの合金では、-18℃以下で冷凍することで自然老化を数日間抑制または遅延させることができます。経年変化が材料特性を顕著に変化させる前に、成形、矯正およびコイニングを完了することは一般的な習慣である。従来の方法では、良好な駆動特性を維持するために2014-T4リベット合金の冷凍が可能です。
人工時効処理または析出熱処理は、低温の長時間の処理である。気温は115〜200℃、5〜48時間です。溶体化処理の場合と同様に、正確な温度制御および空間変動温度がプロセスにとって重要であり、一般に温度は±7℃の範囲に保たれるべきである。
降水処理のための時間 - 温度パラメータの変更は、慎重に考慮する必要があります。より長い時間およびより高い温度により、より大きな粒子または沈殿物が生じる。目的は、最適な析出物のサイズおよび分布パターンを生成するサイクルを選択することである。残念なことに、引張強さなどの1つの特性を最大にするために必要なサイクルは、通常、降伏強度および耐食性などの他の特性を最大化するために必要とされるサイクルとは異なる。結果として、使用されるサイクルは、特性の最良の組合せを提供する妥協を表す。
軟化を促進するために、両方のグレードにアニーリングが適用されます。完全熱処理および部分焼鈍熱処理は、非熱処理合金に使用される唯一の熱処理である。例外は5000シリーズ合金であり、時には低温安定化処理が施されており、これは製造者によって行われる。
アニーリングは、合金に応じて300〜410℃の範囲で行われる。温度での加熱時間は、0.5〜3時間の間で変化し、負荷の大きさと合金の種類に依存する。一般に、時間は、温度で負荷を安定させるのに必要な時間よりも長い必要はない。アニーリング後の冷却速度は重要ではない。
部品が溶体化熱処理されている場合、温度が290℃に下がるまで、最大20℃/時間の冷却速度を維持する必要があります。この温度より下では、冷却速度は重要ではない。
溶液 熱処理
これは、熱処理可能な合金に適用可能であり、合金化成分が溶解され、急冷によって保持される熱処理プロセスを伴う。タワー温度、すなわち室温での老化または自然時効でのその後の熱処理は、成分の制御された沈殿を可能にし、それによって硬度および強度の増加を達成する。
溶体化処理の温度での時間は、合金の種類と炉負荷に依存する。最適な特性を得るには、合金を溶解するのに十分な時間が必要です。
溶液処理温度は、手順が成功するために重要である。構成成分の最大溶液を得るためには、溶液加熱処理を液相温度にできるだけ近づけることが望ましい。ほとんどの合金では、正確な炉温度と特殊な温度変化を±5℃の範囲内に制御する必要があります。過熱を回避しなければならない、すなわち、最初の共融解温度を超えなければならない。しばしば過熱の初期段階は明らかではないが、機械的性質の劣化をもたらす。
アルミニウム合金の適切な溶体化熱処理には、処理される合金と正しい熱処理プラントの専門知識が必要です。
焼入れ
これは重大な操作であり、最適な結果を得るには厳密な限界まで実行する必要があります。急冷の目的は、溶解された成分が室温まで溶液中に残留することを確実にすることである。
急冷の速度は重要であり、その結果は急冷に仕事を移す際の過度の遅れの影響を受ける可能性がある。遅延の緯度は、セクションに依存し、0.4mmから12.7mmまで変化する厚さの項目については5から15秒まで変化する。一般に、成分の非常に急速な析出は、ほとんどの合金で約450℃で始まり、急冷する前にこの温度以下に下げてはならない。
焼入れで考慮すべき別の要因は、所望の結果を達成するのに十分な速度で熱を抽出する作業負荷および焼入れ剤の能力である。
通常の急冷媒体は室温の水である。いくつかの環境では、ゆっくりと急冷することは、ある種の無銅Al-Zn-Mg合金の応力腐食割れに対する耐性を改善するので望ましい。
鍛造品、鋳物、衝撃押出および板金から製造された部品などの複雑な形状の部品は、歪み特性を改善するために、より遅い急冷速度で急冷することができる。
したがって、場合によっては特性のバランスを達成するために妥協を考慮する必要があります。より遅い急冷用途で使用される焼き入れ剤には、65〜80℃に加熱された水、沸騰水、ポリアルファレングリコールの水溶液または強制送風が含まれる。
時効硬化
溶体化処理および急冷後、室温（自然時効）または析出熱処理（人工時効）のいずれかで硬化が達成される。いくつかの合金では、室温で数日間で十分な沈殿が起こり、多くの用途に適した特性を有する安定な生成物が得られる。これらの合金は、鍛造熱処理されて、鍛造および鋳造合金の強度および硬度を増加させる。室温でのゆっくりした沈殿反応を伴う他の合金は、使用する前に常に析出熱処理される。いくつかの合金、特に2xxxシリーズの合金では、新しく急冷された材料の冷間加工は、後の降水処理に対する応答を大きく増加させる。ミルズは、制御された量の圧延（シートおよびプレート）またはストレッチ（押出、バーおよびプレート）を適用してより高い機械的特性を生成することによって、この現象を利用する。しかしながら、より高い特性が設計に用いられる場合、再加熱処理は避けなければならない。
自然老化が行われる場合、時間は、2xxxシリーズの合金の場合は約5日から、他の合金の場合は約30日まで変化し得る。 6xxxおよび7xxxシリーズの合金は、室温でかなり安定性が低く、長年にわたり機械的特性の変化を引き続き示す。いくつかの合金では、-18℃以下で冷凍することで自然老化を数日間抑制または遅延させることができます。経年変化が材料特性を顕著に変化させる前に、成形、矯正およびコイニングを完了することは一般的な習慣である。従来の方法では、良好な駆動特性を維持するために2014-T4リベット合金の冷凍が可能です。
人工時効処理または析出熱処理は、低温の長時間の処理である。気温は115〜200℃、5〜48時間です。溶体化処理の場合と同様に、正確な温度制御および空間変動温度がプロセスにとって重要であり、一般に温度は±7℃の範囲に保たれるべきである。
降水処理のための時間 - 温度パラメータの変更は、慎重に考慮する必要があります。より長い時間およびより高い温度により、より大きな粒子または沈殿物が生じる。目的は、最適な析出物のサイズおよび分布パターンを生成するサイクルを選択することである。残念なことに、引張強さなどの1つの特性を最大にするために必要なサイクルは、通常、降伏強度および耐食性などの他の特性を最大化するために必要とされるサイクルとは異なる。結果として、使用されるサイクルは、特性の最良の組合せを提供する妥協を表す。