固溶熱處理
正文
將合金加熱到適當溫度,保持足夠長的時間,使一種或幾種相(一般為金屬間化合物)溶入固溶體中,然後快速冷卻到室溫的金屬熱處理操作,簡稱固溶處理。經過固溶熱處理的合金,其組織可以是過飽和固溶體或通常只存在於高溫的一種固溶體相,因此在熱力學上處於亞穩態,在適當的溫度或應力條件下會發生脫溶或其他轉變。有些書刊中,常常把固溶熱處理看作是含義更廣泛的“淬火”的一種形式,這是因為固溶熱處理工藝採取快速冷卻的操作。在一般情況下,固溶熱處理是一種預先熱處理,它的作用是為合金隨後的熱處理準備最佳條件。因此,不同合金的固溶熱處理,儘管在操作上基本相同,但是其目的卻可以有很大的差異。下面用三個典型實例對此加以說明。
①鋁銅二元系中,銅在鋁中的固溶度隨溫度有顯著的變化(圖1),548℃時為5.65%,而在250℃時則僅為0.1~0.2%。含4%銅的鋁銅二元合金在退火狀態下的組織為鋁基α固溶體和比較粗大的θ(CuAl2)相顆粒,此合金經過固溶處理,即加熱到α單相區內,保持足夠長的時間,使θ相溶解,得到基本上是均勻的固溶體,然後快冷,可以在室溫得到過飽和的α固溶體。經過在室溫放置一段時間後,由於過飽和固溶體脫溶分解,合金的硬度和強度明顯提高,這一過程又稱自然時效。許多能夠產生沉澱硬化的工業鋁合金(如 Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg-Cu等合金系的合金),其最終熱處理都要先進行固溶處理,然後根據合金的特性及使用要求,再進行自然時效、人工時效或更複雜的處理(如分級時效等)。
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