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鋁合金鑄錠過燒現象分析
作者:admin 發布于:2022-8-6 5:11 Saturday
當加熱溫度高于低熔點共晶的熔點,使低熔點共晶和晶界復熔的現象叫過燒。
(1)過燒的宏觀組織特征。過燒嚴重時鑄錠和加工制品表面色澤變暗、變黑,有時產生表面起泡。
(2)過燒的顯微組織典型特征。檢查鑄錠及加工制品是否過燒,只以顯微組織特征為依據,其他方法只能作為旁證。對變形鋁合金,根據國家標準,過燒的判定特征有3個,即復熔共晶球、晶界局部復熔加寬和3個晶粒交叉處形成復熔三角形。
用電子顯微鏡對復熔三角形處組織的研究發現,與復熔產物相接觸的基體有梯田花樣。梯田花樣是枝晶露頭的結晶臺階,與疏松內壁表面上的枝晶露頭一樣,表明該處的組織已發生過復熔。
一般將過燒程度分為輕微過燒、過燒和嚴重過燒。輕微過燒指過燒特征輕微,過燒指過燒特征明顯,嚴重過燒指過燒特征多,晶界嚴重復熔粗化和平直,低熔點共晶大量熔化和聚集。輕微過燒判斷較難,要判斷準確必須有豐富的經驗。
(3)過燒形成機理。變形鋁合金中,除α(A1)基體外一般都有幾種共晶,根據合金的不同,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,當把合金從低溫升到高溫時,熔點最低的共晶必首先熔化,這個共晶熔化的溫度稱為過燒溫度,而這種共晶被稱為低熔點共晶,即熔點最低的共晶。
例如2A12合金主要有兩種共晶:
α(Al)+CuAl2:熔點548℃
α(Al)+CuAl2+Al2CuMg(S相):熔點507℃
三元共晶的熔點比二元共晶低得多,當合金在較高溫度熱處理時,三元共晶必首先熔化,其熔化溫度(507℃)即為2A12合金的過燒溫度。
(4)防止措施:
1)嚴格控制熱處理的溫度和保溫時間;
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)熱處理爐內溫度要均勻,爐料不能有油污,擺放要合理;
4)操作時要看對合金和卡片。
(5)過燒對性能的影響。合金過燒后,低熔點共晶在晶界上和基體內復熔又凝固,改變了過燒前該處組織緊密相聯的狀態,對合金的連續性造成了普遍損害,對合金的力學性能、疲勞和腐蝕性能等都產生嚴重影響。因為合金過燒不能用熱處理或加工變形消除,任何鑄錠和制品發生過燒都為絕對廢品。特別是用于航天工業的合金,更加不能允許。
需要指出的是,當合金輕微過燒時,由于第二相固溶更加充分,過燒復熔產物很小,晶界沒有遭到普遍損壞,有些合金例如2A12合金,其力學性能不但沒有降低反而升高,但應力腐蝕和疲勞性能明顯下降。當過燒嚴重時,各項性能都明顯下降。
以7A04和6063合金鑄錠為例,隨著均火溫度的升高,鑄錠的強度和塑性都逐漸升高,當鑄錠過燒后(7A04合金489℃,6063合金591℃),性能開始下降,其中塑性下降最嚴重。
(1)過燒的宏觀組織特征。過燒嚴重時鑄錠和加工制品表面色澤變暗、變黑,有時產生表面起泡。
(2)過燒的顯微組織典型特征。檢查鑄錠及加工制品是否過燒,只以顯微組織特征為依據,其他方法只能作為旁證。對變形鋁合金,根據國家標準,過燒的判定特征有3個,即復熔共晶球、晶界局部復熔加寬和3個晶粒交叉處形成復熔三角形。
用電子顯微鏡對復熔三角形處組織的研究發現,與復熔產物相接觸的基體有梯田花樣。梯田花樣是枝晶露頭的結晶臺階,與疏松內壁表面上的枝晶露頭一樣,表明該處的組織已發生過復熔。
一般將過燒程度分為輕微過燒、過燒和嚴重過燒。輕微過燒指過燒特征輕微,過燒指過燒特征明顯,嚴重過燒指過燒特征多,晶界嚴重復熔粗化和平直,低熔點共晶大量熔化和聚集。輕微過燒判斷較難,要判斷準確必須有豐富的經驗。
(3)過燒形成機理。變形鋁合金中,除α(A1)基體外一般都有幾種共晶,根據合金的不同,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,當把合金從低溫升到高溫時,熔點最低的共晶必首先熔化,這個共晶熔化的溫度稱為過燒溫度,而這種共晶被稱為低熔點共晶,即熔點最低的共晶。
例如2A12合金主要有兩種共晶:
α(Al)+CuAl2:熔點548℃
α(Al)+CuAl2+Al2CuMg(S相):熔點507℃
三元共晶的熔點比二元共晶低得多,當合金在較高溫度熱處理時,三元共晶必首先熔化,其熔化溫度(507℃)即為2A12合金的過燒溫度。
(4)防止措施:
1)嚴格控制熱處理的溫度和保溫時間;
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)熱處理爐內溫度要均勻,爐料不能有油污,擺放要合理;
4)操作時要看對合金和卡片。
(5)過燒對性能的影響。合金過燒后,低熔點共晶在晶界上和基體內復熔又凝固,改變了過燒前該處組織緊密相聯的狀態,對合金的連續性造成了普遍損害,對合金的力學性能、疲勞和腐蝕性能等都產生嚴重影響。因為合金過燒不能用熱處理或加工變形消除,任何鑄錠和制品發生過燒都為絕對廢品。特別是用于航天工業的合金,更加不能允許。
需要指出的是,當合金輕微過燒時,由于第二相固溶更加充分,過燒復熔產物很小,晶界沒有遭到普遍損壞,有些合金例如2A12合金,其力學性能不但沒有降低反而升高,但應力腐蝕和疲勞性能明顯下降。當過燒嚴重時,各項性能都明顯下降。
以7A04和6063合金鑄錠為例,隨著均火溫度的升高,鑄錠的強度和塑性都逐漸升高,當鑄錠過燒后(7A04合金489℃,6063合金591℃),性能開始下降,其中塑性下降最嚴重。