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鋁合金鑄錠過燒現(xiàn)象分析
作者：admin 發(fā)布于：2022-8-6 5:11 Saturday
當(dāng)加熱溫度高于低熔點(diǎn)共晶的熔點(diǎn)，使低熔點(diǎn)共晶和晶界復(fù)熔的現(xiàn)象叫過燒。
(1)過燒的宏觀組織特征。過燒嚴(yán)重時(shí)鑄錠和加工制品表面色澤變暗、變黑，有時(shí)產(chǎn)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(jù)，其他方法只能作為旁證。對變形鋁合金，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，過燒的判定特征有3個(gè)，即復(fù)熔共晶球、晶界局部復(fù)熔加寬和3個(gè)晶粒交叉處形成復(fù)熔三角形。
用電子顯微鏡對復(fù)熔三角形處組織的研究發(fā)現(xiàn)，與復(fù)熔產(chǎn)物相接觸的基體有梯田花樣。梯田花樣是枝晶露頭的結(jié)晶臺階，與疏松內(nèi)壁表面上的枝晶露頭一樣，表明該處的組織已發(fā)生過復(fù)熔。
一般將過燒程度分為輕微過燒、過燒和嚴(yán)重過燒。輕微過燒指過燒特征輕微，過燒指過燒特征明顯，嚴(yán)重過燒指過燒特征多，晶界嚴(yán)重復(fù)熔粗化和平直，低熔點(diǎn)共晶大量熔化和聚集。輕微過燒判斷較難，要判斷準(zhǔn)確必須有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
(3)過燒形成機(jī)理。變形鋁合金中，除α(A1)基體外一般都有幾種共晶，根據(jù)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(dāng)把合金從低溫升到高溫時(shí)，熔點(diǎn)最低的共晶必首先熔化，這個(gè)共晶熔化的溫度稱為過燒溫度，而這種共晶被稱為低熔點(diǎn)共晶，即熔點(diǎn)最低的共晶。
例如2A12合金主要有兩種共晶：
α(Al)+CuAl2:熔點(diǎn)548℃
α(Al)+CuAl2+Al2CuMg(S相):熔點(diǎn)507℃
三元共晶的熔點(diǎn)比二元共晶低得多，當(dāng)合金在較高溫度熱處理時(shí)，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(yán)格控制熱處理的溫度和保溫時(shí)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(nèi)溫度要均勻，爐料不能有油污，擺放要合理；
4)操作時(shí)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(diǎn)共晶在晶界上和基體內(nèi)復(fù)熔又凝固，改變了過燒前該處組織緊密相聯(lián)的狀態(tài)，對合金的連續(xù)性造成了普遍損害，對合金的力學(xué)性能、疲勞和腐蝕性能等都產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因?yàn)楹辖疬^燒不能用熱處理或加工變形消除，任何鑄錠和制品發(fā)生過燒都為絕對廢品。特別是用于航天工業(yè)的合金，更加不能允許。
需要指出的是，當(dāng)合金輕微過燒時(shí)，由于第二相固溶更加充分，過燒復(fù)熔產(chǎn)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(xué)性能不但沒有降低反而升高，但應(yīng)力腐蝕和疲勞性能明顯下降。當(dāng)過燒嚴(yán)重時(shí)，各項(xiàng)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(qiáng)度和塑性都逐漸升高，當(dāng)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(yán)重。
(1)過燒的宏觀組織特征。過燒嚴(yán)重時(shí)鑄錠和加工制品表面色澤變暗、變黑，有時(shí)產(chǎn)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(jù)，其他方法只能作為旁證。對變形鋁合金，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，過燒的判定特征有3個(gè)，即復(fù)熔共晶球、晶界局部復(fù)熔加寬和3個(gè)晶粒交叉處形成復(fù)熔三角形。
用電子顯微鏡對復(fù)熔三角形處組織的研究發(fā)現(xiàn)，與復(fù)熔產(chǎn)物相接觸的基體有梯田花樣。梯田花樣是枝晶露頭的結(jié)晶臺階，與疏松內(nèi)壁表面上的枝晶露頭一樣，表明該處的組織已發(fā)生過復(fù)熔。
一般將過燒程度分為輕微過燒、過燒和嚴(yán)重過燒。輕微過燒指過燒特征輕微，過燒指過燒特征明顯，嚴(yán)重過燒指過燒特征多，晶界嚴(yán)重復(fù)熔粗化和平直，低熔點(diǎn)共晶大量熔化和聚集。輕微過燒判斷較難，要判斷準(zhǔn)確必須有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
(3)過燒形成機(jī)理。變形鋁合金中，除α(A1)基體外一般都有幾種共晶，根據(jù)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(dāng)把合金從低溫升到高溫時(shí)，熔點(diǎn)最低的共晶必首先熔化，這個(gè)共晶熔化的溫度稱為過燒溫度，而這種共晶被稱為低熔點(diǎn)共晶，即熔點(diǎn)最低的共晶。
例如2A12合金主要有兩種共晶：
α(Al)+CuAl2:熔點(diǎn)548℃
α(Al)+CuAl2+Al2CuMg(S相):熔點(diǎn)507℃
三元共晶的熔點(diǎn)比二元共晶低得多，當(dāng)合金在較高溫度熱處理時(shí)，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(yán)格控制熱處理的溫度和保溫時(shí)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(nèi)溫度要均勻，爐料不能有油污，擺放要合理；
4)操作時(shí)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(diǎn)共晶在晶界上和基體內(nèi)復(fù)熔又凝固，改變了過燒前該處組織緊密相聯(lián)的狀態(tài)，對合金的連續(xù)性造成了普遍損害，對合金的力學(xué)性能、疲勞和腐蝕性能等都產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因?yàn)楹辖疬^燒不能用熱處理或加工變形消除，任何鑄錠和制品發(fā)生過燒都為絕對廢品。特別是用于航天工業(yè)的合金，更加不能允許。
需要指出的是，當(dāng)合金輕微過燒時(shí)，由于第二相固溶更加充分，過燒復(fù)熔產(chǎn)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(xué)性能不但沒有降低反而升高，但應(yīng)力腐蝕和疲勞性能明顯下降。當(dāng)過燒嚴(yán)重時(shí)，各項(xiàng)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(qiáng)度和塑性都逐漸升高，當(dāng)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(yán)重。
