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均匀化退火过程及组织性能的变化

文章出处:铝合金地垫人气:-发表时间:2016-04-12 00:00:00【
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(1)均匀化退火过程

    均匀化退火过程又称组织均匀化或均火。其实质是铸键在高温加热条件下, 通过相的溶解和原子的扩散实现均匀化。 所谓扩散就是原子在金属及合金中依靠热振动而进行的迁移运动。扩散分为均质扩散和异质扩散,均质扩散是在纯金属中发生的同种原子间的扩散运动, 又称自扩散。 异质扩散则是溶质原子在合金溶剂中的扩散运动. 空位迁移是原子在金属及合金中的t要扩散方式, 因为原子通过空位迁移而进行扩散所需的能量最小 。

    均匀化退火时, 原子的扩散主要是在晶内进行, 使晶粒内部化学成分不均匀的部分通过扩散而逐步达到均匀 。 由于均匀化退火是在不平衡的間相线或共品点以下温度进行的,分布在铸锭中晶粒交界上的不溶相和非金属夹杂物不能通过溶解和扩散过程来消除,它妨碍了晶粒间的扩散和晶粒的聚集,所以,均匀化不能使合金基体的品粒和形状发生明显的改变 。 均匀化退火只能減小或消除晶内偏析, 而对区域偏析影响很小。

(2)组织变化

    在铸锭均匀化退火过程中, 除了原子在品内扩散外, 还伴随着组织的变化。 主要的组织变化是枝品偏析的消除和非平衡相的溶解。对子非平衡状态下仍为单相的合金,均匀化退火所发生的主要过程为固溶体晶粒内成分均匀化。当合金中有非平衡亚稳定相时,则上述两个主要过程均会发生 。

    通常,在非平衡过剩相溶解后,固溶体内成分仍不均匀,还需保温一定时间才能使固溶体内成分充分均匀化。铝合金的固溶体成分充分均匀化时间仅稍长于非平衡相完全溶解的时间。而非平衡相完全溶解的时间可以通过 DSC分析或显微镜观察确定 。

   应该指出,均匀化退火只能消除或减小晶内偏析,而对区域偏析的影响极微弱,因为消除偏析必须通过原子扩散。根据铝合金计算,扩散距离为枝品网胞尺寸时,在均匀化温度下原子扩散需数小时;而对于区域偏析所达的距离(假设为几厘米),则需要散数年之久。显然,这是生产条件所不容许的。此外,消除区域偏析需要晶间相互扩散, 这种品间扩散也因受到品界夹杂及空隙等的阻碍而难以实现。

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