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行业信息

高性能合金热处理的基础知识

2019-04-16 09:18:42

了解材料组成,冷轧加工,热处理对材料的形状,表面微观结晶构造生成起到什么作用,选用铍铜能够起到非常好的效果.铜中加入少量铍元素,增加材料机械的热处理后,会得到超过大部分铜合金及多数高强度的钢材的强度.并且随着机械加工及热处理条件的变换,会得到能够满足各种产品要求的性能状态.

 

冷轧加工

 

时效硬化合金的冷轧加工,在析出开始以下的温度下,意味着塑性变形.金属加工中,通过眼所能见的代表冷轧加工的压延,拉拔,弯曲等工艺,产品的尺寸主要向两个方向变化.冷轧加工中,与热轧加工对照,结晶粒向压延得方向,变形量在累积.伴随着冷轧加工,铍铜的强度和硬度也在上升,另外一方面,通过延伸率测定的材料的延展性也在降低.冷轧加工,强度上升效果对于时效硬化产品特别重要.冷轧加工可以增加析出地方个数,也能促进时效硬化,但是伴随着冷轧加工的增加,延伸率降低,与非时效时的材料相比延伸率低很多.

 

时效硬化


时效硬化的影响,为了能够支配强度上升析出尺寸及分布,根据冷轧加工的时间,温度,加工量等不同.为了达到最大的强度,温度-时间组合,合金等要做到标准化.


要求材料强度及硬度比较低的数值的时候,选用比标准高的温度或者比较低的温度.高于标准之上的温度后,析出速度会加快,强度的上升率也会提高,另外一方面,低温度下强度的上升率会降低.


时效热处理时,达到最高强度之前,中段的情况叫时效老化.时效老化的微观组织中,韧性抗疲劳强度,根据不同情况,耐腐蚀性也有待改善,


超时效老化,最高强度达到后,热处理的时间延长了,即加热时间变长的地情况.赭石,析出的结晶粒变得粗大,硬度,强度均低于最大值,但是电气传导性,热传导度,尺寸温度性等大增,过度的超时效老化有必要引起注意.


时效硬化中,特别对冷却顺序及特殊的炉内的状况不必要.去除了炉内温度的勾配,但是气体再循环等得情况下,为防止酸化,使用气体还是很有必要的.窒素中含有5%水素的低露点气体,


通过价格便宜的热传达媒介,硬化后洁净化清洗也要减少。真空时效热处理由于放射热的不均一性也会相当困难。


时效硬化,随着析出反应,高强度合金的密度也会略微增加,同时也会带来密度约0.2%的线径减少的变化。高强度合金的尺寸变化大部分没有什么问题。


为防止时效硬化中的变形,可以选用固定器具。盐雾处理时,短时间高温时效时的严格控制条件下,材料状态比较优,保持较小的变形,短循环,适用于经济的制造情况下。


合金25的标准时效硬化处理为315℃的温度条件下2-3小时,冷轧加工用的情况下2小时,煺火材用的情况下3小时.


1)315-330℃时的时效硬化,是所有状态中的强度最高的,随着高温,短时间内可以获得最高强度,再降低此强度值.与此同时低温加热时.强度缓慢上升,即便获得高强度值也需要花时间.


2)冷轧加工可以改善所有时效温度下的强度.随着加工量的增加,到达最高强度时的时间缩短.


3)延展性随着强度的上升而降低,过时效老化时,可以改善延展性,降低韧性.

 

不需要高强度用途时,采用短时间高温硬化可以达到,例如370℃时效时30分钟就可以达到最高强度,温度-时间关系以及加热,冷却速度都会给硬化速度及强度带来重大的影响,采用特别硬化法的情况下,事先通过小样,充分确定温度-时间的条件是很有必要的.

 

高传导合金


合金25以外的合金中,时效硬度的温度是不同的.但是可以看到同一倾向.最大的时效强度在450℃温度条件下可以获得,通常480℃温度条件下可以推断需要2-3小时,原因是由于这些合金可以获得高电气传导度的比较多.提高时效温度,达到最高强度的时间缩短,强度值降低.降低延长时间及延伸率,强度会显著上升.超过两个小时,延展性的变化基本很难看到.

 

 

 

 

合金

热处理

抗拉强度

0.2% 耐力

延伸率

劳强

硬度

导电率

N/mm2

R=-1

(108 循环)

HV

ROCKWELL

ROCKWELL

 

N/mm2

N/mm2

%

B 或 C

% IACS

25    C17200

ADS

---

410 - 530

190 - 250

35 - 65

210 - 240

90 - 144

B45 - 78

30T46 - 67

15 - 19

(TB00)

A

---

410 - 540

200 - 380

35 - 60

210 - 240

90 - 144

B45 - 78

30T46 - 67

15 - 19

(TB00)

1/4 H

---

510 - 610

410 - 560

20 - 45

210 - 250

145 - 185

B78 - 90

30T67 - 75

15 - 19

(TD01)

1/2 H

---

580 - 690

510 - 660

12—30

220 - 260

176 - 216

B88 - 96

30T74 - 79

15 - 19

(TD02)

H

---

680 - 830

620 - 800

2—18

240 - 270

216 - 287

B96 - 102

30T79 - 83

15 - 19

(TD04)

AT

315oC

1130 - 1350

960 - 1210

3—15

280 - 310

353 - 413

C36 - 42

30N56 - 62

22 - 28

(TF00)

3 小

1/4 HT

315oC

1200 - 1420

1030 - 1280

3—10

280 - 310

353 - 424

C36 - 43

30N56 - 63

22 - 28

(TH01)

2 小

1/2 HT

315oC

1270 - 1490

1100 - 1350

1—8

290 - 320

373 - 435

C38 - 44

30N58 - 63

22 - 28

(TH02)

2 小

HT

315oC

1310 - 1520

1130 - 1420

1—6

310 - 340

373 - 446

C38 - 45

30N58 - 65

22 - 28

(TH04)

2 小

 190   C17200

AM

时效

680 - 760

480 - 660

16 - 30

280 - 310

210 - 251

B95 - C23

30N37 - 44

17 - 28

(TM00)

1/4 HM

时效

750 - 830

550 - 760

15 - 25

280 - 320

230 - 271

C20 - 26

30N41 - 47

17 - 28

(TM01)

1/2 HM

时效

820 - 940

650 - 870

12—22

290 - 330

250 - 301

C23 - 30

30N44 - 51

17 - 28

(TM02)

HM

时效

930 - 1040

750 - 940

9—20

310 - 360

285 - 343

C28 - 35

30N48 - 55

17 - 28

(TM04)

SHM

时效

1030 - 1110

860 - 970

9—18

320 - 380

309 - 363

C31 - 37

30N52 - 56

17 - 28

(TM05)

XHM

时效

1060 - 1210

930 - 1180

4—15

340 - 390

317 - 378

C32 - 38

30N52 - 58

17 - 28

(TM06)

XHMS

时效

1200 - 1320

1030 - 1250

3—12

340 - 410

325 - 413

C33 - 42

30N53 - 62

17 - 28

(TM08)

290  C17200

TM00

时效

680 以上

510 - 670

19 - 35

280 - 310

225 - 309

B98 - C31

30T81-30N52

17 - 26

TM02

时效

820 以上

650 - 800

14 - 30

290 - 330

255 - 339

C25 - 34

30N46 - 54

17 - 26

TM04

时效

960 以上

790 - 940

9—25

300 - 340

285 - 369

C28 - 38

30N48 - 58

17 - 26