鋁合金熱加工處理工藝及原理科普

　　鋁合金在高溫下塑性高、抗力小、原子擴散過程加劇，熱變形過程中伴隨著回復再結晶，有利于改善合金組織。

　　熱變形主要對材料有如下影響：熱變形過程中，金屬內部的晶粒、雜質和第二相及各種缺陷將沿大延伸主變形方向被拉長，組織拉長方向的強度一般高于其它方向的強度，材料表現出不同程度的各向異性。

　　此外，熱變形時也可能同時產生變形織構及再結晶結構，它們也會使材料出現方向性及不均勻性。

　　熱變形過程中硬化和軟化過程是同時發生的。變形破碎了粗大的柱狀晶粒，使材料的組織成為較為細小的變形晶粒，加工硬化與動態回復再結晶機制同時起作用。

　　由于原子在高溫作用下熱運動加強，在應力作用下，由于原子發生自由擴散和互擴散，使鑄錠化學成分的不均勻性相對減少，還能使某些微小的裂紋得以愈合。

　　鋁合金在高溫變形時，加工硬化特征與變形溫度及變形速度有關，加工溫度越高，變形速度越慢，則加工硬化值越小。

　　鋁及鋁合金具有較高的堆垛層錯能，擴展位錯較窄，極易發生動態回復形成亞晶組織，變形溫度高且變形速度快時，所形成的亞晶粒尺寸較小。

　　若變形后快冷，再結晶過程可能被抑制，高溫變形時形成的亞晶會保留下來，合金的強度與亞晶粒尺寸有關，這種強化稱為亞結構強化或亞晶強化。鍛造鋁合金熱處理加工

　　可能的動態回復機制主要有：1）刃型位錯攀移；2）螺型位錯的交滑移；3）釘扎位錯脫釘及三維位錯網絡的脫纏；4）滑動螺型位錯上刃型割階的非守恒運動。

　　宏觀上，動態回復材料的應力一應變曲線表現為流變應力達到一穩態值。亞結構主要產生于鋁合金熱變形過程中的動態回復階段，隨著變形程度的增大，晶粒被拉長，但亞結構仍為等軸的亞晶粒。

　　鋁合金熱加工過程是一個極其復雜的高溫、動態、瞬時過程，在高溫變形中會經歷加工硬化、動態回復或動態再結晶等過程，各種變形機制共同作用決定著鋁合金的高溫變形特點，實際生產中工藝參數的優化非常復雜。

　　鋁合金熱變形工藝——鋁合金板帶材熱軋。一般工業用高強鋁合金軋制板、帶材（厚度為600mm的板材）,不適用于深沖等極端冷成形方式，因為自身的延展性的限制，故熱軋是一種相對優良的工藝方法。

　　鋁合金板帶材熱軋是指在所軋制合金的再結晶溫度以上的軋制。

　　熱軋充分利用合金的高溫塑性，在一定高的溫度范圍內，將軋件軋到所需厚度，并獲得適當的力學性能。

　　在熱軋過程中，硬化和軟化現象同時存在，由于變形速度的影響，當回復和再結晶軟化過程來不及進行時，隨著變形程度的增加合金發生加工硬化。

　　通常在熱軋時軟化過程起主導的作用，當軋制溫度降低時，金屬加工硬化才逐漸增大。

　　熱軋變形能夠顯著降低生產中的能量消耗；改善合金的加工性能，并且提高了生產效率。

　　其缺點也比較明顯：1）熱軋的產品尺寸難以控制，精度較差；2）熱軋的產品性能波動較大；3）鋁合金熱軋板帶材產品表面質量較差，因為易產生金屬氧化、粘鋁等問題。