CN110273116A - 一种提高2618铝合金固溶效果的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属热处理领域，涉及一种提高2618铝合金固溶效果的工艺方法。本发明的工艺方法包括以下步骤：(1)2618铝合金在530℃下进行90min的恒温固溶处理；(2)将恒温固溶处理的2618铝合金在535～555℃区间内进行升温固溶和淬火处理，得到最佳升温温度为547℃；(3)将升温固溶处理后的2618铝合金在547～535℃范围内进行循环降温‑升温固溶处理，然后淬入水中。本发明提供的恒温固溶加循环降温‑升温固溶处理工艺方法简单，使2618铝合金的固溶效果明显好于传统的固溶处理工艺，具有很好的应用价值。

Description

一种提高2618铝合金固溶效果的工艺方法
技术领域
本发明属于金属热处理领域，涉及一种提高2618铝合金固溶效果的工艺方法。
背景技术
2618铝合金是一种可热处理的Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝。由于添加了适量的Fe、Ni元素，形成了稳定的Al9FeNi相，并且2618铝合金在时效过程中还会析出半共格的时效强化相S’(Al2CuMg)，使得2618铝合金拥有良好的室温和高温力学性能。因此，该合金被广泛应用于交通运输领域和航空航天领域。
随着科学技术和国防工业的发展对2618铝合金的性能提出了更高的要求。目前，许多科研单位为了提升2618铝合金性能进行了大量的研究，例如微合金化、热处理和变形处理等手段。专利CN104294195A公开了在Al-Cu-Mg-Ag合金中添加微量Yb元素，再经过均匀化、热挤压及固溶时效处理，合金的硬度、屈服强度、抗拉强度和明显提高，高温抗蠕变能力显著改善。专利CN102888576A公开了一种2618铝合金固溶处理-ECAP-短时再结晶-时效处理的新型形变热处理工艺，既保留了该合金的冷变形强化作用，又细化了合金的晶粒组织，在提高合金强度的同时也保证了较好的塑韧性，使2618铝合金有良好的综合力学性能。
目前，2618铝合金的固溶处理温度大多数控制在535℃，固溶时间一般控制在0.5～14小时不等。如果固溶温度过高或固溶处理时间过长，2618铝合金就会发生过烧现象。
但是，随着工业生产对2618铝合金力学性能提出更高的要求，需要进一步改进2618铝合金的制备工艺，通过工艺优化充分挖掘其潜力。
本发明通过恒温固溶、升温固溶加循环降温-升温固溶处理新工艺，在不发生过烧的前提下进一步提高2618铝合金的固溶温度和固溶处理效果，对进一步提高该合金的力学性能具有一定的实际应用价值。
发明内容
本发明针对2618耐热铝合金，采用恒温固溶、升温固溶和循环降温-升温固溶处理新工艺，进一步提高该合金的固溶处理温度和固溶处理效果。
本发明所采用的技术方案是，一种提高2618铝合金固溶效果的工艺方法。具体操作步骤包括：
1、将2618铝合金放置在电阻炉中加热到535℃，在535℃温度下保温60～180min，进行恒温固溶热处理；
优选为：保温时间为90min。
将恒温固溶热处理后的2618铝合金进行升温固溶处理，升温至535～555℃，到温后立即淬火，找到最佳升温固溶处理温度为547℃；该步骤应为探索步骤，寻找到547℃该温度后，下次再对2618铝合金处理时，仅需升温至547℃，并且升温的最高温度和循环降温的起始温度相统一。
2、将步骤1恒温固溶热处理后的2618铝合金进行升温固溶处理，升温至535～547℃。
3、对升温固溶处理后的2618铝合金进行循环降温-升温固溶处理，降温-升温区间为547～535℃，循环降温-升温固溶处理1～3次后立即取出淬入水中。
进一步，步骤1和2中将合金放入SK2-4-12型管式电阻炉中加热，误差温度不超过±1℃。
进一步，步骤2和步骤3中的升温速度为0.3～0.5℃/min，步骤3中的降温速度为0.3～0.5℃/min。
本发明的目的是：在2618铝合金不发生过烧和晶粒长大的前提下，最大限度地提高固溶处理温度，使合金中的第二相充分溶入基体，提高固溶处理效果。
本发明的优点是：工艺灵活、操作简便易行、固溶处理效果好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是对比实施例1中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图2是对比实施例2中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图3是对比实施例3中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图4是对比实施例4中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图5是实施例1中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图6是实施例2中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图7是实施例3中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图8是实施例4中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图9是实施例5中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图10是实施例6中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图11是实施例7中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图12是实施例8中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图13是实施例9中固溶处理后2618铝合金的显微组织照片。
图14是升温固溶处理2618铝合金的显微维氏硬度曲线。
图15是循环降温-升温固溶处理2618铝合金的显微维氏硬度曲线。
图16是升温固溶处理的工艺曲线。
图17是循环降温-升温固溶处理的工艺曲线。
具体实施方式
对比实施例1
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为60min；
3.固溶处理完成后，取出放入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图1所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv103.4。
对比实施例2
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.固溶处理完成后，取出放入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图2所示，晶粒度与对比实施例1相当，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv105.1，固溶效果比对比实施例1好。
对比实施例3
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为120min；
3.固溶处理完成后，取出放入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图3所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv99.3，由于固溶时间过长，2618铝合金出现了轻微的过烧,固溶效果比对比实施例2差。
对比实施例4
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行固溶处理，固溶温度为539℃，固溶时间为90min；
3.固溶处理完成后，取出放入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图4所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv102.4，由于固溶温度过高，2618铝合金出现了轻微的过烧，固溶效果比对比实施例2差。
实施例1
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行恒温固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.恒温固溶处理后，以0.4℃/min的升温速度进行升温固溶处理，当温度达到539℃后立即取出投入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图5所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv108.58，2618铝合金未发现过烧，晶粒度与对比实施例2相当，固溶效果好于对比实施例2。
实施例2
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行恒温固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.恒温固溶处理后，以0.4℃/min的升温速度进行升温固溶处理，当温度达到543℃后立即取出投入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图6所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv110.63，2618铝合金未发现过烧，晶粒度与实施例1相当，固溶效果好于实施例1。
实施例3
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行恒温固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.恒温固溶处理后，以0.4℃/min的升温速度进行升温固溶处理，当温度达到547℃后立即取出投入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图7所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv111.53，2618铝合金未发现过烧，晶粒度与实施例2相当，固溶效果好于实施例2。
实施例4
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行恒温固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.恒温固溶处理后，以0.4℃/min的升温速度进行升温固溶处理，当温度达到551℃后立即取出投入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图8所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv109.83，由于固溶温度过高，虽然合金的晶粒度与实施例3相当，但是合金出现了轻微的过烧，固溶效果比实施例3稍差。
实施例5
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行恒温固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.恒温固溶处理后，以0.4℃/min的升温速度进行升温固溶处理，当温度达到555℃后立即取出投入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图9所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv95.09，由于固溶温度太高，虽然合金的晶粒度与实施例3相当，但是合金出现了严重过烧，固溶效果比对比实施例还差。
实施例6
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行恒温固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.恒温固溶处理后，以0.4℃/min的升温速度进行升温固溶处理，当温度达到547℃无需保温，随后以0.4℃/min的降温速度降温至535℃，然后再以0.4℃/min的升温速度升温至547℃，即以0.4℃/min的降温和升温速度在547～535℃的区间内进行一次循环降温-升温固溶处理，循环后当温度达到547℃后立即取出投入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图10所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv116.6，2618铝合金未发现过烧，晶粒度与实施例3相当，固溶效果好于实施例3。
实施例7
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行恒温固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.恒温固溶处理后，以0.4℃/min的升温速度进行升温固溶处理，当温度达到547℃后，以0.4℃/min的降温和升温速度在547～535℃的区间内进行二次循环降温-升温固溶处理，当温度达到547℃后立即取出投入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图11所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv120.3，2618铝合金未发现过烧，晶粒度与实施例6相当，固溶效果好于实施例6。
实施例8
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行恒温固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.恒温固溶处理后，以0.4℃/min的升温速度进行升温固溶处理，当温度达到547℃后，以0.4℃/min的降温和升温速度在547～535℃的区间内进行三次循环降温-升温固溶处理，当温度达到547℃后立即取出投入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图12所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv115.2，虽然合金的晶粒度与实施例7相当，但是合金出现了轻微的过烧，固溶效果比实施例7稍差。
实施例9
1.材料试样采用某公司生产的2618铝合金，将合金用线切割机切割成边长为10mm的立方体金属块备用；
2.将切好的金属块放入SK2-4-12型管式电阻炉中进行恒温固溶处理，固溶温度为535℃，固溶时间为90min；
3.恒温固溶处理后，以0.4℃/min的升温速度进行升温固溶处理，当温度达到547℃后，以0.4℃/min的降温和升温速度在547～535℃的区间内进行四次循环降温-升温固溶处理，当温度达到547℃后立即取出投入室温清水中淬火。
固溶处理后合金的显微组织如图13所示，固溶处理后2618铝合金的维氏硬度为Hv101.3，虽然合金的晶粒度与实施例7相当，但是合金出现了严重的过烧，固溶效果比实施例7差。
表1升温固溶处理2618铝合金的显微维氏硬度测试数据
表2循环降温-升温固溶处理2618铝合金的显微维氏硬度测试数据

Claims (7)

1.一种提高2618铝合金固溶效果的工艺方法，其特征在于，包括首先将2618铝合金在一定温度下进行恒温固溶和升温固溶处理，然后再进行循环降温-升温固溶处理和淬火处理。
2.根据权利要求1所述的提高2618铝合金固溶效果的工艺方法，其特征在于，2618铝合金恒温固溶处理温度为535℃，保温时间为60～180min。
3.根据权利要求2所述的提高2618铝合金固溶效果的工艺方法，其特征在于，所述保温时间为90min。
4.根据权利要求3所述的提高2618铝合金固溶效果的工艺方法，其特征在于，对恒温固溶处理后的2618铝合金再进行升温固溶处理，升温至547℃。
5.根据权利要求4所述的提高2618铝合金固溶效果的工艺方法，其特征在于，升温固溶处理后在547～535℃温度区间内对2618铝合金进行循环降温-升温固溶处理。
6.根据权利要求5所述的提高2618铝合金固溶效果的工艺方法，其特征在于，循环降温-升温固溶处理1～3次。
7.根据权利要求1-6任一项所述的提高2618铝合金固溶效果的工艺方法，其特征在于，在升温固溶处理和循环降温-升温固溶处理时，电阻炉的降温和升温速度控制在0.3～0.5℃/min。
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