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摘要:当前由于铝合金强度高、耐蚀性好、易加工的特点,使其在航空航天、船舶交通、机械制造等领域发挥着重要的作用。结合铝合金的实际使用环境以及自身的特性,对其实际应用环节中的热处理问题,更应加以重视。当前对于铝合金电磁场热处理工艺发展的研究,其主要的深入角度定立在铝合金内部的各类元素之中。
关键词:铝合金;电磁场;热处理;工艺
引言
现阶段对于凝固条件的研究,主要通过使用外加电磁场的方式予以进行,也就是说电磁可以一定程度上影响铝合金的凝固条件。由于电磁可以影响铝合金自身的微观结构组织,并以此为基础来改变铝合金内部的力学性能。通过铝合金热处理技术的应用,可以大大的增强铝合金自身的机械性能,使其抗拉强度和屈服强度都有不同幅度的提升。
1铝合金的相关概述
1.1铝合金的含义
铝合金是以铝为主要元素的一类合金的总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰,次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。
1.2铝合金的一般性能
1.2.1强度高
铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化其强度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。铝合金强度高的性能,使其在工业建筑中承担着重要的角色,可以承受较大强度的载力和负荷力,相比起钢等普通金属材料,铝合金密度小、比强度高,如应用在汽车、航空航天领域,可大大减轻其自身载荷,提高经济性,在使用的过程中更为广泛,适应性更强。
1.2.2耐蚀性好
铝的表面易自然生产一层致密牢固的Al2O3保护膜,能很好的保护基体不受腐蚀。这一点是铝不同于其他金属材质的重要特性,也是铝合金所固有的优势特性。由于铝合金自身不易产生氧化反应,且通过阳极氧化等方法可进一步提高铝合金的耐蚀性,因此广泛应用于食品包装、船舶制造等行业。
1.2.3易加工
铝合金易于加工成型,可通过铸造、锻造、压延等工艺得到多种尺寸规格的铸锻件、板材等原材料,再经过挤压、冲压、焊接、铣削等方法生产出各类用途的产品,最终还可通过阳极氧化、表面拉丝、喷涂、抛光等手段改善产品表面质量和抗蚀性,并赋予其光亮的金属本色或其他各种色彩,提高产品的美观性和品质感,因此各类铝合金产品深受市场和消费者喜爱。
1.3电磁场对铝合金性能的影响
由于铝合金的力学性能与其微观结构密切相关。不同的凝固条件决定合金具有不同的微观组织,从而使合金具有不同的性能。因此,通过研究铝合金自身的凝固条件,可以更加直观的了解到铝合金的不同性能表现。另外,与常规铸造相比,电磁铸造铝材有更加良好的显微组织和晶粒均匀度,这有利于提高铸锭的力学性能和产品成材率。这些优势和长处都会加大铝合金在实际使用过程当中的应用性,由此也可以看出电磁场对于铝合金力学性能的改变是影响较大的。
1.4铝合金热处理技术
铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程,淬火冷却速度越大,固溶体内所固定的空位越多,有利于增加硬化区的数量,减小硬化区的尺寸。沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度,即随温度增加固溶度增加,大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。因此铝合金热处理技术,就是结合铝合金时效硬化过程中的实际特点和工作特质,而诞生的一种独特的处理技术方式。在一定程度上能够通过热处理,使铝合金的固溶度不断增加,从而使铝合金内部达到相对平稳的状态。
2当前铝合金电磁场热处理工艺发展的研究现状
2.1从淬火到人工时效之间停留时间的研究
研究发现,某些铝合金如Al-Mg-Si系合金在室温停留后再进行人工时效,合金的强度指标达不到最大值,而塑性有所上升。因此从淬火到人工时效之间停留时间的长短,在一定程度上会影响到铝合金自身性能的变化。由此方向来研究对于铝合金力学性能的影响变化,便是其塑性程度的高低。
结合最新的研究数据,以及相关的测算分析,从淬火到人工时效之间停留的时间,对于铝合金电磁场热处理工艺的发展是有极大影响的。
2.2铝合金内部元素的固溶度
一种合金能否通过时效强化,首先取决于组成合金的元素能否溶解于固溶体以及固溶度随温度变化的程度。铝合金中包含着大量且丰富的金属元素,不同元素之间又有着特殊的性能特点。而铝合金内部元素的固溶度又有着差异变化,部分元素与铝形成的化合物的结构与基体差异不大,强化效果甚微。另一部分元素在热处理过程中有溶解度和固态相变,则可通过热处理进行强化。
2.3合金的固溶处理工艺影响
通过上述的了解可以得知,在研究铝合金电磁场及热处理工艺技术的过程中,电磁场对铝合金性能的影响以及铝合金热处理技术的应用,都与铝合金固溶处理工艺有着密不可分的关系。为获得良好的时效强化效果,在不发生过热、过烧及晶粒长大的条件下,淬火加热温度高些,保温时间长些,有利于获得最大过饱和度的均匀固溶体。在这个过程中,淬火冷却是必不可少的一个重要环节,若淬火冷却的过程中,操作不规范,不但无法呈现出应有的效果,还会造成局部不均匀析出而降低时效强化效果。
3当前推进铝合金电磁场热处理工艺及理论研究的重要性
3.1有利于重点把握影响铝合金力学性能的重要因素
由于铝合金自身的力学性能与时效、固溶处理等,有着千丝万缕的联系,因此把握热处理技术应用的技巧和关键,是正确处理铝合金电磁场热处理的重要基础。通过推进铝合金电磁场热处理技术的研究。有利于重点把握影响铝合金力学性能的重要因素,结合相关因素的细致分析,更好地掌握铝合金的全面性能。
3.2有利于提升当前铝合金电磁场热处理工艺技术
因此当前加强铝合金电磁场及热处理技术的应用研究,有利于提升当前铝合金电磁场热处理工艺技术研究发展水平。针对铝合金电磁场热处理技术研究中的重点环节领域,展开全面性的细致分析。有关时效性的影响,以及固溶处理操作,都是铝合金电磁场热处理工艺研究中的重点环节。
4当前推进铝合金电磁场热处理工艺及理论研究的主要措施
4.1加大技术研究的力度,确保理论研究的可靠真实性
当前推进铝合金电磁场热处理工艺及理论研究,是进一步推广应用铝合金的必要举措。要不断加大铝合金电磁场热处理工艺研究技术的力度,增强有关的技术投入,重点突破以往技术的难点。不断的扩大实验研究的数量和检测环节,从而确保理论研究的可靠性、真实性。深入推进铝合金电磁场热处理工艺技术的研究,就是针对当前铝合金电磁场热处理应用的实际状况,以及铝合金所展现出来的性能特征,进一步剖析和研究。铝合金电磁场热处理技术的发展已取得了突破性的进步,但在局部领域仍有空缺和可提升空间。
4.2培养专业化的技术人员团队,推进铝合金热处理工艺理论研究
在推进铝合金电磁场热处理工艺及理论研究的过程中,要发挥相关研究人员的主观能动性,推进研究理论过程的规范化、全面化。因此要培养专业化的技术人员团队,通过不断地增强相关技术人员的能力和素质,更好地全面掌握铝合金的性能特点。结合当前铝合金电磁场及热处理技术研究应用的现状以及影响,铝合金电磁场及热处理技术的各类因素,在进一步的研究过程中,要结合铝合金不同元素的性能特质进行细致的分析。
结束语
在加强铝合金电磁场及热处理技术研究应用的过程中,应当规范相关操作,结合铝合金自身的特殊性能展开细致的研究。由于电磁场及热处理技术有着其独特的影响程度,对于铝合金的应用性,以及力学性能的改变都有着重要的影响。
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