铝合金热加工处理工艺及原理科普

　　铝合金在高温下塑性高、抗力小、原子扩散过程加剧，热变形过程中伴随着回复再结晶，有利于改善合金组织。

　　热变形主要对材料有如下影响：热变形过程中，金属内部的晶粒、杂质和第二相及各种缺陷将沿大延伸主变形方向被拉长，组织拉长方向的强度一般高于其它方向的强度，材料表现出不同程度的各向异性。

　　此外，热变形时也可能同时产生变形织构及再结晶结构，它们也会使材料出现方向性及不均匀性。

　　热变形过程中硬化和软化过程是同时发生的。变形破碎了粗大的柱状晶粒，使材料的组织成为较为细小的变形晶粒，加工硬化与动态回复再结晶机制同时起作用。

　　由于原子在高温作用下热运动加强，在应力作用下，由于原子发生自由扩散和互扩散，使铸锭化学成分的不均匀性相对减少，还能使某些微小的裂纹得以愈合。

　　铝合金在高温变形时，加工硬化特征与变形温度及变形速度有关，加工温度越高，变形速度越慢，则加工硬化值越小。

　　铝及铝合金具有较高的堆垛层错能，扩展位错较窄，极易发生动态回复形成亚晶组织，变形温度高且变形速度快时，所形成的亚晶粒尺寸较小。

　　若变形后快冷，再结晶过程可能被抑制，高温变形时形成的亚晶会保留下来，合金的强度与亚晶粒尺寸有关，这种强化称为亚结构强化或亚晶强化。锻造铝合金热处理加工

　　可能的动态回复机制主要有：1）刃型位错攀移；2）螺型位错的交滑移；3）钉扎位错脱钉及三维位错网络的脱缠；4）滑动螺型位错上刃型割阶的非守恒运动。

　　宏观上，动态回复材料的应力一应变曲线表现为流变应力达到一稳态值。亚结构主要产生于铝合金热变形过程中的动态回复阶段，随着变形程度的增大，晶粒被拉长，但亚结构仍为等轴的亚晶粒。

　　铝合金热加工过程是一个极其复杂的高温、动态、瞬时过程，在高温变形中会经历加工硬化、动态回复或动态再结晶等过程，各种变形机制共同作用决定着铝合金的高温变形特点，实际生产中工艺参数的优化非常复杂。

　　铝合金热变形工艺——铝合金板带材热轧。一般工业用高强铝合金轧制板、带材（厚度为600mm的板材）,不适用于深冲等极端冷成形方式，因为自身的延展性的限制，故热轧是一种相对优良的工艺方法。

　　铝合金板带材热轧是指在所轧制合金的再结晶温度以上的轧制。

　　热轧充分利用合金的高温塑性，在一定高的温度范围内，将轧件轧到所需厚度，并获得适当的力学性能。

　　在热轧过程中，硬化和软化现象同时存在，由于变形速度的影响，当回复和再结晶软化过程来不及进行时，随着变形程度的增加合金发生加工硬化。

　　通常在热轧时软化过程起主导的作用，当轧制温度降低时，金属加工硬化才逐渐增大。

　　热轧变形能够显着降低生产中的能量消耗；改善合金的加工性能，并且提高了生产效率。

　　其缺点也比较明显：1）热轧的产品尺寸难以控制，精度较差；2）热轧的产品性能波动较大；3）铝合金热轧板带材产品表面质量较差，因为易产生金属氧化、粘铝等问题。