熱處理制度對(duì)２Ａ１２合金電導(dǎo)率的影響

由于鋁合金的強(qiáng)度與熱處理制度不是一一對(duì)應(yīng)的，同一強(qiáng)度指標(biāo)可能來自不同的熱處理過程，僅僅依靠強(qiáng)度指標(biāo)來判斷鋁合金的熱處理程度是不可靠的，增加電導(dǎo)率檢測勢在必行。電導(dǎo)率和強(qiáng)度檢查在鋁合金熱處理后的監(jiān)控中是相輔相成的，不能相互取代。2A12合金板材廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)，是一種具有重要戰(zhàn)略意義的鋁合金。研究不同熱處理過程對(duì)電導(dǎo)率的影響，對(duì)2A12合金板材的檢測提供了新的思路。

一、試驗(yàn)過程

選取2A12合金鑄錠，經(jīng)均火、鋸切、銑面、加熱、熱軋、冷軋等工序，軋制成1.5mm厚薄板，切取試樣進(jìn)行試驗(yàn)室研究。

1、試驗(yàn)方案將厚度為1.5mm的2A12合金板材試樣進(jìn)行不同方式的熱處理試驗(yàn)，其內(nèi)容如下：(1)退火試驗(yàn)退火溫度：300、350、400、450℃/1h，采用空冷、石棉布包冷、隨爐冷三種冷卻方式。(2)淬火試驗(yàn)淬火溫度：480、485、490、496、500、502℃/15min，自然時(shí)效四晝夜。(3)人工時(shí)效試驗(yàn) 經(jīng)500℃/15min淬火后人工時(shí)效，時(shí)效溫度分別為：170、180、190、200℃，時(shí)效時(shí)間分別為：4、8、1 2、16、24、48h。

二、試驗(yàn)結(jié)果及分析

1、退火溫度對(duì)強(qiáng)度及電導(dǎo)率的影響。

1、2、3分別為空冷、石棉布包冷及隨爐冷卻時(shí)的強(qiáng)度；

4、5、6分別為隨爐冷卻、空冷及石棉布包冷時(shí)的電導(dǎo)率

在圖中，當(dāng)退火溫度開始升高時(shí)，強(qiáng)度下降，350℃時(shí)達(dá)到最低，隨著溫度進(jìn)一步升高，強(qiáng)度隨著升高，這是由于退火溫度較高產(chǎn)生了淬火效應(yīng)。

電導(dǎo)率隨溫度的升高而降低，冷卻越快，電導(dǎo)率也越低。

當(dāng)溫度升高時(shí)，合金中第二相溶解增多，過飽和固溶體的濃度增加，使基體晶格歪扭畸變?cè)黾樱w點(diǎn)陣中的電子散射源的數(shù)量和密度也隨之增加，導(dǎo)電電子的平均自由程變小而使電導(dǎo)率下降。

退火后冷卻過快，合金中飽和固溶體不能充分溶解，導(dǎo)致強(qiáng)度升高塑性降低。緩慢冷卻時(shí)溶入固溶體中的溶質(zhì)原子大部分形成了穩(wěn)定的化合物，此時(shí)基體晶格點(diǎn)陣基本得到恢復(fù)，使導(dǎo)電電子的平均自由程變大而導(dǎo)致電導(dǎo)率升高。

2、淬火溫度對(duì)性能及電導(dǎo)率的影響。

a強(qiáng)度曲線：b電導(dǎo)率曲線

淬火溫度對(duì)性能的影響不大，這是因?yàn)檫x擇的溫度范圍較小，淬火后過飽和固溶體的濃度相差不大，自然時(shí)效后的強(qiáng)化效果也沒有明顯的差別。

電導(dǎo)率隨淬火溫度的升高而下降。淬火時(shí)得到溶質(zhì)原子和空位雙重飽和的固溶體，使基體晶格發(fā)生了較嚴(yán)重的歪扭，基體點(diǎn)陣的電子散射源的數(shù)量和密度增加，導(dǎo)電電子的平均自由程減小，而使電導(dǎo)率下降。淬火溫度越高，固溶體濃度也越大，晶格畸變程度也越大，從而電導(dǎo)率也越低。

3、人工時(shí)效對(duì)性能及電導(dǎo)率的影響

時(shí)效溫度升高，強(qiáng)度也隨著升高，到180℃時(shí)強(qiáng)度達(dá)到最高值，隨后強(qiáng)度開始逐漸降低，這是因?yàn)?80℃時(shí)時(shí)效強(qiáng)化達(dá)到了最佳效果。

當(dāng)溫度升高時(shí)，固溶體中過渡相密度不斷增加，基體點(diǎn)陣中的晶格畸變程度也不斷加大，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力也不斷增加。強(qiáng)度升高到峰值后，由于過渡相濃度升高，過渡相與基體局部失去共格，使基體晶格歪扭區(qū)域減少，合金的強(qiáng)度降低。

隨著溫度升高，電導(dǎo)率大幅度升高。當(dāng)溫度大于190℃后，電導(dǎo)率的升勢變慢。隨著溫度的進(jìn)一步升高，析出過渡相的密度減少，因而強(qiáng)度及電導(dǎo)率的變化趨于平緩。

時(shí)效時(shí)間對(duì)強(qiáng)度及電導(dǎo)率的影響較小，當(dāng)時(shí)效時(shí)間長于48h，引起過時(shí)效而導(dǎo)致合金中脫溶相的聚集長大，使強(qiáng)度迅速下降。

三、結(jié)論

1、電導(dǎo)率隨退火溫度及冷卻速度的提高而降低：

2、電導(dǎo)率隨淬火溫度的升高而降低：

3、電導(dǎo)率隨時(shí)效溫度的升高而升高，變化不顯著：

4、退火狀態(tài)電導(dǎo)率最高，時(shí)效狀態(tài)的電導(dǎo)率中等，淬火狀態(tài)的電導(dǎo)率最低。