铝材家庭的新丁

作者:              发布时间:2008-07-31


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在铝材生产中,金属或合金的状态占着很重要的作用。所谓状态↑↑(temper)↑↑↑就是金属或合金通过某些生产工序↑↑(↑↑↑例如压力加工、热处理↑↑)↑↑↑产生了特有的物理和力学性能之后所给予的命名,同时每一种状态都用一定的英文字母或数字与英文字母的组合来表示,如“↑↑O↑↑↑”表示退火状态,“↑↑H↑↑↑”表示加工硬化状态,“↑↑T4↑↑↑”表示固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态,“↑↑T6↑↑↑”表示固熔热处理后进行了人工时效的状态,等等。↑↑↑ ↑

铝材的状态越多,—方面表示材料拥有的特定性能组合越多,↑↑  ↑↑↑↑可以满足使用的地方也越多,另方面材料的性能潜力也得到充分的发挥,材料科学的研究开发水平也越高。到↑↑2003↑↑↑年底,美国铝材的状态大致有↑↑180↑↑↑种,而中国的铝材状态只有↑↑100↑↑↑种左右。↑↑↑ ↑

    ↑↑↑↑由此可见,随着科学研究的深入与扩大,生产技术的发展与进步,材料的状态数量也会越来越多。一些生产工艺特别是热处理可增加铝合金的状态与航空工业的发展攸戚相关,因为这些合金多用于航空器制造。中国在铝材状态研究开发方面尚处于学习阶段,到目前为止还没有研发一种有重大实用价值具有自主知识产权的状态。↑↑↑ ↑

    ↑↑↑↑澳大利亚工业与科学研究委员会↑↑(CSIRO)↑↑↑的科学家发明一种新的铝合金材料热处理工艺,名为↑↑T6i6↑↑↑及↑↑T6i4↑↑↑处理法。通过此种处理可以全面改善可时效硬化铝合金↑↑(age↑↑↑—↑↑hardenable aluminumalloys)↑↑↑的性能,同时可节约时间与提高经济效益,因为能缩短高温时效时间。↑↑↑ ↑

    ↑↑↑↑典型的时效硬化铝合金在汽车、建筑与航空航天工业有着广泛的应用,使这些合金材料获得最高强度性能的通常处理工艺是↑↑T6↑↑↑。铝合金的典型↑↑T6↑↑↑处理规范为:在↑↑150~170↑↑↑℃人工时效↑↑6↑↑↑~↑↑8h↑↑↑。经过这种处理后材料具有结构设计所需的拉伸力学性能。↑↑↑ ↑

    ↑↑↑↑澳大利亚的科学家发现:正在进行人工时效处理的铝合金材料在还未达到规定保温时间时就中止处理,搁置一段较短时间后,在室温下进行第二次时效即自然时效,那么材料不但具有常规↑↑T6↑↑↑状态材料的强度性能,而且还有约高↑↑20%↑↑↑的韧性。同时,该工艺处理过程对破坏的总能耗有很大改善,改善程度可达↑↑800%↑↑↑。↑↑↑ ↑

目前,这种新型处理受到一系列国际专利保护,其中最主要的是↑↑T6i4↑↑↑法及↑↑T6i6↑↑↑法可缩短高温人工时效保温时间约↑↑1h↑↑↑,然后利用澳大利亚温暖的环境温度完成自然时效。采用这种热处理工艺,轿车车身板材在组装与喷漆后可利用阳光热继续进行时效。这种自然过程极其缓慢,贯穿于汽车的整个服务期间。合金性能的改善是由于其显微组织发生了精细的变化,在工程方面来看,这种变化在纳米级(↑↑nano-scale↑↑↑)范围内进行。↑↑↑ ↑

采用↑↑T6i6↑↑↑法可以获得更好的性能。此法的工艺:先进行人工时效,中断,在室温进行第二次时效(自然时效)数小时,然后再进行高温人工时效。这种处理能显著提高↑↑T6i4↑↑↑材料的性能。↑↑CSIRO↑↑↑的科学家费宁(↑↑B.Finnin↑↑↑)说:↑↑T6i6↑↑↑法可在飞机制造业如蒙皮组装中获得广泛的应用,凡是对零件质量减轻有要求的部门的可采用此项技术,在工业上的潜在应用场合是显而易见的。↑↑↑ ↑

铝材生产企业的应用此项先进技术可一箭双雕,一方面能提高材料的强度,另方面又能节约能源,而铝材企业使用此技术也有双重经济效益,既能缩短零部件制造周期,又能减小热处理炉尺寸。↑↑↑ ↑

由于我们是首次对此技术进行公开报道,除了上面介绍的情况外,笔者还对其状态代号与对工艺的理解作些说明:↑↑T6i4↑↑↑及↑↑T6i6↑↑↑中的“↑↑i↑↑↑”是“不完全的英文(↑↑incomplete↑↑↑)”缩写,“↑↑T6i↑↑↑”意为“不完全人工时效(↑↑T6↑↑↑)处理”,从时效时间方面可缩短↑↑1~1.5h↑↑↑,而时效程度则完成↑↑80%↑↑↑左右;所以↑↑T6i4↑↑↑处理就是在不完全↑↑T6↑↑↑处理后再进行自然时效,而↑↑T6i6↑↑↑处理就是在不完全↑↑T6↑↑↑处理后再进行自然时效,而↑↑T6i6↑↑↑处理就是在不完全↑↑T6↑↑↑处理后,自然时效约↑↑4h↑↑↑,再进行完全人工时效,使材料性能达到最优化状态。↑↑↑