铝合金固溶时效热处理
铝合金铸件得热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保
温一定时间以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，
增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。
2、铝合金热处理特点
众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然
而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，
反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显
著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，
称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如
100～200℃）内发生，称人工时效。
3、铝合金时效强化原理
铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还
取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认
为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及
移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。
由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子
的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，
硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。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。
4、影响时效的因素
4.1从淬火到人工时效之间停留时间的影响
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。如ZL101铸造铝合金，淬火后在室温下停留一天
后再进行人工时效，强度极限较淬火后立即时效的要低10～20Mpa，但塑性要比立刻进行时
效的铝合金有所提高。
4.2合金化学成分的影响
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。如硅、锰在铝中的固溶度比较小，且随温度变化不大，而镁、锌虽
然在铝基固溶体中有较大的固溶度，但它们与铝形成的化合物的结构与基体差异不大，强
化效果甚微。因此，二元铝－硅、铝－锰、铝－镁、铝－锌通常都不采用时效强化处理。
而有些二元合金，如铝－铜合金，及三元合金或多元合金，如铝－镁－硅、铝－铜－镁－
硅合金等，它们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。
4.3合金的固溶处理工艺影响
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。另外在淬火冷却过程不
析出第二相，否则在随后时效处理时，已析出相将起晶核作用，造成局部不均匀析出而降
低时效强化效果。
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