重點整理

目次

熱處理是什麼？ - 了解基本概念

熱處理的基本原理

微觀結構的重組

溶解和固化

應變消除

碳的遷移

熱處理的方法與應用

退火(Annealing)

正火/正常化(Normalising)

淬火(Quenching)

回火(Tempering)

熱處理如何影響鋁合金的性質

鋁合金常見的調質代號

結語

熱處理是什麼？ - 了解基本概念

＜常見熱處理應用金屬合金材料＞

●熱處理是什麼？－熱處理，作為一項古老的金屬加工技術，對於調整和改善材料性質起到了關鍵作用。透過熱處理將金屬或合金加熱到一定的溫度，然後保持一定的時間，最後以一定的速度冷卻，以改變其組織和性能，特別是鋁合金，能帶來更優越的性能特點，如硬度、韌性、和耐磨損性。

●鋁合金可以加熱嗎？－可以。鋁合金是一種由鋁和其他元素組成的合金，具有質量輕、強度高、導電導熱性好、加工性能好等優點。鋁合金可以通過熱處理來改善其性能。常見的鋁合金熱處理方法包括退火、固溶處理、時效處理等。

●退火－退火是將鋁合金加熱到一定的溫度，然後以自然冷卻或適宜速度冷卻。退火可以消除鋁合金在加工過程中產生的內應力，提高其塑性和韌性。在鋁合金生產中，退火工藝很廣泛，根據加工產品的目的不同，退火又分為很多種，完全退火、半退火、應力退火。退火可降低工件低硬度，其利後續加工，及消除鋁合金在加工過程中產生的應力。

●固溶處理－固溶處理是將鋁合金加熱到固溶溫度以上，然後以適當的速度冷卻。固溶處理可以使鋁合金中的第二相溶解到固溶體中，提高其強度和硬度。

●時效處理－時效處理是將鋁合金在固溶處理後，在一定的溫度下保持一定的時間，然後以適當的速度冷卻。時效處理可以使鋁合金中的第二相析出，進一步提高其強度和硬度。

透過鋁合金熱處理加工，可以改善鋁合金的性能，使其具有更廣泛的應用範圍。

熱處理的基本原理

熱處理的核心目的是利用熱能來改變金屬或合金的微觀結構，進而調整其機械性質和物理性質。以下是熱處理的基本原理的詳細解釋：●微觀結構的重組當金屬或合金被加熱到一定的溫度時，其內部的晶粒結構會開始改變。例如，小的晶粒可能會合併成較大的晶粒，或者形成全新的相結構。這種晶粒的重組會對材料的硬度、韌性和其它機械性質產生直接的影響。●溶解和固化在固溶處理中，合金的一種成分會在加熱下完全溶解在另一種成分中。當冷卻時，這些成分會以新的方式重新固化，形成一種不同的微結構，從而改變材料的性質。●應變消除加工金屬時，可能會在其內部引入應變。透過熱處理，這些內部應變可以得到釋放，減少材料的內部應力並提高其整體性能。熱處理通過控制加熱和冷卻的速率、時間以及溫度，使材料得到特定的微觀結構，從而獲得預期的機械和物理性質。不同的金屬和合金根據其組成和應用，會有專門設計的熱處理流程。

熱處理的方法與應用

這經過特定的熱處理流程可以大大增強其性質和應用價值。以下是四種主要的熱處理方法及其特點：●退火(Annealing)退火主要是為了軟化鋁件、調整其結晶組織、消除內部應力，以及優化冷軋加工和切削特性。根據不同的需求和應用，退火又可細分為：完全退火、半退火、應力退火、等多種方式。●T4固溶處理，因應材質的不同，及產品上的應用，將工件加熱至最適合的溫度，達到一定的時間及溫度後，將工件在5秒鐘內迅速淬水，使工件硬度達到一定穩定的狀態。●T6由固溶熱處理後進行人工時效的狀態 T6由固溶熱處理後進行人工時效硬度，使工件達到更高的硬度狀態。●時效處理固溶處理後，經時效處理至安定狀態。因為各項產品的機械性質，則有不同的代號，常用的代號有T73、T76等。

＜泳富豪熱處理爐實際操作＞

熱處理如何影響鋁合金的性質

鋁合金的熱處理對於材料的性質有著顯著的影響，可以有效增加鋁合金的硬度和強度。在特定的熱處理過程中，如時效硬化，鋁合金中會形成微細的析出相，這些析出相能夠阻礙晶粒的滑移，從而提高材料的抗變形能力。其次，固溶處理等熱處理方法可以使鋁合金的晶粒結構得到優化，進而提高其韌性。鋁合金在經過熱處理後不僅強度增加，而且能夠更好地承受外部力量，不容易破裂。這也使得材料更易於加工和成型。熱處理還能夠增強鋁合金的耐腐蝕性。當鋁合金經過特定的熱處理流程，它的微結構會變得更加均勻，這有助於提供更好的防護，防止由於結構不均所引起的局部腐蝕。此外，鋁合金的焊接性質也可以通過熱處理得到改善。經過恰當的熱處理，焊接後的結構會更加堅固和耐久。加工鋁合金時，內部應力的產生是一個常見的問題。緩火等熱處理方法有助於消除這些內部應力，減少材料在使用或後續加工中的變形或裂紋的風險。熱處理不僅可以提高鋁合金的機械性能，還可以優化其微結構，使其更加適合應用在不同地方。這就是為什麼熱處理在鋁合金的生產和加工中扮演著如此重要的角色。

鋁合金常見的調質代號

常見的有T6、T4、O等，每種代號都代表了不同的熱處理過程和性質。

Ｔ３

T3

固溶處理→冷加工→自然時效硬化至穩定狀態適用於固溶熱處理後，進行冷加工或矯直、矯平以提高強度的產品。

Ｔ４

T4

固溶處理→自然時效硬化至穩定狀態適用於固溶熱處理後，不再進行冷加工(可進行矯直、矯平，但不影響力學性能極限)的產品。

Ｔ５

T5

高溫處理→冷卻→人工時效硬化適用高溫成型過程冷卻後，不經過冷加工(可進行矯直、矯平，但不影響力學性能極限)，予以人工時效產品。

Ｔ６

T6

固溶處理→人工時效硬化適用於固溶熱處理後，不再進行冷加工(可進行矯直、矯平，但不影響力學性能極限)的產品。

Ｔ７

T7

固溶處理→過時效處理至安定狀態為符合不同機械性質有不同代號表示，常用的調質代號有T76、T73等。適用於固溶熱處理後，為獲取某些重要特性，在人工時效時，強度在時效曲線上越過了最高峰點的產品。

Ｔ８

T8

固溶處理→冷加工→人工時效硬化適用於經冷加工或矯直、矯平提高強度的產品。

Ｔ９

T9

固溶處理→人工時效硬化→冷加工適用於經冷加工提高強度的產品。

Ｔ１０

T10

高溫處理→冷卻→冷加工→人工時效硬化適用於經冷加工矯直、矯平提高強度的產品。

結語

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