【7075铝管厂家】6082铝合金在线淬火TTP曲线的测定
6082铝合金归属于Al-Mg-Si系可热处理工艺加强铝合金型材，具备中等水平抗压强度和优良的电焊焊接特性和耐蚀性，关键被用以道路运输和结构上，如公路桥梁、起重设备、房顶架构、交通车和集装箱船等[1]。铝合金型材生产过程中务必精准操纵生产工艺流程规章制度以得到出色的综合型能，尤其是热处理工艺流程，热处理速度很慢会危害时效性加强实际效果，热处理速度太快会造成内应力提升[2]。因而根据科学研究铝合金的热处理敏感度来操纵和改进热处理规章制度具备关键的实际意义[3-5]。海外许多专家学者根据测量铝合金TTP曲线图的方式科学研究其热处理敏感度，而且融合热处理因子分析预测分析铝合金的强度、抗压强度和抗蚀特性等，得到了非常好的实际效果[3-7]。文中根据分级淬火测定方法了6082铝合金型材的時间-溫度-强度曲线图，融合尾端热处理评测制冷曲线图预测分析在不一样热处理制冷速度下铝合金的强度，为铝型材线上热处理工艺的制订出示试验根据。
1 试验原材料与方式
1.1试验原材料
试验原材料选择某铝业公司生产制造的6082铝合金型材，情况为挤压成型态。铝合金成份如表1所显示。将铝合金型材沿挤压成型方位将其切成20毫米×20毫米×4mm方形小试件。铝合金型材圆柱型热处理试件设计方案如图所示1所显示。热电阻各自安裝在距试件洒水内孔5 mm、10 mm和60 mm的试棒管理中心（各自标识为A，B，C），如图所示1所显示3个深孔。
表1 实验原材料 6082铝合金型材成分（摩尔质量%）
Table 1 Chemical compositions of the tested 6082 aluminum alloy（wt%）
铝合金型号
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Al
6082
1.00
0.18
0.15
0.52
0.98
0.09
0.05
0.02
Bal
图1 热处理试件
Fig.1 quench sample
1.2实验方法
铝合金型材方形小试件经530℃时效处理1h后，在不一样溫度的盐浴炉中开展不一样時间的等温过程解决，接着再马上淬入室内温度水里，经175℃，6小时人工时效后再开展硬度标准。盐浴炉中的温度范围为200~500℃，共取20个溫度点。为确保试验的精确性，解决盐浴炉中的溫度开展调节，使其起伏±3℃。隔热保温時间从5s到500s不一。铝合金的较大 强度经530℃、1h时效处理，室内温度水淬再经175℃，6小时人工时效得到。铝棒料圆柱型热处理试件经530℃、3h时效处理后开展尾端热处理试验[9,10]，热处理全过程中应用独立设计方案的溫度采集系统采集数据，再经175℃、6小时人工时效后开展硬度标准。
2 试验結果与剖析
2.1 6082铝合金型材TTP曲线图
图2 6082铝合金型材在不一样溫度下的时效性后强度-等温过程时间曲线
Fig.2 The hardness of artificially aged 6082 aluminum alloy vs time under different temperatures
（a）225℃; (b)325℃; (c)460℃
图2所显示为6082铝合金在225℃、325℃及其460℃下随等温过程隔热保温時间转变的关联曲线图。铝合金没经等温过程隔热保温解决，热处理回火后立即热处理时效性得到的强度为111.3HB。由图2能够知，铝合金时效性后的强度伴随着等温过程隔热保温時间的增加整体呈下降趋势。当等温过程溫度较低时（225℃），铝合金强度伴随着隔热保温時间的增加迟缓降低。如图2（a）所显示，铝合金隔热保温450s后强度从T6最高值强度111.3HB减少到73.6HB；在中间溫度区段时（325℃），铝合金强度逐渐时降低速率迅速，随后保持稳定。如图2（b）所显示，铝合金隔热保温40s后强度快速减少到54.9HB，降低了50.6%；当等温过程溫度较高时（460℃），铝合金强度伴随着隔热保温時间的增加降低地很少。如图2（c）所显示，铝合金等温过程解决450s后其强度由111.3HB只降低到82.9HB。
依据6082铝合金型材时效性后的强度HB随等温过程溫度及等温过程時间变化趋势绘图出较大 强度值90%时的TTP曲线图。
TTP曲线图可表明为[12]：（1）
式中：k1为未变化成绩的自然对数；k2是与成分过冷数量的到数相关的参量；k3是与形核能发电相关的参量；k4是与热处理回火火线零线溫度相关的参量；k5是与外扩散激活能相关的参量。根据方程组（1）运用最小二乘法对该曲线图开展线性拟合获得方程组中的相关系数r[3]，如表2所显示。更改指数k1获得较大 强度值95%和99.5%的TTP曲线图，如图所示3所显示。得知，该铝合金TTP曲线图“鼻头”溫度约为335℃。由最高值99.5%的TTP曲线图能够看得出，当变化時间为10s时，热处理比较敏感溫度区段为225℃~460℃。
图3 6082铝合金型材TTP曲线图
Fig.3
表2 6082铝合金型材TTP曲线图的指数k2-k5
k2/10-12s
k3/(J·mol-1)
k4/K
k5/(J·mol-1)
1.45
8960
1020
104000
因为铝合金原素Mg和Si在Al中的溶解性伴随着溫度减少而减少，因而饱合离子晶体在等温过程隔热保温处理方式中会产生脱溶变化，脱溶变化的速度在于脱溶相的形核率和成长速度[11]。当等温过程溫度较低时（≤225℃），尽管过对比度较高，形核率很大，但因为溫度较低，物质的量浓度分子转移速度小，成长速度慢，因此 变化速度小，铝合金的强度随時间的增加降低比较慢；等温过程溫度较高时（≥460℃），尽管物质的量浓度分子外扩散速度大，但因为过对比度较低，脱溶推动力小，形核率也小，因而改变速度不大，铝合金的强度伴随着時间的增加降低更为迟缓；而当等温过程溫度在225℃~460℃正中间区段时，过对比度充足大，脱溶推动力也充足大，另外又确保了物质的量浓度分子转移速度充足大，因而成分过冷和成长的速度较快。因为脱溶相进行析出成长，耗费周边物质的量浓度分子，减少了离子晶体的过对比度，进而抑止了事后时效性加强实际效果，因而在中间溫度区段铝合金的强度伴随着時间的增加降低迅速。由此可见，6082铝合金型材在粉层的热处理敏感度很低，但在中国控温热处理敏感度极高，超低温区段热处理敏感度接近二者之间。它是造成TTP曲线图展现“C”型的缘故。因而铝合金型材的线上热处理工艺中，为了更好地提升铝型材的优良特性和降低热处理后的内应力，应尽可能提升中超低温区的热处理速度，适度减少粉层的热处理速度。
2.2 TTP曲线图的运用
2.2.1热处理因子分析法
热处理因子分析是用等温过程变化动力学模型规律来预报热处理回火线溫度下列非等温过程标准下的机构变化[12]，针对铝合金型材持续制冷全过程的改变动力学模型可表明为，式中ξ为未变化成绩；k1为参量；τ为热处理因素，可根据
下式求取[12]：（2）
t为時间；t0为热处理开始时间；tf为热处理完毕時间；tc(T)为临界值時间，由C曲线图或TTP曲线图来决策。TTP曲线图可以用方程组（1）来表明。根据持续制冷曲线图和TTP曲线图可求取热处理因素τ：
（3）
实际计算方式如图4所显示。铝合金的强度和抗压强度等可根据上式来开展预测分析：
（4）
图4 热处理因素计算方式
Fig.4
2.2.2 TTP曲线图运用
图5所显示为圆柱型热处理离热处理内孔不一样间距管理中心处的评测制冷曲线图。
图5 6082铝合金型材尾端热处理评测制冷曲线图
Fig.5
由图得知，离热处理内孔间距越近的，其制冷速度越大。根据铝合金的评测制冷曲线图和TTP曲线图测算不一样热处理速度下的热处理因素。在预估热处理因素的全过程中，热处理比较敏感溫度区段的制冷速度对铝合金的最后特性危害很大，而高溫或超低温区段的制冷速度危害较小[2,13]，因而测算溫度区段选为热处理比较敏感区段225℃~460℃。为了更好地提升热处理因子分析预测分析的精密度，比较敏感溫度区段的均值温降务必低于25℃/s[14]。根据科学研究测算步幅△t的赋值对热处理因素的危害[2]，取测算步幅△t=0.1s。
图6所显示为不一样热处理制冷速度对热处理因素与铝合金强度的危害。由图6得知，伴随着热处理制冷速度的扩大，热处理因素τ值慢慢减少，经同样的调质处理后，铝合金的强度值慢慢扩大。热处理因素τ体现了热处理的强烈水平，较小的τ值预兆着迅速的制冷速度热处理、小量的相进行析出和优良的物理性能；很大的τ值预兆着比较慢的制冷速度热处理、较多的相进行析出和较弱的物理性能[14]。在铝合金持续制冷全过程中，当制冷速度较钟头，粗壮的第二相进行析出成长，消耗周边的物质的量浓度分子，减少离子晶体的过对比度，抑止时效性全过程中加强相的进行析出，进而减少事后时效性加强实际效果；当制冷速度很大时，粗壮的第二相进行析出成长被抑止，获得较高过对比度的离子晶体，确保了事后时效性加强实际效果[11]。如图所示6所显示，当均值制冷速度为16℃/s时，铝合金的强度数值99.3HB，做到了铝合金较大 强度值的90%，这时再根据扩大热处理制冷速度来提升铝合金强度实际意义并不大。因而在6082铝合金型材具体生产制造线上热处理全过程中，比较敏感溫度区段的热处理制冷速度最好是略大16℃/s。
图6 热处理比较敏感区段制冷速度对热处理因素和铝合金强度的危害
Fig.6
3 结果
根据终断热处理法得到了6082铝合金型材TTP曲线图，测算了热处理比较敏感溫度区段的热处理因素，融合热处理因子分析预测分析了在不一样热处理制冷速度标准下铝合金的强度。结果显示：6082铝合金型材TTP曲线图的“鼻头”溫度约为335℃，热处理比较敏感溫度区段为225~460℃；当铝合金在热处理比较敏感溫度区段225~460℃的热处理制冷速度超过16℃/s时，铝合金的强度能做到较大 强度值的90%。
1） 6082铝合金型材TTP曲线图“鼻头”溫度约为335℃，粉层（≥460℃）热处理敏感度很低；中温区（225~460℃）热处理敏感度较高，超低温区（≤225℃）热处理敏感度接近二者之间。铝合金型材线上热处理工艺中，应尽可能提升中超低温区的热处理速度，适度减少粉层的热处理速度。
2) 热处理因子分析预测分析铝合金的强度值与平均误差符合不错，说明热处理因子分析具备较高的精准度与实际意义。
3) 铝合金的强度伴随着热处理速度扩大而扩大，当热处理比较敏感溫度区段225~460℃制冷速度超过16℃/s时，铝合金强度能做到较大 强度值的90%之上。
