Oldó hőkezelés és mesterséges öregítés: Alumínium ötvözetek

Számos kovácsolt és öntött alumíniumötvözet erősíthető oldó hőkezeléssel és mesterséges öregítéssel különböző keménységi fokokra.

Előnyök

A hőkezelhető ötvözetből készült alkatrészek mechanikai tulajdonságai optimalizálhatók a megfelelő oldó- és öregítési eljárássorozat kiválasztásával. Bizonyos ötvözetek esetében a korrózióállóság például a szilárdság rovására javítható, és fordítva.

Az ötvözettől és a keresztmetszettől függően az oldó hőkezelés időpontjában különböző hűtési módszerek alkalmazhatók a torzulás csökkentésére.

Alkalmazás és anyagok

A 2XXX (Al-Cu), 6XXX (Al-Mg-Si), 7XXX (Al-Zn-Mg-Cr) és 8XXX (Al-Li) jelölésű kovácsolt ötvözetek és a 2XX (Al-Cu), 3XX (Al-Mg-Si-Cu) és 7XX (Al-Zn) jelölésű öntött ötvözeteken végezhető az oldó hőkezelés és mesterséges öregítés.

A T4X, T5X, T6X és T7X típusok végső állapota az ötvözet függvényében csak hőkezeléssel érhető el. A T3X és T8X állapotok termikus és termomechanikus eljárások kombinációjával érhetők el, például egyszerű formák nyújtásával vagy tömörítésével az oldó hőkezelés és a mesterséges öregítés között.

Gyakori kovácsolt ötvözetek és keménységi fokok a 2014-T4, 2014-T6, 2024-T3, 2024-T4, 2024-T6, 2024-T8, 2219-T3, 2219-T4, 2219-T6, 2219-T8, 2618-T6, 2618-T61, 6061-T4, 6061-T6, 7050-T74, 7075-T6, 7075-T73, 7075-T74, 7075-T76, 7175-T74. Gyakori öntött ötvözetek az A201-T7, A206-T7, C355-T6, A356-T6, A357-T6.

A folyamat részletei

Az oldó hőkezelést jellemzően 450-575°C (842-1067°F) hőmérsékleti tartományban végzik levegőn, melyet hideg vízben, forró vízben, forrásban lévő vízben (-T61 állapot), víz-polimer (glikol) oldatban, vízpermetben vagy fúvottlevegőben történő gyors oltás követ. A 2XXX, 6XXX, 2XX és 3XX ötvözetek természetes öregedése a T4 hőkezelési állapotra környezeti hőmérsékleten történik, és a legtöbbjük 96 óra elteltével stabil állapotot ér el. A T6 és T7X hőkezelésnek való megfelelés érdekében 93 és 245°C (199 és 473°F) fokos hőmérsékletek közötti mesterséges öregítést alkalmazzák.

Amennyiben a gyorshűtést az oldó hőkezelést követően néhány órán belül elvégezzük, az ötvözetek viszonylag lágyak, és mérsékelten alakíthatóak vagy egyengethetőek lesznek. Ezek az ötvözetek környezeti hőmérsékleten természetes módon öregednek, és a keménységük a gyorshűtést követően fokozatosan növekszik. Ezt körülbelül 0°C (32°F) hőmérsékletre történő lehűtéssel lehet megakadályozni, ha az anyagot a gyorshűtés után néhány órával után kívánják formázni vagy egyengetni. Körülbelül mínusz 23°C (mínusz 10°F) vagy annál hidegebb hőmérsékletre történő lehűtés szükséges ahhoz, hogy a gyorshűtés utáni (AQ=As-Quenched) állapotot néhány napnál hosszabb tárolási időn túl is meg lehessen tartani.

Az oldó hőkezelés és az öregítés előtti az ötvözetek maximális alakíthatósága érdekében, teljes megeresztés szükséges, hogy a 400-425°C (752-797°F) hőmérsékleti tartományban történő hevítéssel stabil, rendkívül lágy O állapotot hozzanak létre, majd lassú hűtéssel (28°C vagy 50°F óránként vagy lassabban) 235°C (455°F) alá kell hűteni, alakítani, majd oldó hőkezelni és öregíteni kell.