淬火变形与开裂的特征
可热处理强化铝合金绝大多数情况是用水作为淬火介质的。其优点是:操作简便,成本低廉,冷却速度快,能保证合金的性能要求。但从避免和减少加工制品变形和开裂倾向的角度来看,水又不是一种理想的淬火介质。由于冷却速度过快,工作表面和心部,以及不同壁厚之间出现很大的温差,引起相当高的内应力。在高温下,铝合金柔软,在内应力作用下产生变形;在低温下内应力却可能导致工件开裂,特别是大型、截面复杂或有内部缺陷的工件,如大型锻件。铝合金淬火过程不发生相变,只存在热应力,冷却后一般表层为压应力、中心为拉应力。
某些形状复杂、壁厚差别较大的大型材料,在淬火过程中有时出现裂纹。裂纹—般多出现在拐角部位,尤其在壁厚不均之处。形成裂纹的原因主要是由于材料的 淬火温度过高或加热不均匀,以及淬火时冷却速度过快,使淬火材料或工件内部产 生较大的内应力而导致淬火裂纹出现。为了防止淬火裂纹,除了恰当选用热处理制 度外,可适当提高淬火介质的温度,以减缓材料或工件的冷却速度。
国内外也研究和应用了新的淬火剂,以代替传统的水作为淬火介质,其中以聚合物淬火剂比较成功。这里的聚合物是由环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成,也称聚醚 或聚二醇,常温下为棕褐色黏稠液体,呈弱碱性,能以任何比例溶于水。用作淬火介质的是不同浓度的聚醚水溶液。优点是:冷却能力可通过改变浓度在很大范围内调整。低浓度聚合物水溶液的冷却速度和水相当,甚至更高,随着浓度增加,冷却能力下降而接近油的或热水的。
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