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。