今天小編來(lái)講解鋁合金的熱處理，關(guān)于鋁合金已經(jīng)比較熟悉了，在我們的生活中起到了很好的效果，但是我們卻不知道鋁合金的熱處理？接下來(lái)小編給大家分享一下鋁合金的熱處理。

鋁合金的分類(lèi)

固溶處理：指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻（水冷），以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝。

不完全人工時(shí)效：采用比較低的時(shí)效溫度或較短的保溫時(shí)間，獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即獲得比較高的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，但耐腐蝕性能可能比較低。

完全人工時(shí)效：采用較高的時(shí)效溫度和較長(zhǎng)的保溫時(shí)間，獲得較大的硬度和較高的抗拉強(qiáng)度，但伸長(zhǎng)率較低。

穩(wěn)定化處理：為使工件在長(zhǎng)期服役的條件下形狀和尺寸變化能夠保持在規(guī)定范圍內(nèi)的熱處理。

自然時(shí)效：將鑄件置于露天場(chǎng)地半年以上，工件內(nèi)部應(yīng)力自然釋放從而使殘余應(yīng)力消除或減少。

退火：將組織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋３謺r(shí)間，然后緩慢冷卻以達(dá)到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。

鋁合金熱處理代號(hào)

F 自由加工狀態(tài)（適用于成型過(guò)程中對(duì)于加工硬化和熱處理?xiàng)l件無(wú)特殊要求的產(chǎn)品，該狀態(tài)產(chǎn)品的力學(xué)性能不作規(guī)定）

O 退火狀態(tài)（適用于經(jīng)完全退火獲得較低強(qiáng)度的加工產(chǎn)品）

H 加工硬化狀態(tài)（適用于通過(guò)加工硬化提升強(qiáng)度的產(chǎn)品，產(chǎn)品在加工硬化后可經(jīng)過(guò)使強(qiáng)度有所降低的附加熱處理，H代號(hào)后面必須跟有兩位或三位阿拉伯?dāng)?shù)字）

W 固溶處理狀態(tài)（一種不穩(wěn)定狀態(tài)，僅適用于經(jīng)固溶熱處理后，室溫下自然時(shí)效的合金，該狀態(tài)代號(hào)僅表示產(chǎn)品處于自然時(shí)效階段）

T 熱處理狀態(tài)（適用于熱處理后，經(jīng)過(guò)加工硬化達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的產(chǎn)品）

T1 人工時(shí)效T2 退火T4 固溶處理+自然時(shí)效T5 固溶處理+不完全人工時(shí)效T6 固溶處理+完全人工時(shí)效T7 固溶處理+穩(wěn)定化處理T8 固溶處理后冷加工再人工時(shí)效的狀態(tài)T9 固溶處理后人工時(shí)效，再經(jīng)冷加工的狀態(tài)

熱處理對(duì)鋁合金性能的影響

鋁合金材料的研發(fā)主要是圍繞提高材料的強(qiáng)度、塑性、韌性、耐蝕性以及疲勞性能等綜合性能來(lái)開(kāi)展的，而合金的性能又是由其組織決定的，因此必須研究和掌握變形鋁合金在各種狀態(tài)下的宏觀和顯微組織，以及這些組織對(duì)性能的影響，并深入研究組織調(diào)控技術(shù)，而組織調(diào)控技術(shù)主要的手段是熱處理。

1鋁合金的強(qiáng)化方法

鋁合金在常溫和中等應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形，主要由位錯(cuò)滑移所致，而高溫和低應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形則由位錯(cuò)蠕動(dòng)和擴(kuò)散流變產(chǎn)生。總的來(lái)說(shuō)，不管工作溫度高低，合金抵抗變形能力的主要由位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)難易所決定。因而，把增加鋁合金對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的抗力稱(chēng)為鋁合金強(qiáng)化。

鋁合金的強(qiáng)化及其分類(lèi)方法很多，一般將其分為加工硬化和合金化強(qiáng)化兩大類(lèi)。鋁合金強(qiáng)化方法可細(xì)分為加工硬化、固溶強(qiáng)化、異相強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化和復(fù)合強(qiáng)化七類(lèi)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中往往是幾種強(qiáng)化方法同時(shí)起作用。

A 加工強(qiáng)化

通過(guò)塑性變形（軋制、擠壓、鍛造、拉伸等）使合金獲得強(qiáng)度較高的方法，稱(chēng)為加工硬化。塑性變形時(shí)增加位錯(cuò)密度是合金加工硬化的本質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，金屬?gòu)?qiáng)烈變形后，位錯(cuò)密度可由106根/cm2增至1012根/cm2以上。因?yàn)楹辖鹬形诲e(cuò)密度越大，繼續(xù)變形時(shí)位錯(cuò)在滑移過(guò)程中相互交割的機(jī)會(huì)越多，相互間的阻力也越大，因而變形抗力也越大，合金即被強(qiáng)化。

金屬材料加工強(qiáng)化的原因是：金屬變形時(shí)產(chǎn)生了位錯(cuò)不均勻分布，先是較紛亂地成群糾纏，形成位錯(cuò)纏結(jié)，隨變形量增大和變形溫度升高，由散亂分布位錯(cuò)纏結(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榘麪顏喗Y(jié)構(gòu)組織，這時(shí)變形晶粒由許多稱(chēng)為“胞”的小單元組成;高密度位錯(cuò)纏結(jié)集中在胞周?chē)纬砂冢麅?nèi)則位錯(cuò)密度甚低。這些胞狀結(jié)構(gòu)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，使不能運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)數(shù)量劇增，以至需要更大的力才能使位錯(cuò)克服障礙而運(yùn)動(dòng)。變形越大，亞結(jié)構(gòu)組織越細(xì)小，抵抗繼續(xù)變形的能力越大，加工硬化效果越明顯，強(qiáng)度越高。由于產(chǎn)生亞結(jié)構(gòu)，故也稱(chēng)亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化。

加工強(qiáng)化的程度因變形率、變形溫度及合金本身的性質(zhì)不同而異。同一種合金材料在同一溫度下冷變形時(shí)，變形率越大則強(qiáng)度越高，但塑性隨變形率的增加而降低。合金變形條件不同，位錯(cuò)分布亦有所不同。當(dāng)變形溫度較低(如冷軋)時(shí)，位錯(cuò)活動(dòng)性較差，變形后位錯(cuò)大多呈紊亂無(wú)規(guī)則分布，形成位錯(cuò)纏結(jié)，這時(shí)合金強(qiáng)化效果好，但塑性也強(qiáng)烈降低。當(dāng)變形溫度較高時(shí)，位錯(cuò)活動(dòng)性較大，并進(jìn)行交滑移，位錯(cuò)可局部集聚、糾結(jié)、形成位錯(cuò)團(tuán)，出現(xiàn)亞結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)化，屆時(shí)強(qiáng)化效果不及冷變形，但塑性損失較少。

加工硬化或亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化在常溫時(shí)是十分有效的強(qiáng)化方法，適用于工業(yè)純鋁、固溶體型合金和熱處理不可強(qiáng)化的多相鋁合金，但在高溫時(shí)通常因回復(fù)和再結(jié)晶而對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)顯著變小。

某些鋁合金冷變形時(shí)能形成較好的織構(gòu)而在方向上強(qiáng)化，稱(chēng)為織構(gòu)強(qiáng)化。

B 固溶強(qiáng)化

合金元素固溶到基體金屬（溶劑）中形成固溶體時(shí)，合金的強(qiáng)度、硬度一般都會(huì)得到提高，稱(chēng)為固溶強(qiáng)化。所有可溶性合金化組元甚至雜質(zhì)都能產(chǎn)生固溶強(qiáng)化。特別可貴的是，對(duì)合金進(jìn)行固溶強(qiáng)化時(shí)，在強(qiáng)度、硬度得到提高的同時(shí)，塑性還能保持在良好的水平上，但僅用這一種方法不能獲得特別高的強(qiáng)度。

合金元素溶入基體金屬后，使基體金屬的位錯(cuò)密度增大，同時(shí)晶格發(fā)生畸變。畸變所產(chǎn)生的應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)周?chē)膹椥詰?yīng)力場(chǎng)交互作用，使合金元素的原子聚集到位錯(cuò)線(xiàn)附近，形成所謂“氣團(tuán)”，位錯(cuò)要運(yùn)動(dòng)就必須克服氣團(tuán)的釘扎作用，帶著氣團(tuán)一起移動(dòng)，或者從氣團(tuán)中掙脫出來(lái)，因而需要更大的切應(yīng)力。另外，合金元素的原子還會(huì)改變固溶體的彈性系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)、內(nèi)聚力和原子的排列缺陷，使位錯(cuò)線(xiàn)變彎，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大，包括位錯(cuò)與溶質(zhì)原子間的長(zhǎng)程交互作用和短程交互作用，從而使材料得到強(qiáng)化。

固溶強(qiáng)化作用大小取決于溶質(zhì)原子濃度、原子相對(duì)尺寸、固溶體類(lèi)型、電子因素和彈性模量。一般來(lái)說(shuō)，溶質(zhì)原子濃度越高，強(qiáng)化效果越大；原子尺寸差別越大，對(duì)置換固溶體的強(qiáng)化效果亦可能越大；溶質(zhì)原子與鋁原子的價(jià)電子數(shù)相差越大，固溶強(qiáng)化作用亦越大；彈性模量大小的差異度越大，往往強(qiáng)化效果越好。

在采用固溶強(qiáng)化的合金化時(shí)，要挑選那些強(qiáng)化效果高的元素作為合金元素。但更重要的是要選那些在基體金屬中固溶度大的元素作為合金元素，因?yàn)楣倘荏w的強(qiáng)化效果隨固溶元素含量的增大而增加。只有那些在基體金屬中固溶度大的元素才能大量加入。例如，銅、鎂是鋁合金的主要合金元素；鋁、鋅是鎂合金的主要合金元素，都是因?yàn)檫@些元素在基體金屬中的固溶度較大的緣故。

進(jìn)行固溶強(qiáng)化時(shí)，往往采用多元少量的復(fù)雜合金化原則（即多種合金元素同時(shí)加入，但每種元素加入量少），使固溶體的成分復(fù)雜化，這樣可以使固溶體的強(qiáng)化效果更高，并能保持到較高的溫度。

C 過(guò)剩相強(qiáng)化

過(guò)量的合金元素加入到基體金屬中去，一部分溶入固溶體，超過(guò)極限溶解度的部分不能溶入，形成過(guò)剩的第二相，簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)剩相。過(guò)剩相對(duì)合金一般都有強(qiáng)化作用，其強(qiáng)化效果與過(guò)剩相本身的性能有關(guān)，過(guò)剩相的強(qiáng)度、硬度越高，強(qiáng)化效果越大。但硬脆的過(guò)剩相含量超過(guò)限度后，合金變脆，力學(xué)性能反而降低。此外，強(qiáng)化效果還與過(guò)剩相的形態(tài)、大小、數(shù)量和分布有關(guān)。第二相呈等軸狀、細(xì)小和均勻分布時(shí)，強(qiáng)化效果較好。第二相很大、沿晶界分布或呈針狀，特別是呈粗大針狀時(shí)，合金變脆，合金塑性損失大，而且強(qiáng)度也不高，常溫下不宜大量采用過(guò)剩強(qiáng)化，但高溫下的使用效果可以很好。另外，強(qiáng)化效果還與基體相與過(guò)剩相之間的界面有關(guān)。

過(guò)剩相強(qiáng)化與沉淀強(qiáng)化有相似之處，只不過(guò)沉淀強(qiáng)化時(shí)，強(qiáng)化相極為細(xì)小，彌散度大，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到;而在利用過(guò)剩相強(qiáng)化合金時(shí)，強(qiáng)化相粗大，用光學(xué)顯微鏡的低倍即能清楚看到。過(guò)剩和強(qiáng)化在鋁合金中應(yīng)用廣泛，幾乎所有在退火狀態(tài)使用的兩相合金都應(yīng)用了過(guò)剩相強(qiáng)化。或者更準(zhǔn)確地說(shuō)，是固溶強(qiáng)化與過(guò)剩相強(qiáng)化的聯(lián)合應(yīng)用。過(guò)剩相強(qiáng)化有時(shí)亦稱(chēng)復(fù)相強(qiáng)化或異相強(qiáng)化。

D 彌散強(qiáng)化

非共格硬顆粒彌散物對(duì)鋁合金的強(qiáng)化稱(chēng)彌散強(qiáng)化。為取得好的強(qiáng)化效果，要求彌散物在鋁基體中有低的溶解度和擴(kuò)散速率、高硬度（不可變形）和小的顆粒（0.1μm左右）。這種彌散物可用粉末冶金法制取或由高溫析出獲得，產(chǎn)生粉末冶金強(qiáng)化和高溫析出強(qiáng)化。

由彌散質(zhì)點(diǎn)引起的強(qiáng)化包括兩個(gè)方面:彌散質(zhì)點(diǎn)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的直接作用，彌散質(zhì)點(diǎn)為不可變形質(zhì)點(diǎn)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻后，必須繞越通過(guò)質(zhì)點(diǎn)，產(chǎn)生強(qiáng)化，彌散物越密集，強(qiáng)化效果就越好;彌散質(zhì)點(diǎn)影響熱處理時(shí)半成品的再結(jié)晶過(guò)程，部分或完全抑制再結(jié)晶（對(duì)彌散粒子的大小和其間距有要求），使強(qiáng)度提高。彌散強(qiáng)化對(duì)常溫或高溫下均適用，特別是粉末冶金法生產(chǎn)的燒結(jié)鋁合金，工作溫度可達(dá)350℃。彌散強(qiáng)化型合金的應(yīng)變不太均勻，在強(qiáng)度提高的同時(shí)，塑性損失要比固溶強(qiáng)化或沉淀強(qiáng)化的大。熔鑄冶金鋁合金中采用高溫處理，獲得彌散質(zhì)點(diǎn)使合金強(qiáng)化，越來(lái)越得到人們關(guān)注。在鋁合金中添加非常低的溶解度和擴(kuò)散速率的過(guò)渡族金屬和稀土金屬元素，如含Mn、Cr、Zr、Sc、Ti、V等，鑄造時(shí)快速冷卻，使這些元素保留在α(Al)固溶體中，隨后高溫加熱析出非常穩(wěn)定的0.5μm以下非共格第二相彌散粒子，即第二類(lèi)質(zhì)點(diǎn)。其顯微硬度可大于5000MPa，使合金獲得彌散強(qiáng)化效果。

這些質(zhì)點(diǎn)一旦析出，很難繼續(xù)溶解或聚集，故有較大的彌散強(qiáng)化效果。以Al-Mg-Si系合金為例，加入不同量的過(guò)渡元素可使抗拉強(qiáng)度增加6%~29%，屈服強(qiáng)度提高較多，達(dá)52%。此外，彌散質(zhì)點(diǎn)阻止再結(jié)晶即提高再結(jié)晶溫度，使冷作硬化效果較大限度保留，尤以Zr和Sc提高Al的再結(jié)晶溫度較顯著。

E 沉淀強(qiáng)化

從過(guò)飽和固溶體中析出穩(wěn)定的第二相，形成溶質(zhì)原子富集亞穩(wěn)區(qū)的過(guò)渡相的過(guò)程，稱(chēng)為沉淀。凡有固溶度變化的合金從單相區(qū)進(jìn)入兩相區(qū)時(shí)都會(huì)發(fā)生沉淀。鋁合金固溶處理時(shí)獲得過(guò)飽和固溶體，在溫度下加熱，發(fā)生沉淀生成共格的亞穩(wěn)相質(zhì)點(diǎn)，這一過(guò)程稱(chēng)為時(shí)效。由沉淀或時(shí)效引起的強(qiáng)化稱(chēng)沉淀強(qiáng)化或時(shí)效強(qiáng)化。第二相的沉淀過(guò)程也稱(chēng)析出，其強(qiáng)化稱(chēng)析出強(qiáng)化。鋁合金時(shí)效析出的質(zhì)點(diǎn)一般為G.P區(qū)，共格或半共格過(guò)渡相，尺寸為0.001~0.1μm，屬第三類(lèi)質(zhì)點(diǎn)。這些軟質(zhì)點(diǎn)有三種強(qiáng)化作用即應(yīng)變強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化和化學(xué)強(qiáng)化。時(shí)效強(qiáng)化的質(zhì)點(diǎn)在基體中均勻分布，使變形趨于均勻，因而時(shí)效強(qiáng)化引起塑性損失都比加工硬化、彌散強(qiáng)化和異相強(qiáng)化的要小。通過(guò)沉淀強(qiáng)化，合金的強(qiáng)度可以提高百分之幾十至幾百倍。因此，沉淀強(qiáng)化是Ag、Mg、Al、Cu等有色金屬材料常用的有效強(qiáng)化手段。

沉淀強(qiáng)化的效果取決于合金的成分、淬火后固溶體的過(guò)飽和度、強(qiáng)化相的特性、分布及彌散度以及熱處理制度等因素。強(qiáng)化效果較好的合金位于極限溶解度成分，在此成分下可獲得較大的沉淀相體積分?jǐn)?shù)。

F 晶界強(qiáng)化

鋁合金晶粒細(xì)化，晶界增多，由于晶界運(yùn)動(dòng)的阻力大于晶內(nèi)且相鄰晶粒不同取向使晶粒內(nèi)滑移相互干涉而受阻，變形抗力增加，即合金強(qiáng)化。晶粒細(xì)化可以提高材料在室溫下的強(qiáng)度、塑性和韌性，是金屬材料較常用的強(qiáng)韌化方法之一。晶界上原子排列錯(cuò)誤，雜志腹肌

晶界上原子排列錯(cuò)亂，雜質(zhì)富集，并有大量的位錯(cuò)、孔洞等缺陷，而且晶界兩側(cè)的晶粒位向不同，所有這些都阻礙位錯(cuò)從一個(gè)晶粒向另一個(gè)晶粒的運(yùn)動(dòng)。晶粒越細(xì)，單位體積內(nèi)的晶界面積就越大，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力也越大，因而合金的強(qiáng)度越高。晶界自身強(qiáng)度取決于合金元素在晶界處的存在形式和分布形態(tài)，化合物的優(yōu)于單質(zhì)原子吸附的，化合物為不連續(xù)、細(xì)小彌散點(diǎn)狀時(shí)，晶界強(qiáng)化效果較好。晶界強(qiáng)化對(duì)合金的塑性損失較少，常溫下強(qiáng)化效果好，但高溫下不宜采用晶界強(qiáng)化，因高溫下晶界滑移為重要形變方式，使合金趨向沿晶界斷裂。

鋁合金的晶粒細(xì)化的方法主要有三種。

（1）細(xì)化鑄造組織晶粒

熔鑄時(shí)采用變質(zhì)處理，在熔體中加入適當(dāng)?shù)碾y溶質(zhì)點(diǎn)（或與基體金屬能形成難熔化合物質(zhì)點(diǎn)的元素）作為非自發(fā)晶核，由于晶核數(shù)目大量增加，熔體即結(jié)晶為細(xì)晶粒。例如，添加Ti、Ti-B、Zr、Sc、V等都有很好的細(xì)化晶粒的作用；另外，在熔體中加入微量的，對(duì)初生晶體有化學(xué)作用從而改變其結(jié)晶性能的物質(zhì)，可以使初生晶體的形狀改變，如Al-Si合金的Na變質(zhì)處理就是一個(gè)很好的例子。用變質(zhì)處理方法，不僅能細(xì)化初生晶粒，而且能細(xì)化共晶體和粗大的過(guò)剩相，或改變它們的形狀。此外，在熔鑄時(shí)，采取增加一級(jí)優(yōu)品質(zhì)廢料比例、避免熔體過(guò)熱、攪動(dòng)、降低鑄造溫度、增大冷卻速度、改進(jìn)鑄造工具等措施，也可以（或有利于）獲得細(xì)晶粒鑄錠。

（2）控制彌散相細(xì)化再結(jié)晶晶粒

抑制再結(jié)晶的彌散相MnAl?、CrAl?、TiAl?、ScAl?、VAl?和ZrAl?質(zhì)點(diǎn)，在顯微組織中它們有許多都是釘扎在晶界上，使晶界遷移困難，這不僅阻礙了再結(jié)晶，而且增加了晶界的界面強(qiáng)度，它們可以明顯細(xì)化再結(jié)晶晶粒。這些彌散相的大小和分布，是影響細(xì)化效果的主要因素，越細(xì)小越彌散，細(xì)化效果越好。彌散相的大小和分布主要受高溫?zé)崽幚砗蜔峒庸さ挠绊憽＋@得細(xì)小彌散相的方法主要有：在均勻化時(shí)進(jìn)行低溫預(yù)處理形核，然后在進(jìn)行正常熱處理；對(duì)含Sc的合金采用低溫均勻化處理；對(duì)含Mn、Cr的合金采用較高溫度均勻化處理；還可以采用熱機(jī)械加工熱處理的方法獲得細(xì)小彌散相，即對(duì)熱加工后的鋁合金進(jìn)行高溫預(yù)處理，然后再進(jìn)行正常的熱加工，如7175-T74合金鍛件就采用過(guò)這種工藝；此外，也可以通過(guò)熱加工的加熱過(guò)程和固溶處理過(guò)程來(lái)調(diào)控彌散相。

（3）采用變形及再結(jié)晶方法細(xì)化再結(jié)晶晶粒

采用強(qiáng)冷變形后進(jìn)行再結(jié)晶，可以獲得較細(xì)的晶粒組織;采用中溫加工可以獲得含有大量亞結(jié)構(gòu)的組織；采用適當(dāng)?shù)臒釘D壓并與合理的再結(jié)晶熱處理相結(jié)合，可以獲得含有大量亞結(jié)構(gòu)的組織，得到良好的擠壓效應(yīng)；在再結(jié)晶處理時(shí)，采用高溫短時(shí)，或多次高溫短時(shí)固溶處理均可以獲得細(xì)小的晶粒組織。

G 復(fù)合強(qiáng)化

采用強(qiáng)度較高的粉、絲和片狀材料和壓、焊、噴涂、溶浸等方法與鋁基體復(fù)合，使基體獲得高的強(qiáng)度，稱(chēng)為復(fù)合強(qiáng)化。按復(fù)合材料形狀，復(fù)合強(qiáng)化可分為纖維強(qiáng)化型、粒子強(qiáng)化型和包覆材料三種。晶須和連續(xù)纖維常作纖維強(qiáng)化原料，粒子強(qiáng)化型有粉末冶金和混合鑄造兩類(lèi)。對(duì)燒結(jié)鋁合金屬粒子復(fù)合強(qiáng)化合金，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為是彌散強(qiáng)化的典型合金。復(fù)合強(qiáng)化的機(jī)理與異相強(qiáng)化相近。這種強(qiáng)化在高溫下強(qiáng)化效果較佳，在常溫下也可顯著強(qiáng)化，但塑性損失大。可以用作增強(qiáng)纖維的材料有碳纖維、硼纖維、難熔化合物(Al3O2、SiC、BN、TiB2等)纖維和難熔金屬(W、Mo、Be等)細(xì)絲等。這些纖維或細(xì)絲的強(qiáng)度一般為2500~3500MPa。此外，還可用金屬單晶須或Al3O2、B4C等陶瓷單晶須作為增強(qiáng)纖維，它們的強(qiáng)度就更高。但晶須的生產(chǎn)很困難，成本很高。

鋁合金是一種典型的基體材料。以硼纖維增強(qiáng)和可熱處理強(qiáng)化的合金（如Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si）或彌散硬化的Al-Al3O2系為基的金屬?gòu)?fù)合材料，其比強(qiáng)度和比剛度為標(biāo)準(zhǔn)鋁合金的2~3.5倍，已被用于航空及航天工業(yè)。

金屬基體復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)理與上述固溶強(qiáng)化及彌散強(qiáng)化等機(jī)理不同，這種強(qiáng)化主要不是靠阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，而是靠纖維與基體間良好的浸潤(rùn)性緊密粘結(jié)，使纖維與基體之間獲得良好的結(jié)合強(qiáng)度。這樣，由于基體材料有良好的塑性和韌性，增強(qiáng)纖維又有很高的強(qiáng)度，能承受很大的軸向負(fù)荷，所以整個(gè)材料具有很高的抗拉強(qiáng)度及優(yōu)異的韌性。此外，這種材料還能獲得很高的比強(qiáng)度、很高的耐熱性及抗腐蝕性，是目前材料發(fā)展的一個(gè)新方向。

2各類(lèi)強(qiáng)化方法在鋁合金生產(chǎn)中的應(yīng)用

不可熱處理強(qiáng)化鋁合金的強(qiáng)化

純鋁、Al-Mg、Al-Mg-Sc、Al-Mn合金屬于不可熱處理強(qiáng)化鋁合金，主要靠加工硬化和晶界強(qiáng)化獲得強(qiáng)度較高，輔助強(qiáng)化機(jī)制還有固溶強(qiáng)化、過(guò)剩相強(qiáng)化、彌散相強(qiáng)化等。加工硬化可通過(guò)熱變形、冷變形、冷變形后部分退火而不同程度地獲得。熱變形產(chǎn)生亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化，變形溫度越高，亞晶尺寸越粗大，強(qiáng)化效果越差，但塑性相當(dāng)高。經(jīng)完全退火的材料進(jìn)行不同程度的冷變形，冷變形率越大，制品強(qiáng)度越高，但塑性也越低。冷變形的加工硬化效果較大。充分冷變形的制品在不同溫度下退火，控制回復(fù)和再結(jié)晶階段，可保留不同程度的加工硬化量即不同的強(qiáng)化效果。

可熱處理強(qiáng)化鋁合金的強(qiáng)化

工業(yè)生產(chǎn)的可熱處理強(qiáng)化鋁合金有Al-Cu-Mg、Al-Cu-Mn、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu合金，以及開(kāi)發(fā)中的Al-Cu-Li和Al-Mg-Li合金等。這些合金普遍采用淬火時(shí)效，并主要通過(guò)沉淀強(qiáng)化方法來(lái)獲得很高的強(qiáng)度，輔助強(qiáng)化機(jī)制也有固溶強(qiáng)化、過(guò)剩相強(qiáng)化、彌散相強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化等。自然時(shí)效時(shí)G.P區(qū)為主要強(qiáng)化相，人工時(shí)效主要是G.P區(qū)加過(guò)渡相起強(qiáng)化作用，過(guò)時(shí)效時(shí)才出現(xiàn)穩(wěn)定相，出現(xiàn)穩(wěn)定相后強(qiáng)度降低。

形變時(shí)效與擠壓效應(yīng)強(qiáng)化

在Al-Cu系和Al-Mg-Si系合金中，較多采用形變時(shí)效方法獲得強(qiáng)度較高，該方法包括T3、T8和T9三種狀態(tài)，都是利用時(shí)效強(qiáng)化和冷作硬化的交互作用及強(qiáng)化在程度上的疊加作用。2124-T8厚板因冷變形產(chǎn)生的大量滑移線(xiàn)，滑移線(xiàn)上成排分布著時(shí)效析出相，二者的聯(lián)合作用使塑性變形更為困難，即強(qiáng)度進(jìn)一步提高。

可熱處理強(qiáng)化鋁合金擠壓制品淬火時(shí)效后的強(qiáng)度比其他方法生產(chǎn)的同一合金相同熱處理狀態(tài)下的強(qiáng)度高，這一現(xiàn)象稱(chēng)為擠壓效應(yīng)。其組織觀察發(fā)現(xiàn)全部或部分保留了冷作硬化效應(yīng)，基體中保留了大量亞結(jié)構(gòu)，故強(qiáng)化是時(shí)效強(qiáng)化和亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化的疊加。

Al-Si合金的強(qiáng)化

Al-Si系變形鋁合金，特別適合于生產(chǎn)活塞等模鍛件，合金中硅含量ω(Si)=12%~13%，還含有量的Cu、Mg、Ni等。組織中有較多的結(jié)晶時(shí)生成的共晶硅，均布在軟的α(Al)基體上，尺寸大都在5μm左右，硬且脆。這種共晶硅是鋁合金中異相強(qiáng)化的典型例子。由于異相強(qiáng)化具有耐高溫、耐磨和中強(qiáng)等特點(diǎn)，故特別適合于制作活塞。