铝合金铸件的热处理是指按某一热处理规范 ， 控制加热温度、保温时间和冷却速度 ， 改变合金的组织 ， 其主要目的是 ： 提高力学性能 ， 增强耐 腐蚀性能 ， 改善加工性能 ， 获得尺寸的稳定性。铝合金铸件的热处理工艺可以分为如下四类 ： 1。 退火处理 将铝合金铸件加热到较高的温度 ， 一般约为 300 ℃ 左右 ， 保温一定的时间后 ， 随炉冷却到室温的工艺称为退火。在退火过程中 固溶体发生分解 ， 第二相质点发生聚集 ， 可以消除 铸件的内应力 ， 稳定铸件尺寸 ， 减少变形 ， 增大铸 件的塑性。 2。 固溶处理 把铸件加热到尽可能高的温度 ， 接近于共晶体的熔点 ， 在该温度下保持足够长的时间 ， 并随后快速冷却 ， 使强化组元最大限度的溶解 ， 这种高温状态被固定保存到室温 ， 该过程称为固溶处理。固溶处理可以提高铸件的强度和塑性 ， 改善合金的耐腐蚀性能。固溶处理的效果主要取决于下列三个因素 ：
（1） 固溶处理温度。温度越高 ， 强化元素溶解速度越快 ， 强化效果越好。一般加热温度的上限低于合金开始过烧温度 ， 而加热温度的下限应使强化组元尽可能多地溶入固溶体中。为了获得最好的固溶强化效果 ， 而又不便合金过烧 ， 有时采用分级加热的办法 ， 即
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510669在低熔点共晶温度下保温 ， 使组元扩散溶解后 ， 低熔点共晶不存在 ， 再升到更高的温度进行保温和淬火。固溶处理时 ， 还应当注意加热的升温速度不宜过快 ， 以免铸件发生变形和局部聚集的低熔点组织熔化而产生过烧。固溶热处理的悴火转移时间应尽可能地短 ， 一般应不大于 15s， 以免合金元素的扩散析出而降低合金的性能。
（2） 保温时间。保温时间是由强化元素的溶解速度来决定的 ， 这取决于合金的种类、成分、组织、铸造方法和铸件的形状及壁厚。铸造铝合金的保温时间比变形铝合金要长得多 ， 通常由试验确定 ， 一般的砂型铸件比同类型的金属型铸件要延 长 20%-25% 。
（3） 冷却速度。 淬火时给予铸件的冷却速度越大 ， 使固溶体自高温状态保存下来的过饱和度也越高 ， 从而使铸件获得高的力学性能 ， 但同时所形成的内应力也越大 ， 使铸件变形的可能性也越大。冷却速度可以通过选用具有不同的热容量、导热性、蒸发潜热和粘滞性的冷却介质来改变 ， 为了得到最小的内应力 ， 铸件可以在热介质 （ 沸水、热 油或熔盐 ） 中冷却。
为了保证铸件在淬火后 ， 同时具有高的力学性能和低的内应力 ， 有时采用等温淬火 ， 即把经固溶处理的铸件淬入 200-250 ℃ 的热介质中保温一定时间 ， 把固溶处理和时效处 理结合起来。
3。 时效处理 将固溶处理后的铸件加热到某一温度 ， 保温一定时间后出炉 ， 在空气中缓慢冷却到室温的工艺称为时效。如果时效强化是在室温下进行的称为自然时效 ， 如果时效强化是在高于室温并保温一段时间后进行称为人工时效。时 效处理进行着过饱和固溶体分解的自发过程 ， 从而使合金基体的点阵恢复到比较稳定的状态。
时效温度和时间的选择取决于对合金性能的要求、合金的特性、固溶体的过饱和程度以及铸造方法等。人工时效可分为三类 ： 不完全人工时效 ， 完全人工时效和过时效。不完全人工时效是采用比较低的时效温度或较短的保温时间 ， 获得优良 的综合力学性能 ， 即获得比较高的强度 ， 良好的塑性和韧性 ， 但耐腐蚀性能可能比较低。完全人工时 效是采用较高的时效温度和较长的保温时间 ， 获得最大的硬度和最高的抗拉强度 ， 但伸长率较低。 过时效是在更高的温度下进行 ， 这时合金保持较高的强度 ， 同时塑性有所提高 ， 主要是为了得到好的抗应力腐蚀性能。为了得到稳定的组织和几何尺寸 ， 时效应该在更高的温度下进行。过时效根据使用要求通常也分为稳定化处理和软化处理。
时效处理时 ， 合金元素沉淀的过程大多需要经过以下四个阶段 ：
（1） 形成 G-P Ⅰ 区。固溶体点阵内原子重新组合 ， 出现溶质原子的富集区 ， 伴随着点阵畸变程度增大 ， 提高合金的力学性能 ， 降低合金的导电性。
（2） 形成 G-P Ⅱ 区。合金元素的原子以一定比例进行偏聚形成 G-P Ⅱ 区 ， 为形成亚稳相作准备 ， 合金的强度进一步提高。
（3） 形成亚稳相。 亚稳相也称过渡相 ， 该相与基体呈共格联系 ， 大量的 G-P Ⅱ 区和少量的亚稳相相结合 ， 使合金得到最高的强度。烘干炉
（4） 形成第二相质点和第二相质点的聚集。 亚稳相转变为稳定相 ， 细小的质点分布在晶粒内部 ， 较粗大的质点分布在晶界 ， 还相继发生第二相质点的聚集 ， 点阵畸变剧烈地减弱 ， 显著地降低合 金的强度 ， 提高合金的塑性。
上述几个阶段不是截然分开的 ， 有时是同时进行的 ， 低温时效第一、二阶段进行的程度要大些 ， 高温时效 ， 第三、四阶段进行得强烈些。
4。 冷热循环处理
经冷热循环处理的铸件 ， 由于多次加热和冷却引起固溶体点阵收缩和膨胀 ， 使各相的晶格发生了少许位移 ， 使第二相质点处于更加稳定的状态 ， 从而提高铸件尺寸的稳定性 ， 适于精密零件的 制造。
铝合金在低温下没有脆性断裂的倾向 ， 随着温度的降低 ， 力学性能有某些变化 ， 强度有所提高 ， 但塑性却降低得很少 ， 所以有时为了减小或消 除铸件内应力 ， 可将铸造或淬火后的铸件 ， 冷却到 -50 ℃ 、 -70 ℃ 或更低的温度 ， 保持 2-3h， 随后在空气或热水中加热到室温 ， 或者是接着进行人工时效 ， 这种工艺称冷处理。
TX 细 分 状 态 代 号 说 明 与 应 用
状 态 代 号 说 明 与 应 用
T0 固溶热处理后、经自然时效再通过冷加工的状态 ，适用于经冷加工提高强度的产品
T1 由高温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态，适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品
可乐杯T2 由高温成型过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定的状态 ，适用于由高温成型过程冷却后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品
T3 固溶热处理后进行冷加工，再经自然时效至基本稳定的状态，适用于在固溶热处理后，进行冷加工、或矫直。矫平以提高强度的产品
T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品
汽水取样T5 由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态，适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品
T6 固溶热处理后进行人工时效的状态适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品
T7 固溶热处理后进行过时效的状态适用于固溶热处理后，为获取某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品
T8 固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状态
适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品
T9 固溶热处理后人工时效，然后进行冷加工的状态 ，适用于经冷加工提高强度的产品
T10 由高温成型过程冷却后，进行冷加工，然后人工时效的状态 ，适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品
注：某些6XXX系的合金，无论是炉内固溶热处理，还是从高温成型过程急冷以保留可溶性成份在固溶体中，均能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种热处理方法的任一种。
TXX 及 TXXX 细 分 状 态 代 号 说 明 与 应 用
状 态 代 号 说 明 与 应 用
T42 适用于自O或F状态固溶热处理后，自然时效到充分稳定状态的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T42状态的产品
T62 适用于自O或F状态固溶热处理后，进行人工时效的产品，也适用于需方对任何状态
的加工产品热处理后，力学性能达到了T62状态的产品
T73 适用于固溶热处理后，经过时效以达到规定的力学性能和抗应力腐蚀性能指标的产品
T74 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度大于T73状态，但小于T76状态
T76 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度分别高于T73、T74状态，抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74状态，但其抗剥落腐蚀性能仍较好
T72 适用于自O或F状态固溶热处理后，进行人工时效处理，力学性能及抗腐蚀性能达到了T7X状态的产品
T81 适用于固溶热处理后，经1%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品
T87 适用于固溶热处理后，经1%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品
汽车铝合金车轮的热处理工艺
1热处理对A356.2铝合金的影响
Al-Si-Mg合金热处理方法有多种，如T1、T4、T5、T6及T7处理，T6处理是铸造用铝合金最常用的热处理方式，因为有较大量的微细Mg2Si析出而得到较强的组织。但热处理的的每一步骤对析出硬化的影响都很大，所以必需警慎的选择热处理过程，如果固溶处理的温度选取不当，或淬火速度不够快，时效时的温度与时间的不恰当，都可能造成材料性质的损失，而无法符合设计上的要求，故欲发挥材料的最佳状况，对于其中的每一个步骤都必须严格要求。
表一
铸造铝合金热处理状态代号及含义
热处理状态代号
热处理状态名称
热处理的作用或目的
备注
T1
未经淬火的人工时效
在金属型或潮湿砂型铸造的合金,因冷却速度较快,已得到一定程度的过饱和固溶体,即有部分淬火效果.再作人工时效,脱溶强化,则可提高硬度和力学性能,改善切削加工性能
对提高ZL104、ZL105合金的强度有效
T2
退火
消除铸造的内应力（铸造应力和加工应力），稳定铸件尺寸，使Al-Si系合金的Si晶体球状化，提高其塑性
对Al-Si系合金效果比较明显，退火温度280～300˚C，保温时间2～4h
T4
淬火(固溶处理)
钢丝绳滑轮
通过加热保温，使可溶相溶解，然后急冷。使大量强化相固溶在α固溶体内、获得过饱和固溶体，以提高合金的硬度、强度及抗蚀性
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