。冷却速度越大,固溶体内的固定的空位越多,有利于增加GP区的数量,减小GP区的尺寸。当时效温度继续升高,或时间延长时,那些大于临界尺寸的GPⅡ区发生长大,形成过渡相θ′或β′,θ′相的化学成分与稳定相θCuAl2相同,与母体保持有共格关系,有效阻碍了金属晶体的变形,因而大大提高了金属的强度。当温度进一步升高或时间进一步延长时,过渡相θ′或β′变成了θCuAl2相,这时的θ相完全脱离了母相,并有自己独立的晶格。这时合金的强度已超过最大值,开始下降,称为过时效。总之合金的时效过程是过饱和固溶体的分解脱溶过程,具有一定的顺序:先形成GPⅠ区,GP区的有序化形成GPⅡ区,形成过渡相θ′或
fβ′,最后形成平衡相。脱溶时为什么不直接形成平衡相这是由于平衡相一般与基体形成新的
非共格界面,界面能大,而亚稳定的脱溶产物θ′相与基体完全或部分共格,界面能小。相变初期新相的比表面大,因而界面能起决定作用。界面能小的相,形功小,容易形成。所以首先形成形核功最小的过渡相,再演变成平衡稳定相。
不同合金系脱溶序列不一定相同。如AlCu系合金可能出现两种过渡相矿θ及θ′而大部分合金只存在一种过渡亚稳定相,表355为几种合金系的脱溶序列。
表355主要铝合金系的脱溶序列
合金系A1CuA1AgA1Z
Mg
Al一MGSiA1CuMg
脱溶序列及平衡脱溶相
GP区盘状→θ″→θ′→θCuAl2GP区球状→′→AlAg2GP区球状→′→MgZ
2
T′→TA12Mg3Z
3GP区杆状→′→MG2SiGP区杆或球状→S′→SAl2CuMg
图356表明AlCu合金在130℃时效硬度和结构的变化情况。由图可知:时效各阶段顺序并不是截然分开的,而是在前一阶段尚未结束时,后一阶段则已经开始。同时也可以看出时效硬化的主要结构是GPⅠ区和GPⅡ区,时效硬度最高峰在GPⅡ区末期和过滤相θ′的初期。当大量出现平衡相θ时,软化明显,说明过时效发生。
图356A1Cu合金在130℃时效硬度及结构变化图三、6063合金的入工时效工艺
f6063合金的时效工艺比较成熟,一般选择加热保温温度为170~220℃,保温l~8h。时效温度低则保温时间长,选择较高的时效温度,则保温时间相应缩短。对于不同企业来说,时效炉的加热方式、炉子的形状、大小、温差各不相同。因此选择最佳的时效工艺,最好通过实验来确定。例如切取一批6063合金挤压制品的时效试样,按温度不同分成若干组,在每一个温度下,又分为不同的保温时间,进行时效试验。然后将试样分r