锌铝合金热处理硬度不足原因分析( 二 )

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图7.热处理前1图8.热处理前2

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图9.热处理前3图10.热处理前4
表2:热处理前样品EDS测试结果(Wt%)

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图11.热处理后1图12.热处理后2

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图13.热处理后3图14.热处理后4
表3:热处理后样品EDS测试结果(Wt%)

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3材料热处理性能分析
N型锌铝合金成分属于Z-A50型系列锌铝合金，是在Z-A50型锌铝合金的基础上增加少量Al ， Si而来的。提高Al含量，有助于提高合金的力学性能；锌铝合金中添加2～8%Si可以大大改善合金的耐磨性，而且有利于提高长期时效下的尺寸稳定性。
N型锌铝合金可以通过热处理调节铸件的性能，适当热处理可以稳定组织，改善合金的尺寸稳定性。
对未热处理来料硬度检查结果为147～148HV ，表明N型锌铝合金在金属型铸态时就具有较高的硬度，接近于技术要求的下限值。在过时效条件下，随时效温度的提高，时效时间的延长，强度、硬度下降，延伸率及冲击韧性增加。
更多内容↓↓↓表4中序号1试验结果表明，当N型锌铝合金采用金属型铸造（不做固溶处理）+（200°Cx1.5h）时效处理，硬度为90～106HV ，强度、硬度下降，低于客户要求的145HV ，伸长率则会提高。根据试验结果分析， N型锌铝合金固溶化虽可提高合金的硬度，但后续的时效硬度峰值出现早，如果时效温度高，时效时间长，硬度下降。在保证硬度技术要求的前提下，适当过时效可以获得良好的综合性能。如果过时效严重，硬度则会低于技术要求。
如果不经固溶处理做人工时效12小时，即使是在120～188°C的低温下时效，也会产生过时效，导致热处理后硬度显著下降。因此温度和时间是时效处理的两个关键因素。
4热处理验证试验
表4是热处理验证试验数据，硬度测试是在热处理后48小时测定的。用未经热处理的来料做固溶处理，硬度可升高到180HV0.2 ，即使是固溶后空冷，硬度也达到175HV ，高于未经热处理来料。随后的时效热处理，在100°C保温50分钟，升高到193HV的峰值。当保温时间延长到70分钟，硬度为185～190HV ，硬度开始下降。证实， N型合金即使是在100°C时效，保温50分钟左右就可以达到硬度峰值。时效时间再延长，硬度下降。
表4:热处理验证试验数据(HV0.2)
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比较不同热处理工艺验证下的金相组织（如图15～18），固溶水冷后未时效的金相组织中，晶界合金相析出少，初生а相颜色灰白，晶内析出少；固溶空冷后未时效的金相组织，初生а相颜色灰色，晶界析出相增加不明显，与固溶水冷后未时效的金相组织差别不大；固溶水冷+100°C时效50分钟，晶界析出相与固溶水冷后相同，初生а相颜色灰白色，晶内合金相弥散析出；固溶水冷+100°C时效70分钟，晶界黑色二次相开始聚集，初生а相内析出相明显增多。