一、鋁合金2A12鋁板的回歸現(xiàn)象

鋁合金經(jīng)時效后,會發(fā)生時效強(qiáng)化現(xiàn)象。若將經(jīng)過低溫時效的合金放在比較高的溫度(但低于固溶處理溫度)下短期加熱并迅速冷卻,那么它的硬度將立即下降到和剛淬火時的差不多,其他性質(zhì)的變化亦常常相似,這個現(xiàn)象稱為回歸。經(jīng)過回歸處理的合金,不論是保持在室溫還是在較高溫度下保溫,它的硬度及其他性質(zhì)的變化都如新溶火的合金類似,只是變化速度減慢。高強(qiáng)鋁合金自然時效后在200-250℃短時加熱后迅速冷卻,其回歸后的合金又可重新發(fā)生自然時效。

二、高強(qiáng)鋁合金2A12鋁板在回歸處理中的主要表現(xiàn)：

(1)回歸處理的溫度必須高于原先的時效溫度,兩者差別愈大, 回歸愈快、愈徹底。相反,如果兩者相差很小,回歸很難發(fā)生。

(2)回歸處理的加熱時間一般很短,只要低溫脫溶相完全溶解即可。如果時間過長,則會出現(xiàn)對應(yīng)于該溫度下的脫溶相,使硬度重新升高或過時效,達(dá)不到回歸效果。

(3)在回歸過程中,僅預(yù)脫溶期的G.P區(qū)(A1Cu合金還包括礦相)重新溶解,脫溶期產(chǎn)物往往難以溶解。由于低溫時效時總會有少量脫溶期產(chǎn)物在晶界等處析出,因此,即使在最有利的情況下合金也不可能完全回歸到新淬火的狀態(tài),總有少量性質(zhì)的變化是不可逆的。這樣,既會造成力學(xué)性能的損失,又易使合金產(chǎn)生晶間腐蝕,因而有必要控制回歸處理的次數(shù)人們早期曾用新相晶核的臨界尺寸來解釋出現(xiàn)回歸現(xiàn)象的原因認(rèn)為室溫下時效所形成的G.P區(qū)一且加熱到較高的溫度,如其尺寸小于在該溫度下能夠穩(wěn)定存在的臨界尺寸,則將重新溶入固溶體內(nèi)即恢復(fù)到新淬火的狀態(tài)。但是,僅僅根據(jù)新相晶核臨界尺寸的概念,尚不足以說明為什么在200℃左右進(jìn)行回歸處理時,溶質(zhì)原子能以極高的速度進(jìn)行擴(kuò)散從而在幾分鐘內(nèi)能夠幾乎全部重新溶入固溶體。因為按照擴(kuò)散理論計算,新相在200℃在右重新溶入固溶體需要很長的時間。后來,才考慮到空位的作用,并用以解釋這一現(xiàn)象。  

如前所述,2A12鋁合金在淬火過程中,由于溶質(zhì)原子攜帶有空位,因而能以極高的速度形成C.P區(qū)。一旦形成G.P區(qū),因不同溶質(zhì)原子與空位的結(jié)合能不同,如溶質(zhì)原子與空位的結(jié)合能很小,則大部分空位又能逸出G.P區(qū),再與固溶體內(nèi)溶質(zhì)原子起作用,形成新的G.P區(qū);如溶質(zhì)原子與空位的結(jié)合能較大,則空位將大部分留在GP區(qū)內(nèi)不再移動。以AlCu合金為例。時效后形成的G.P區(qū),在其邊沿上分布了一層高濃度的空位外殼。Al-Ag合金的情況也是如此。這種高濃度空位和溶質(zhì)原子組成的G.P區(qū)在回歸處理的加熱過程中,能以高的速度擴(kuò)散,從而能在很短的時間內(nèi),重新溶入固溶體。經(jīng)過回歸處理后再度時效時,G.P區(qū)的形成速度比高溫萍火后GP區(qū)的形成速度慢幾個數(shù)量級。這是因為回歸處理后,固溶體中的空位濃度只相當(dāng)于200℃時的平衡濃度,比淬火溫度下的空位度低得多,冷卻后保留的過剩空位少,使擴(kuò)散速度減小,時救速度下降。因此,鋁合金只能進(jìn)行幾次回歸處理。其他有關(guān)回歸處理的多現(xiàn)象都與空位濃變的變化密切有關(guān).