不同热处理工艺对3104铝合组织及力学性能的影响分析

申娇

宏发铝业科技有限公司 256200

摘要：在均匀化以及深冷处理下，能够直接对3104铝合金组织和力学性能起到作用，可以对合金的热处理工艺实行全面优化和创新，根据调查结果显示，在处理活动中会存在很多不可控的问题，需要对其强度和塑性重点掌握，计划出最为匹配的方案。基于此，本文首先介绍了3104铝合金基本概况，其次介绍试验背景。最后具体探索了试验结果并予以集中分析力学性能，使基体的分布具有均衡性，以此为相关人士提供参考。

关键词：热处理工艺；3104铝合金；力学性能

引言：3104铝合金在近年来呈上升趋势发展，是铝板范围内的主打产品，得到广泛关注。在现阶段发展中，我国对3104铝合金的热处理工艺非常重视，积极运用各种处理方法来展现出铝合金的基本性能。3104铝合金的强度和密度都较高，具有拉伸强等优点，在研究中众多工作人员都通过热处理工艺来对组织进行调整和优化，使3104铝合金组织得到现实发展，为日后热处理工作奠定良好基础并提供保障。

13104铝合金基本概况

铝合金是在目前工业领域发展中使用最频繁的金属结构材料，与原来传统的金属材料比较，具有高密度和高强度的特点，同时与工程塑料对比也能够展现出良好的机械化水准，呈现出减震性以及预防冲击的能力。导热以及性能平稳层面上来讲，自身具有很大的优势。与此同时，铝合金在现实生活中具备切削功能，为回收利用工具提供重要帮助，在汽车以及电子等多个领域都有充分展现，是工业领域中的环保材料。伴随着铝合金的不断应用，对其探索和研究也在逐渐深入，集中展现在热处理以及加工工作上。3104铝合金在近年来的应用上，使其材料的质量更加优质，成为合金中一种重要材料[1]。

但3104铝合金在热处理工艺层面上仍是起步阶段，需要运用科学合理的方法来加强铝合金的基本功能，在深冷处理工作上，主要运用的是液氮，确保铝合金能够可以在-198°C的大环境下使组织和性能都发生转换，近年来，一些国家都相继应用此处理工艺，在热处理上相互作用，使3104铝合金的性能有所提升。

2试验

试验材料为3104铝合金板材，由多个化学成分组建而成，比如Si、Cu、Zn、Ti等，运用线切割的手段来加工尺寸2100mm*210mm*40mm的样品，实行全面的固溶处理，在水冷阶段对不同温度实行处理，分别可以是580°C/2h+水冷+170°C/4h或580°C/2h+水冷+280°C/4h。固溶阶段处理在电阻炉中完成，需要注意的是，温度上存在的差值要控制在2°C之内，整体水温控制在25°C左右，一些特殊型号需要在干燥箱中完成，温度差在1°C左右。从多个温差下对样品实行制作，并实时观察变化，通过显微镜完成全面信息捕获，并拓展到拉伸试验和冲击试验中，通过显微镜对断口完成扫描。

3试验结果和探索

3.1显微组织

混合液对温度存在差异的3104铝合金样品会有不同程度的腐蚀，要运用新型光学显微镜对其观察。在显示中就会发现，在温度不断变化背景下，显微组织也在实时发生变化，主要展现在基体晶粒的尺寸上。在温度作用中，基体的晶粒尺寸会不断发生变化，呈粗大或细小模式展现出来，使基体组织非常不均衡。

当温度达到200°C时，基体的组织就会出现非常明显的细化。一旦达到280°C，其中的晶粒就会逐渐消失，出现很多再结晶组织，使数量达到很高数值，在显微组织中了解信息，3104铝合金钢板在通过高温处理后，各个组织就会得到改善，在高温作用下，使溶质二次分配，加强冷度，使基体晶粒均匀定型，加强细晶作用。通过基体的晶粒大小能够有效展现出良好的力学性能，确保对3104铝合金组织有所优化。

3.2抗磨性能

应在不同条件下选用铝合金试样，规格一般情况下控制在12mm*3mm左右，把试样放置在机器上实行摩擦。在具体过程中摩擦额定的转速要保持平稳状态，硬度控制在40Cr左右，速度为200r/min，对磨时间一般10min、20min、30min等。需要将摩擦试验里的样品进行清洗，以免在质量上遭到损失，需要注意的是，试样会受到摩擦周期的直接影响。

在不同温度变化下，试样的时间会直接发生转变，磨损程度也会在不同时期有所转换，伴随着时间的加快和温度的提高会进一步发现，温度在280°C时，磨损程度并不高，时间是30min左右，展现出良好的耐磨性。时间与磨损量紧密联系，晶粒也会经常发生变化，展现出抗磨性能的现实作用[2]。

3.3力学性能

力学性能层面的试验一般运用电子万能试验机和冲击试验机，通过不同温度对3104铝合金完成测试工作，以此为力学数据的记录提供依据。根据调查结果显示就会发现，在不同环境背景下，3104铝合金展现出的力学性能非常容易发生变化，比如在160°C下，展示出的综合力学性能比较薄弱，与280°C比较，在拉伸强度上都发挥不出现实优势，达不到韧性最好的状态。温度的升高对于晶粒发展来讲尤为关键和重要，彰显出力学性能的发展趋势。

在不同状态下，3104铝合金展现出的形态都不一样，但通过现实试验结果能够看出，在温度低于160°C时，试样的冲击口位置非常浅，在口径处有非常明显的断裂，可以称之为河流花样，具有脆弱性的特点。达到200°C后，试样的断裂区域就会缩小，裂缝的深度也不会很显著，在240°C情况下，出现数量较多的裂缝，直到升到280°C后，口径的断裂程度会趋于最初状态，发挥出力学性能作用。数量越少且深度越深状态下，说明材料的质量越优质，晶粒的细化更突出，使3104铝合金的强度和密度更有保障。

3.4结果分析

在3104铝合金组织中，应重点分析出Mn原子所在的区域，由于深热处理会导致内部的应力发生转变，出现亚结构，应为元素转移提供便利，减少出现激活能的情况。全方位分析出热激活的整体环节流程和内容，比如形核等，即使在内部存在很多不足之处和缺陷，但元素的转移也并不简单，需要通过深冷处理的方法使组织保持原有状态，随后针对溶质元素问题，需要对扩散情况有清楚掌握和了解，以便提供丰富的能量，逐渐成气团。一些晶体会受到影响，对形核带来影响。为此，为了能够使试样更加均衡和科学，需要对各个基地的分布清楚有深入了解，达到试验预期要求目标。

铝合金在凝固过程中，溶解度会逐渐降低，将不能溶解的溶质原子放置到液体层上，需要注意的是，应作实行匀化处理，以便之后的加工工作顺利开展。为了能够避免低熔点熔化现象出现，温度不需要过高，以便对3104钛合金元素的扩展带来阻碍，依照固体规律，保护材料的结构与性能。

结论：综上所述，通过深冷方法能够对3104铝合金组织实行细致优化，最大程度增强铝合金的整体强度和塑性。在深冷处理阶段，铝合金组织出现了位移等情况，展现出力学的基本性能。通过试验表明可以发现，铝合金的热处理方案需要在深冷处理中完成，在均衡处理后，掌控好晶体，使基体的分布具有均衡性，发挥出3104铝合金的现实作用。

参考文献：

[1]唐皓州,李瑞迪,祝弘滨,等.Al-Mg-Sc合金粉末激光定向沉积修复Al-Zn-Mg-Cu铝合金基板的组织及力学性能[J].粉末冶金材料科学与工程,2022,27(01):111-120.

[2]赵刚,王立梅，郝云飞，等.焊接工艺参数对10mm厚2219铝合金双轴肩搅拌摩擦焊焊缝质量和性能的影响[J].焊接,2022(12):13-19.