均匀化铝合金的热处理工艺过程对其组织和性能的影响

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       在工业生产中，均匀化铝合金的热处理工艺，又可称作均匀化退火处理，是通过一定加热温度下保温一段时间后，以减少铝合金中的偏析的一种热处理工艺。在该工艺之前，铝合金铸造一般采用半连续铸造的生产方式，即熔体金属连续地通过结晶器，实现凝固结晶并成型的锭坯生产工艺，此方法效率高，成本低，受铸造设备空间尺寸的限制，每一铸次的铸坯长度都不能超出设备允许的范围。但由于冷却速度过快、非平衡结晶等原因，铝合金的铸态组织在凝固后常呈现非平衡态，偏析组织、低熔点非平衡共晶相、板条针状富铁相及内应力导致铸锭的塑性较低，加工性能差，若直接对其进行挤压或轧制等变形加工则极易发生开裂。因此，为了降低偏析及内应力带来的有害影响，改善合金的后续变形力学性能，Al-Mg-Si系铝合金在进行挤压或轧制等变形前必须对其进行均匀化热处理。

        均匀化铝合金的热处理工艺的主要工艺流程包括加热温度、保温时间及冷却方式。在实际生产中，许多工厂都力图获得适合自己材料的均匀化热处理工艺参数，以达到提高产品质量、节能增效的目的，所以，如何优化均匀化铝合金的热处理工艺参数成为企业和学者关注的热点问题。随着Al-Mg-Si系铝合金在国内制造行业的广泛应用，国内关于该系铝合金的研究也越来越多。根据公开发表的文献资料来看，国内现阶段的研究工作主要聚焦在合金元素对合金组织性能的影响以及热处理工艺对合金组织性能的影响这两个方面。

        曾有研究人员通过系统的均匀化热处理实验，探索均匀化热处理对 Al-Mg-Si系6061铝合金成分、组织及性能的影响规律。主要研究内容包括：
        （1） 均匀化铝合金的热处理工艺流程对 6061合金微观组织的影响。
        （2）均匀化铝合金的热处理工艺流程对 6061铝合金成分分布的影响。
        （3）均匀化铝合金的热处理工艺流程对 6061铝合金性能的影响。

        经过反复实验，研究人员最终得出以下结论：
        （1） 铸态合金中存在大量枝晶偏析，其组织主要由过饱和α（Al）基体和非平衡共晶相构成；
        （2）在均匀化热处理的过程中，铸态组织中的偏析得到了改善，非平衡结晶相逐渐溶解，白色网状组织变得不连续、稀疏，富铁相发生转变；
        （3）均匀化的加热温度和保温时间都可以改善试样中主要的合金元素面分布情况，合金元素逐渐均匀，元素的浓度分布曲线基本趋于平缓，成分分布的不均匀性降低，可实现合金元素的均匀化。
        由此可见，均匀化的铝合金的热处理工艺可减少或消除铸锭中的非平衡态的共晶组织，使其在基体中均匀分布，改善第二相形状及分布，消除铸造产生的内应力，减小变形抗力且提高其塑性，为后续变形做好充足准备。

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