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アルミニウム合金部品を熱処理する必要があるのはなぜですか?

November 22, 2022

アルミニウム合金部品を熱処理する必要があるのはなぜですか?私たちが知っているように、多くのアルミニウム鋳物は鋳造条件下での性能要件を満たし、さらに処理する必要はありません。ただし、特性と強度と延性を向上させるために、通常、アルミニウム鋳造品とアルミニウム合金部品は、熱処理と呼ばれる一連の加熱と冷却のサイクルによって処理されます。この熱処理には、溶体化、焼入れ、時効の 3 つの基本的な操作が含まれます。溶体化処理には、鋳物を共晶温度付近まで加熱して、共晶成分を溶解し、固体の均質溶液を形成することが含まれます。

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この溶体化処理の後、通常は沸騰水中で鋳物を急冷または急速冷却できます。これにより、室温で均一な溶液を維持することができます。アルミニウム鋳物の熱処理の 3 番目のステップは、強度と硬度を高める自然時効または人工時効です。時効硬化の原理は、各アプリケーションの熱処理をカスタマイズするためにも使用できます。これら3つの熱処理の組み合わせはマイルドと呼ばれます。アルミニウム鋳物の熱処理の主な目的は、部品用途の重要な要件を満たすことができる機械的特性の最適な組み合わせを開発することです。

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3 つの基本的な熱操作は通常、さまざまな特性を提供する熱処理サイクルに組み合わされます。アルミニウム鋳造関連の書籍には、「典型的な」または「推奨される」解決策、各合金の焼入れと時効の時間と温度、および焼き戻しが記載されていますが、これらの熱処理サイクルは、多くの場合可変であり、強度と延性を満たすために鋳物の機械的特性を変更するために操作されます。特定のコンポーネントの要件。最近の研究では、流動層を使用して溶液の温度にすばやく到達し、より高速な熱処理サイクルを提供することが含まれています。


アルミニウム鋳物およびアルミニウム合金部品の加工および熱処理の利点は次のとおりです。
• 合金元素の均質化 - これはマトリックス全体に均一に分布する元素であるため、鋳造の性能は均一になります。
• 応力緩和 - 高温鋳造および溶体温度冷却中に生成される残留応力。鋳物を中温に加熱すると、これらの残留応力を減らすことができます。

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• 寸法安定性と機械加工性の向上 - 微細構造の変化により、時間の経過とともに鋳物が成長する可能性があります。処理中および処理後に厳しい寸法公差を維持し、鋳物は安定した沈殿物を形成するために熱処理を受ける必要があります。
• 機械的特性の改善 - 熱処理の最大の用途は、構成相の粒子を球状化し、析出硬化させることにより、機械的および腐食特性を向上させることです。
必要な特性のうち、1 回の鋳造で最適化されるものはほとんどありません。多くの場合、熱処理は他の特性を最大限に活用するための妥協です。たとえば、引張強度と降伏強度を向上させることができますが、これは伸びの低下につながります。逆に、伸びが大きくなると、引張強度と降伏強度が低下します。