铸造铝合金热处理

铸造铝合金热处理

国家标准 GB/T25745一2010 铸造铝合金热处理 Heattreatmentofceaslalwminumaloys 2010-12-23发布 2011-06-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T25745一2010 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 分类 热处理设备 热处理工艺 质量控制与检验 安全卫生及环境保护要求 附录A(张料性附录》铸造钳合金热处理后力学性能
GB/T25745一2010 前 言 本标准的附录A为资料性附录 本标准由全国热处理标准化技术委员会(SAC/TC75)提出并归口 本标准负责起草单位;江苏丰东热技术股份有限公司 本标准参加起草单位:北京航空材料研究院、盐城丰东特种炉业有限公司、广东世创金属科技有限 公司 本标准主要起草人向建华,王广生、,董小虹、王勇、王松明,施剑峰、韩志春,苏宇辉、顾琳琳
GB/T25745一2010 铸造铝合金热处理 范围 本标准规定了铸造铝合金热处理状态,热处理设备,热处理工艺、质量控制与检验、安全卫生和环境 保护要求 本标准适用于铸造铝合金工件热处理 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准 然而,鼓励根据本标准达成协议和各方研 究是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB/T228金属材料室温拉伸试验方法 GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分;试验方法 GB/T1173铸造铝合金 (GB5959.1电热装置的安全第1部分;通用要求 GB5959.4电热设备的安全第4部分;对电阻加热装置的特殊要求 GB/T7232 金属热处理工艺术语 GB:/T9452热处理炉有效加热区测定方法 G;B12348工业企业厂界环境噪声排放标准 GB/T13324热处理设备术语 GB15735金属热处理生产过程安全卫生要求 GB/T16839.2热电偶第2部分:允差 无损检测渗透检测第1部分;总则 GB/T18851.1 术语和定义 GB/T7232,G;B/T1332！确定的以及下列术语和定义适用于本标准 冷热循环处理cold-heateireulatingtreatment 铸造铝合金工件通过室温以上某个温度加热保持并空冷的正温处理,室温以下某个温度冷却保持 并回复至室温的负温处理,加再次室温以上某个温度加热保持并炉冷的正温处理,以提高其尺寸稳 定性 4 分类 4.1铸造铝合金热处理状态代号按GB/T1173铸造铝合金的规定,特性见表1 表1铸造铝合金热处理状态的类别代号及特性 热处理状态类别 热处理状态代号 特 性 对湿砂型、金属型特别是压铸件,由于固溶冷却速度较快有部分固 T 人工时效 溶效果,人工时效可提高强度、硬度,改善切削加工性能
GB/T25745一2010 表1(续 热处理状态类别 热处理状态代号 特 性 消除铸件在铸造和加工过程中产生的应力,提高尺寸稳定性及合金 退火 T2 的塑性 通过加热,保温及快速固溶冷却实现固溶,再经过随后时效强化,以 固溶处理加自然时效 T4 提高工件的力学性能,特别是提高工件的塑性及常温抗腐蚀性能 固溶处理加不完 时效是在较低的温度或较短的时间下进行,进一步提高合金的强度 T5 全人工时效 和硬度 固溶处理加完全 时效在较高温度或较长时间下进行,可获得最高的抗拉强度,但塑 T6 性有所下降 人工时效 固溶处理加稳定 提高铸件组织和尺寸稳定性及合金的抗腐蚀性能,主要用于较高温 T 化处理 度下工作的零件,稳定化温度可接近于铸件的工作温度 固溶处理加软化 固溶处理后采用高于稳定化处理的温度进行处理,获得高塑性和尺 T8 处理 寸稳定性好的铸件 充分消除铸件内应力及稳定尺寸 用于高精度铸件 冷热循环处理 T9 铸件的热处理状态应在图样中注明 热处理设备 5.1加热设备 5. .1.1铸造铝合金热处理一般应采用带风扇的空气循环电阻加热炉,也可以使用燃料炉,用燃烧产生 的气体或燃气辐射管加热,禁止火焰直接加热,采用设置隔热屏等措施,防止直接对工件加热 5.1.2加热炉应采用I、I类炉,其控温精度、仪表精度和记录纸刻度等要求如表2所示 表2加热炉技术要求 控温精度 有效加热区保温精度 记录仪表指示精度 记录纸刻度(分辨力 加热炉类别 % C/mm 士3 士l 士5 士1.5 0.5 注:允许用修改量程的方法提高分辨力 5.1.3加热炉的每个加热区至少有两支热电偶,一支接记录仪表安放在接近有效加热区,另一支接控 温仪表 其中一个仪表应具有报警功能 5.1.4每台加热炉必须定期检测有效加热区,检测周期见表3,检测方法按G;B/T9452规定,其保温精 度应符合表2要求 应在明显位置悬挂带有有效加热区示意图的检验合格证 加热炉只能在有效加热 区检验合格证规定的有效期内使用 表3加热炉有效加热区检测周期及仪表检定周期 加热炉类别 仪表检定周期 有效加热区检测周期 5 1.5现场使用的温度测量系统,在正常使用状态下定期做系统校验 校验时,检测热电偶与记录仪 表热电偶的热端距离应靠近 校验应在加热炉处于热稳定状态下进行 系统校验允许温度偏差为
GB/I25745一2010 土1C 当超过该温度偏差时,应查明原因排除或进行修正 5.2温度控制设备 5.2.1现场检测设备的精度应高于被检测设备的精度 5.2.2现场使用的控温和记录仪表等级应符合表2要求,检定周期按表3执行 5.2.3现场系统校验的标准电位差计精度应不低于0.05级,分辨率不低于1mV,检定周期为6个月 5.2.4测量室温用的水银温度计,分辨率0.1C,检定周期为1年 5.2.5热电偶应符合GB/T16839.2的规定,现场常用的热电偶技术要求见表5 表4现场常用的热电偶技术要求 使用温度 允许偏差 检定周期 名称 分度号 等级 月 0400 士1.6 K 检测镍铬-镍硅热电偶 ！等标准 400~1100 士047%1 40333 士2.5 K 镍铬-镍硅 333一1200 士0.75% 75% 40十350 士1.0或士0." 铜-康铜 士1.0或士1.5%n -200十40 40800 士1.5或士0.4% 镍铬-康制 E 一40~十900 士2.5或士0,75%1 注1:!为测量温度,c 注2:允许按实际需要缩短检定周期 固溶冷却槽 固溶冷却槽应尽量设在紧靠加热炉的位置,以保证加热铸件快速浸人固溶冷却槽,固溶冷却转 移时间应符合表5规定 固游冷却槽应有足够容量,保证固游冷却铸件全部浸人同游冷却介质中的同时能迅速因游 5.3.2 冷却 固游冷却槽应设有冷却循环和搅排装置及温度测量装置,必要时可配置加热装置,以保证冷却 5.3.3 介质温度及其均匀性 固溶冷却槽应备有槽盖,固溶冷却槽中的冷却介质应根据需要定期检验更换 热处理工艺 热处理前的准备 6 对加热炉,温度控制设备、,固溶冷却槽等的状况进行使用前的检查,确保设备完好 6 清理铸件表面油污及脏物,保持人炉前铸件干净 6. 对容易产生畸变的铸件,应配置专用的热处理工装夹具 6 1. .3 6 检查工艺文件及工装夹具,确保齐全 装炉 6 6 2.1按合金牌号、铸件几何尺寸和热处理制度分类装炉 铸件应装在加热炉有效工作区内 6d 2. 2 6.2.3铸件装炉时不应密集堆放,各铸件之间、框架各层之间、铸件与隔热屏之间均应留有适当的空 间,以防止变形,获得满意的加热和固溶冷却效果 检查铸件力学性能的单铸或附铸试样,应与同熔炼炉批的铸件同炉热处理
GB/T25745一2010 6.3热处理制度 6.3.1铝合金铸件固溶处理的温度应符合表5规定 表5铸造铝合金热处理制度 时效处理 固溶处理 序 热处理 合金 合金 保温 冷却介质 最长转 保温 温度 温度 冷却 号 牌号 代号 状态 时间 及温度 移时间 时间 介质 空气或 T2 290310 随炉冷 T 室温 530540 2 24 60100,水 ZAISi7Mg ZL101 T5 26 25 35 空气 530~540 60~100,水 145~155 T6 空气 530540 60100,水 25 195一205 3一5 25 Tm 530~540 60~100,水 220~230 26 空气 8 5 530540o 6 60100,水 245255 空气 5 T 530一540o 6~12 60100,水 空气 不少于8 室温 T5 530540 25 气 6一12 60~100,水 空" 再15016o212 ZAISi7MgA ZL101A 室温 不少于8 530一540 6~12 60100,水 25 T6 空气 再175一1853~8 空气或 ZAISi12 ZL102 T2 290310 随炉冷 170180 317 T ZAISi9Mg ZL104 空气 170180 T6 530540 60100 ,水 2 175~185 5" T2 l0 5 25 ZAISi5CulMg ZL105 520530 35 60100,水 170180 310 空气 T7 520~530 60~100,水 25 220~230 3一l0 、 ZAISi5Cul zL1 T5 25 气 520530 412 155165 MgA 105A 60~100,水 空 3一5 T 175185 T5 510~520 5~12 60~100,水 145~155 3" 5 2 多 ZAISi8CulMg ZL106 510520o 512 170180 ,水 60一l00. 68 510~520 5~12 60100,水 225~235 510~520 8~10 60100,水 25 160~1706~10 ZAISi7Cu4 ZL107 T6 空气 190~2101014 T ZAIs12Cu2Mg1 38 25 空气 ZL108 510~520 60100,水 175一1851016 510~520 60~100,水 25 200~210 610 8 Tl 200210 6~10 10ZAISi12ClMglNi1ZL109 空气 T6 25 180~1901014 495505 60~100,水 ZAISi15Cu6MgZL110 T 95205510
GB/T25745一2010 表5(续 时效处理 固溶处理 热处理 合金 合金 保温 冷却介质 最长转 保温 温度 温度 冷却 牌号 代号 状态 移时间 时间 及温度 时间 介质 分段加热 12 25 ZAISi9Cu2Mg ZLlll T6 50051o 4一6 60100,水 170180 58 空气 530540 再 68 530一540 155~165 15 3 ZAISi7MglA ZL114 空气 T8 25 530540 6~10 60~100,水 160170 510 535一545 10~12 室温 >24 ZAISi8MgBe ZL115 空 535545 1012 25 145155 35 气 60~100,水 530540 8~12 室温 >24 T ZAIsi8MgBe 15 ZLll6 T5 530一54o 8一12 60100,水 25 170~180 空气 -8 分段加热 5g T4 525一535 60100,水 室温 >24 再535545 -9 16 ZAICu5Mn ZL.201 分段加热 T5 525一535 60l00,水 20 170180 空气 59 35 5 再535一545 530一540 ZAICu5MnA Z么L201A T5 155165 空气 60100， ,水 20 再54055o 室温 510520 1016 24 T 25 60~100,水 ZACu4 ZL203 万 510520 1015 60~100,水 25 145155 空气 Z.AICu5MnCdAL.204A T6 20 17018o 空 533543 1018 室温" 一60,水 53354310~18室温60,水 150~1608~10 20 T5 20 20ZAICu5MnCdVAZL.205A 533543 1018室温一60,水 170180 空气 4一6 20 10~18室温" 60 ,水 533一543 185~195 221 ZAIRE5Cu3Si2 195205 5~10 195~205 S 1o195205 510 ZL.207 T 空气 ZAIMgl0 ZL301 T4 425435 12一20沸水或50~100油 25 室温 >24 170180 空气 6 T 23 ZAIMg5Si1 ZL303 T 25 420430 15一20沸水或50~l00油 室温 >24 分段加热 ZAIMg8Znl ZL305 T！ 430~440 8~10沸水或50100油 25 室温 >24 再425一435 25 5 ZAIZnl1Si7 ZL401 195205 -10 空气 26 ZAIZn6Mg ZL402 T 175185 810
GB/T25745一2010 6.3.2时效处理的温度及固溶和时效处理保温时间一般按表5规定 也可根据铸件的化学成分、铸造 方法,铸件壁厚和力学性能要求等因素调整，一般含镁或含铜量较高或大截面的铸件,可取较长的保温 时间和较低的时效温度 6.3.3同一热处理炉次中装有不同厚度的铸件时,应按最大厚度确定加热保温时间 保温时间从加热 设备工作区温度最低一只记录热电偶达到规定温度下限时开始计算 6.3.4铸件固溶处理应在低于处理温度下进炉,其升温速度一般小于200C/h或采取阶段加热 6.3.5固溶冷却介质，一般可采用表5中规定的水,对于形状复杂容易产生畸变和裂纹的铸件,可在沸 水或热油中固溶冷却 6.3.6为得到满意的固溶处理效果,应尽量缩短固溶冷却转移时间,要求固溶冷却前充分做好准备工 作,铸件从炉门开启到完全浸人固溶冷却介质中的时间一般不超过表5的规定 6.3.7铸件在固溶冷却介质中停留的时间,以铸件最大厚度为确定依据,但不应少于2min 对于尺寸精度和尺寸稳定性有较高要求的铸件可按表6规定进行冷热循环处理(T9),具体工 6.3.8 艺如下 对有较高精度要求的铸件,在固溶处理或时效处理后进行粗加工,按照表6的制度1进行冷热 a 循环处理后再精加工 b对于尺寸稳定性有更高要求的铸件,可将其于固溶处理或时效处理后进行粗加工,按照表6的 制度1进行冷热循环处理后进行半精加工,半精加工后再按照表6的制度2进行冷热循环处 理后进行精加工 表6冷热循环处理制度 制度名称 温度/C 时间/小 冷却方式 制度号 正温处理 135145 46 空冷 负温处理 -50 28 在空气中回复到室温 正温处理 135145 46 随炉冷至60C取出空冷 正温处理 空冷 115125 68 <一50 负温处理 在空气中同复到室温 正温处理 115125 随炉冷至室温 6.3.9固溶处理时因故中断加热,在短时间内不能恢复工作时,已达到固溶处理温度的铸件应进行固 溶冷却;未达到固溶处理温度的铸件可以进行空冷 再次装炉热处理保温时间一般与第一次保温时间 累计计算,其点保温时间可延长. 6.3.10时效处理时因故中断保温,在短时间内不能恢复工作时,应出炉空冷 再次进炉热处理的保温 时间可与中断前的保温时间累计计算,其有效保温时间应等于或稍长于原来规定的保温时间 6.3.11铸造铝合金热处理后的力学性能参见附录A 6.4重复热处理 6.4.1当铸件热处理后力学性能不合格时,可进行重复热处理,重复热处理的保温时间可酌情减少,固 溶处理重复次数一般不超过二次,时效处理重复次数不受限制 6.4.2固溶处理为分段加热的铸件.在重复热处理时,固溶处理已加热温度可以不采用分段加热工艺 质量控制与检验 质量控制 7.1.1 人员要求 热处理操作人员、仪表员、检验员应按规定进行培训,经过考核取得合格证后方可上岗
GB/T25745一2010 7.1.2热处理过程控制 7.1.2.1待处理件控制 确认铸件热处理前的所有工序全部按工艺文件的要求进行完毕 7.1.2.2设备控制 设备应根据本标准有关要求进行检查确认,并应有合格标识 7.1.2.3工艺过程控制 工艺过程按本标准有关要求检查确认,加热温度、保温时间、固溶冷却转移时间冷却介质温度等工 艺参数应确保符合工艺文件要求,操作过程和品质符合要求 7.1.3记录 每台加热炉应备有专门的记录,内容包括 a 炉子编号和类型， 使用温度范围; 2 温度均匀性检查周期及结果 3 4热电偶的编号及位置; 大修后的状况等 5 在完成热处理及检验后,操作人员及检验员应填写工艺流程卡、热处理生产记录卡和热处理 记录图表,并签名或盖章,应注明异常情况 所有原始记录应随铸件一同交检,最后归档,归档原始记录按规定保存期保存完好 7.2检验 7.2.1外观检验 热处理后的铸件应无裂纹、表面起泡、氧化变黑和变形 外观检查采用目视(或使用10倍以下放大镜)观察 7.2.2渗透检验 渗透检查应无表面裂纹 渗透检验按GB/T18851.1或其他相应的标准进行 7.2.3力学性能 力学性能应符合图样或相应技术文件的规定,参见附录A 拉伸试验按GB/T228进行;布氏硬度试验按GB/T231.1进行 7.2.4金相检验 热处理后的金相组织不允许存在过烧组织 金相检查项目及要求由供需双方确定 安全卫生及环境保护要求 8.1设备、生产过程、安全卫生等应符合GB15735,GB5959.1,GB5959.4,GB12348等有关规定 整条生产线运行中所有相关动作都应设置电气安全联锁装置和相关程序互锁,特别是炉内循环搅 8. 2 拌和加热互锁;固溶冷却槽搅拌和工件固溶冷却互锁;工件转移动作和炉门、升降机动作互锁、加热元件 损坏与停电保护等
GB/T25745一2010 附 录A 资料性附录 铸造铝合金热处理后力学性能 A.1铸造铝合金热处理后力学性能见表A.1 表A.1铸造铝合金热处理后力学性能 力学性能不低于 合金 合金 抗拉强度 布氏硬度 伸长率 序号 铸造方法 合金牌号 代号 状态 d. HBW o MPa % 5/250/30) S,R、J,K 135 45 T2 心 185 50 s,R.K 175 T 50 J、JB 205 60 T5 刀 zAs7Mg ZL101 6o s.,R、 195 ,K T5 195 SB,RB,KB 60 sB.RB.KB 225 70 sB.RB.KB 195 60 Ts SB,RB,KB 155 55 S,R,K 195 60 T4 JJB 225 0 S,R、K 235 70 T5 ZAISi7MgA ZL101A SB,RB,KB 235 70 T5 265 JB、 70 T8 SB,RB,KB 275 80 T了 295 8o JB sB.JB.RB,K T2 135 50 ZAISi12 ZL102 T2 145 50 T 195 1.5 65 225 ZAISi9Mg ZL104 SB,RB、KB T6 70 235 T6 0 J、JB S、J,R、K 155 0.5 65 T T5 S,R、K 195 70 zAsi5CulMg 235 ZLl05 T5 70 0.5 T6 S,R、K 225 0,5 70 T7 175 65 s.,J,R.K s,B,R,K T5 275 80 zAIs;cuMEA ZL105A .JB T5 295 80
GB/T25745一2010 表A.1续) 力学性能不低于 合金 合金 抗拉强度 伸长率 布氏硬度 铸造方法 序号 合金牌号 代号 状态 d HBW o % MPa 5/250/30 B T 195 70 1.5 T5 sB 235 60 70 T5 255 T0 si 245 ZAISi8CulMg ZL106 80 T 265 70 sE 225 60 245 60 sB T6 90 245 ZAISi7Cu4 ZL107 275 T6 2.5 100 195 85 T ZAISi1l2Cu2Mgl ZL108 T6 255 90 T 195 0.5 90 10 ZAISi12CulMg1Ni ZL109 T6 245 100 145 80 11 ZAISi15Cu6Mg ZLl10 165 90 255 sE 1.5 90 T6 12 ZAISi9Cu2Mg ZL111 T6 JJB 100 315 290 SB 85 T5 13 ZAISi7MglA ZL1l4A J,JB Ts 310 90 T4 225 0 心 275 80 l4 ZAISi5ZnlMg Zl15 3.5 275 0 100 315 255 0 275 80 5 ZAISi8MgBe ZL116 295 85 335 90 sJ.R.K 295 70 16 SJ,R,K 335 ZAICu5Mn ZL201 90 力 315 8o l7 ZAICu5MnA ZL.201A S、J、R,K T5 390 100 S,R,K 195 60 T4 205 60 18 ZAICu4 ZL203 S,R,K 215 70 T5 225 70
GB/T25745一2010 表A.1续) 力学性能不低于 合金 合金 抗拉强度 伸长率 布氏硬度 铸造方法 序号 合金牌号 代号 状态 HBw a d. % MPa 5/250/30) 19 ZAICu5MnCdA ZL204A T5 440 100 100 5 40 20 ZAICu5MnCdVA ZL.205A 470 120 T0 Tm7 460 1l0 165 75 21 ZAIRE5Cu3Si2 ZL207 75 175 22 ZL301 sJ、R 280 10 6o ZAIMg10 T！4 23 ZAIMg8Znml ZL305 T4 290 90 S,R、K 195 20 80 T 24 Z.AIZnl1Si7 L401 T 245 1.5 90 235 70 25 ZAIZn6Mg ZI402 215 65 注:s一砂型铸造,J一金属型铸造,R一熔模铸造,K一壳型铸造,B一变质处理 10