铝合金时效过程 85-3 顾景诚一、前言 铝合金时效现象是在 1906 年由德国的 Wilm 发现的。他在九月一个星期六的上午将 Al-4%%Mg 合金于水中淬火后，下午进行硬度测定，过了星期天，星期一上午继续测定硬度，发现硬度显著增加，原以为硬度计失灵，但是，反复验证结果总是一样。Wilm 将此结果于 1911 年以《含镁铝合金的物理冶金学讨论》为题发表出来。从此以后，人们对铝合金时效现象做了大量讨论工作。时效处理已成为铝合金强化的重要手段。今日，铝合金材料应用这样广泛，成为仅次于钢铁，而且正以它无与伦比的优点来代替木材、铜材、钢铁等，都应当归功于时效现象的应用。 经过半个多世纪，各国学者共同努力，对各种铝合金系的析出行为、析出理论、析出与合金性能的关系，做了大量讨论工作。尤其是随着现代科学技术的进展、电子显微技术、电子微区分析、热差分析、X 射线衍射技术的应用，对析出相的形核、成长、长大做出了定量讨论，使我们对时效现象的本质有了进一步认识。最近，日本高桥恒夫等用高能电子显微镜对铝铜合金的时效过程的晶格直接摄影，摄取了 G P(1)区和 G P(2)区的结构。但是，从各国开发新结构铝合金材料来看，利用时效现象来提高时效硬化型铝合金的性能也并非顺利，这说明对铝合金时效现象本质应做进一步探讨。 作者于 1983 年 7 月在沈阳听了日本高桥恒夫教授关于铝合金时效析出问题的讲座。高桥先生介绍了他们试验室的最新讨论成果和有关铝合金时效析出的现代理论。结合其他一些文献现将讲座主要内容介绍如下。二、过饱和固溶体的结构 在变形铝合金范围内，合金成分基本上处在 α-Al 的固溶体范围内。对于时效型变形铝合金，它们的成分在室温柔略高温度下都略微超过它的固溶极限，而在高于某一温度却小于固溶极限，也就是说在这一温度之上呈固溶状态。将高温的固溶状态通过强制冷却，在常温下仍保持固溶状态，这种做法称之为固溶处理。所得到的固溶体称为过饱和固溶体。 过饱和固溶体是一种不稳定的组织，不仅溶质原子呈过饱和状态，而空位也呈过饱和状态。这些过饱和空位，有的同溶质原子结合形成科垂耳气团，有的向晶界逃逸，有的互相结合，塌陷后形成位错环。 以过饱和形式存在于铝基体中的溶质原子更容易发生偏聚。例如，在 Al-Cu 合金中，Cu 原子容易发生“Knot”偏聚，其形式有各种各样，同时，在热力学上也是不稳定的，时而形成，时而解散。但是，将在有利于形成 CuAl2的位置上出现“...
