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铝合金的应用十分广泛，从家用电器到飞机轮船都有铝合金零件的身影。为了提高铝合金零件的整体性能，热处理是不可或缺的一个环节。今天小编列举出铝合金热处理过程中经常遇到的问题。
◆部件摆放不当——这会导致部件变形，很大一部分原因是淬火剂无法以足够快的速度传走热量以获得期望的机械性能。摆放不当还可能引起热变形(因为铝的蠕变强度不够大)。正确的摆放(图1)能够避免这些问题。
◆加热/升温过快——这会引起热变形，应当防止出现。正确地摆放部件有助于均匀地加热。
◆残余应力水平高于预期——热处理不仅改变机械性能，而且直接影响残余应力水平。以下是一些可能的原因：淬火时(包括铸件凝固后冷却时)表面和内部的冷却速度相差较大；升温速度不合适；中间步骤发生温度变化；等等。残余应力同冷却速度的(较大)差异、部件的截面厚度、截面尺寸的突然变化和材料的强度等因素有关。一定要记住，淬火引起的应力远远大于其他工艺(包括铸造)引起的应力。
◆时间/温度/淬火参数出现波动——它们将导致不同部件之间和不同批次之间机械和/或物理性能的偏差。原因包括部件移送时间太长、淬火不当(过慢)、加热过度、加热不足或沉淀硬化过程中时间-温度参数发生改变。比如，在时间过长和温度过高的情况下会析出较大的颗粒物(沉淀物)。
◆加热过度——这时容易产生初熔或共晶熔化(图2)。举例来说，固溶热处理的温度接近许多铝合金的熔点(尤其是2xxx系列，往往只比它们的熔点低几度)。为了促进固态合金元素的溶解，需要适当的温度。
◆加热不足——这会由于过饱和度不足而损失机械性能。如果时效温度太低和/或时效时间太短，就不容易形成溶质原子聚集区(GP区)，从而造成时效后强度过低。
◆淬火不充分引起变形——这方面的问题/难处在于部件进入淬火剂的动作，特别是在必须采用人工淬火时。部件一定要平稳地进入淬火剂。(用热处理人员的行话说，要避免让部件“拍打”淬火剂。)整个部件均匀传热，能够防止出现冷却差异和应变差异。水平方向上的传热变化通常比垂直方向上的变化更为不利。使淬火剂保持适当的温度，控制它的升温，确保它的均匀流动，选择最合适的淬火剂(比如空气、水或聚合物)，等等，都非常重要。比如，针对一项具体应用的需要，可以通过改变浓度、温度和搅拌强度而调整聚合物的冷却速度，从而保证泡核沸腾阶段的均匀传热和淬火速度。淬火剂的维护也很重要。对形状复杂的部件，比如锻件、铸件、冲击挤压件和使用薄板制成的部件，可以采用较低的淬火速度以改善变形行为。
◆表面起皮/高温氧化——《Industrial Heating》2016年2月版的热处理问题诊断专栏“高温氧化–案例研究”详细讨论了这个问题。
◆时效过度——这可能会引起机械性能损失。如果时效温度太高和/或时效时间太长，过饱和固溶体中析出相的临界晶核尺寸会增大，造成时效后强度指标降低。
◆时效不足——这可能也会造成机械性能损失。
◆自然时效不当——自然时效的时间长短不一，2xxx系列合金约为5天，其他合金约为30天。6xxx和7xxx系列在室温下较不稳定，机械性能的变化会持续很多年。有一些合金在经过-18℃或以下的低温处理后，自然时效会被抑制或推迟几天。通常的作法是，在通过时效改变材料性能之前，已经完成成形、矫直和冲压。比如，低温处理就是2014-T4铆钉为保持良好的铆接性能而经常采取的措施。
◆人工时效不当——人工时效(也称为沉淀热处理)是一个时间较长、温度较低的工艺过程。温度控制至关重要，必须严格保证±6?C(±10?F)的温度均匀性。温度均匀性的最佳目标应为±4℃。
◆保温时间不够——后果是达不到期望的机械性能。时间太短会导致过饱和度不足，而时间太长容易使部件产生变形。
◆温度均匀性不好——这会导致达不到甚至改变机械性能。工艺温度均匀性的典型要求是±6℃，而大多数航空应用则希望达到±3?C(±5?F)。
◆固溶处理后冷加工不当——这通常是因为对被处理合金的反应缺乏了解。举例来说，淬火态2xxx系列合金的冷加工会明显加大它对后续沉淀处理的反应程度。
◆固溶热处理产品退火时冷却速度不够——最大冷却速度必须保持在每小时20℃，直至温度降低到290℃。在这个温度以下的冷却速度不太重要。
由于铝合金零件的应用十分广泛，根据零件的不同用途选择适当的热处理工艺显得十分重要。在铝合金热处理过程中，力求避免出现小编在上面所述的问题，从而确保铝合金零件的整体性能。
