铸造合金及制备工艺
4.1.4铸造铝合金的热处理
热处理目的
铸造铝合金热处理是指按某一热处理
规范，控制加热温度、保温时间和冷却
速度，借此改变铸造铝合金的组织。
通过组织的改变来提高铸造铝合金的
力学性能、增强耐蚀性能、改善加工性
能、获得尺寸稳定性。
热处理方法
退火处理
将铸造铝合金加热到较高的温度(一般为
300℃左右)，保温一定时间，随炉冷却到室
温，这种热处理工艺称为退火；
退火目的：固溶体发生分解，第二相质点
发生聚集，可以消除铝合金铸件的内应力、稳
定铸件尺寸、减少变形，增大铸件的塑性。
固溶处理
将铸造铝合金加热到尽可能高的温度(接近
共晶温度)，保温足够长的时间，使强化元素最
大限度的溶解，再快速冷却到室温，将铸造铝
合金的高温状态保存到室温，这种热处理工艺
称为固溶处理；
固溶处理的目的：提高铝合金铸件的强
度，改善铝合金的耐蚀性能。
时效处理
将固溶处理后的铸件加热到某一温
度，保温一定时间，出炉空冷到室温，
这种热处理工艺称为时效处理；
时效处理的目的：使过饱和固溶体
分解，析出弥散的第二强化相，使铝合
金点阵恢复到比较稳定的状态。
时效处理分类
自然时效：时效处理在室温下进行；
人工时效：时效处理在高于室温下进
行；人工时效又可分为不完全人工时效、完全
人工时效和过时效；
不完全人工时效：时效温度较低或时效
时间较短，为了获得比较高的综合力学性能，
即获得较高的强度和较高的塑性与韧性，但耐
蚀性能较低。
完全人工时效：时效温度较高或
时效时间较长，为了获得最高的抗拉强
度和硬度，但伸长率较低。
过时效：时效温度更高，为了获
得较高的抗应力腐蚀性能，铝合金的伸
长率有所提高，但仍可保持较高的抗拉
强度和硬度；根据使用要求，过时效又
可分为稳定化处理和软化处理。
冷热循环处理
将铸造铝合金铸件加热到一定温度(130℃
左右)，出炉空冷，然后冷却到较低的温度(-
50℃左右)，再出炉回升至室温，再加热到一
定温度，随炉冷却到室温或某一温度，这种热
处理工艺称为冷热循环处理；
冷热循环处理的目的：多次加热和冷却可
引起固溶体点阵的膨胀和收缩，使各相的晶格
发生了少许位移，使第二相质点处于更加稳定
的状态，从而提高铸件的稳定性，适应于精密
铸件的制造。
热处理工艺代码及含义
T1 ：仅进行人工时效处理；适应于冷
却速度较快的铸件(如挤压铸造的铸件、
金属型铸造的铸件)，这时铸件尚具有部
分固溶效果，直接进行人工时效处理，
可以提高铸件的强度、硬度和改善切削
加工性能。
T2 ：退火处理。
T4 ：固溶处理+ 自然时效处理。
T5 ：固溶处理+不完全人工时效处理。
T6 ：固溶处理+完全人工时效处理。
T7 ：固溶处理+稳定化处理；人工时效
处理温度比T6 的人工时效处理温度高，
提高铝合金抗应力腐蚀性能，同时还可
保留较高的强度。
T8 ：固溶处理+软化处理；人工时效处
理温度高于稳定化的人工时效处理温
度，提高铝合金铸件的尺寸稳定性，提
高铸造铝合金件的塑性，但铸造铝合金
铸件的强度有所下降。
T9 ：冷热循环处理。
F：铸造状态。
热处理设备和控制原则
热处理设备：箱式电阻炉、井式电阻
炉、台车式电阻炉均可。
热处理控制原则
铝合金铸件的固溶处理温度接近合
金的共晶温度，要求固溶处理和时效处
理温度的波动范围很窄，一般为±5℃(II
类)，甚至±3℃(I类) 。
控制原则：加热炉需要多点控温，
加热元件与铸件之间设置隔离装置，炉
内安装空气强制循环风扇；定期检验和
检修。
热处理过烧缺陷：铸造铝合金的固
溶处理控制不当，温度超过铸造铝合金
的共晶温度，造成铸造铝合金组织的局
部熔化，严重降低铸造铝合金的力学性
能，如下图所示。
(a) (b)
共晶熔化
ZL101铝合金的正常和过烧
