2024年3月10日发(作者：大云岚)
铝合金的热处理
铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大， 因而在热处理
时也有所不 同。前者保温时间长，一般都在 2h 以上，而后者保温时间短，
只要几十分钟。 因为金属型铸件、低压铸造件
铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大， 因而在热处理
时也有 所不同。前者保温时间长，一般都在 2h 以上，而后者保温时间短，
只要几十分 钟。因为金属型铸件、 低压铸造件、 差压铸造件是在比较大
的冷却速度和压力下 结晶凝固的， 其结晶组织比石膏型、 砂型铸造的铸
件细很多， 故其在热处理时的 保温也短很多。 铸造铝合金与变形铝合金
的另一不同点是壁厚不均匀， 有异形面 或内通道等复杂结构外形， 为保
证热处理时不变形或开裂， 有时还要设计专用夹 具予以保护， 并且淬火
介质的温度也比变形铝合金高， 故一般多采用人工时效来 缩短热处理周期
和提高铸件的性能。
一、热处理的目的 铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀
性能，
工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用
要求，除
Al-Si系的ZL102, Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，
其余的铸造 铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它
使用性能， 具体有以 下几个方面： 1 ）消除由于铸件结构（如璧厚不均
匀、转接处厚大）等原因使铸 件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的
内应力； 2 ）提高合金的机械强度和 硬度，改善金相组织，保证合金有一
定的塑性和切削加工性能、焊接性能； 3） 稳定铸件的组织和尺寸， 防止
和消除高温相变而使体积发生变化； 4 ）消除晶间 和成分偏析，使组织均
匀化。
二、热处理方法
1 、退火处理 退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起
的内应力， 稳定加工件的 外形和尺寸，并使 Al-Si 系合金的部分 Si 结晶
球状化，改善合金的塑性。其工 艺是：将铝合金铸件加热到280-300C，
保温2-3h，随炉冷却到室温，使固溶体 慢慢发生分解，析出的第二质点
聚集，从而消除铸件的内应力，达到稳定尺寸、 提高塑性、减少变形、翘
曲的目的。
稳定尺寸，改善
2、淬火 淬火是把铝合金铸件加热到较高的温度（一般在接近于共晶
体的熔点，多在
500C以上），保温2h以上，使合金内的可溶相充分溶解。然后，急
速淬入60-100C 的水中，使铸件急冷， 使强化组元在合金中得到最大限
度的溶解并固定保存到室 温。这种过程叫做淬火，也叫固溶处理或冷处理。
3、时效处理
时效处理， 又称低温回火， 是把经过淬火的铝合金铸件加热到某个温
度， 保温一 定时间出炉空冷直至室温， 使过饱和的固溶体分解， 让合金
基体组织稳定的工艺 过程。
合金在时效处理过程中， 随温度的上升和时间的延长， 约经过过饱和
固溶体点阵 内原子的重新组合，生成溶质原子富集区（称为 G-PI区）和
G-PI区消失，第 二相原子按一定规律偏聚并生成 G-PH区，之后生成亚
稳定的第二相（过渡相）， 大量的G-PH区和少量的亚稳定相结合以及亚
稳定相转变为稳定相、 第二相质点 聚集几个阶段。
时效处理又分为自然时效和人工时效两大类。 自然时效是指时效强化
在室温下进 行的时效。人工时效又分为不完全人工时效、完全人工时效、
过时效
1）不完全人工时效：把铸件加热到 150-170C，保温3-5h，以获得
较好抗拉强 度、良好的塑性和韧性，但抗蚀性较低的热处理工艺； 2 ）完
全人工时效：把铸 件加热到175-185C，保温5-24h，以获得足够的抗拉
强度（即最高的硬度）但 延伸率较低的热处理工艺；3 ）过时效：把铸件
加热到190-230C，保温4-9h， 使强度有所下降，塑性有所提高，以获得
较好的抗应力、抗腐蚀能力的工艺，也 称稳定化回火。
4、循环处理
把铝合金铸件冷却到零下某个温度 （如-50C、-70C、-195C）并保
温一定时间， 再把铸件加热到350°C以下，使合金中度固溶体点阵反复收
缩和膨胀，并使各相 的晶粒发生少量位移， 以使这些固溶体结晶点阵内的
原子偏聚区和金属间化合物 的质点处于更加稳定的状态， 达到提高产品零
件尺寸、 体积更稳定的目的。 这种 反复加热冷却的热处理工艺叫循环处
理。 这种处理适合使用中要求很精密、 尺寸 很稳定的零件（如检测仪器
上的一些零件）。一般铸件均不作这种处理。
5、铸造铝合金热处理状态代号及含义
2024年3月10日发(作者：大云岚)
铝合金的热处理
铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大， 因而在热处理
时也有所不 同。前者保温时间长，一般都在 2h 以上，而后者保温时间短，
只要几十分钟。 因为金属型铸件、低压铸造件
铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大， 因而在热处理
时也有 所不同。前者保温时间长，一般都在 2h 以上，而后者保温时间短，
只要几十分 钟。因为金属型铸件、 低压铸造件、 差压铸造件是在比较大
的冷却速度和压力下 结晶凝固的， 其结晶组织比石膏型、 砂型铸造的铸
件细很多， 故其在热处理时的 保温也短很多。 铸造铝合金与变形铝合金
的另一不同点是壁厚不均匀， 有异形面 或内通道等复杂结构外形， 为保
证热处理时不变形或开裂， 有时还要设计专用夹 具予以保护， 并且淬火
介质的温度也比变形铝合金高， 故一般多采用人工时效来 缩短热处理周期
和提高铸件的性能。
一、热处理的目的 铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀
性能，
工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用
要求，除
Al-Si系的ZL102, Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，
其余的铸造 铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它
使用性能， 具体有以 下几个方面： 1 ）消除由于铸件结构（如璧厚不均
匀、转接处厚大）等原因使铸 件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的
内应力； 2 ）提高合金的机械强度和 硬度，改善金相组织，保证合金有一
定的塑性和切削加工性能、焊接性能； 3） 稳定铸件的组织和尺寸， 防止
和消除高温相变而使体积发生变化； 4 ）消除晶间 和成分偏析，使组织均
匀化。
二、热处理方法
1 、退火处理 退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起
的内应力， 稳定加工件的 外形和尺寸，并使 Al-Si 系合金的部分 Si 结晶
球状化，改善合金的塑性。其工 艺是：将铝合金铸件加热到280-300C，
保温2-3h，随炉冷却到室温，使固溶体 慢慢发生分解，析出的第二质点
聚集，从而消除铸件的内应力，达到稳定尺寸、 提高塑性、减少变形、翘
曲的目的。
稳定尺寸，改善
2、淬火 淬火是把铝合金铸件加热到较高的温度（一般在接近于共晶
体的熔点，多在
500C以上），保温2h以上，使合金内的可溶相充分溶解。然后，急
速淬入60-100C 的水中，使铸件急冷， 使强化组元在合金中得到最大限
度的溶解并固定保存到室 温。这种过程叫做淬火，也叫固溶处理或冷处理。
3、时效处理
时效处理， 又称低温回火， 是把经过淬火的铝合金铸件加热到某个温
度， 保温一 定时间出炉空冷直至室温， 使过饱和的固溶体分解， 让合金
基体组织稳定的工艺 过程。
合金在时效处理过程中， 随温度的上升和时间的延长， 约经过过饱和
固溶体点阵 内原子的重新组合，生成溶质原子富集区（称为 G-PI区）和
G-PI区消失，第 二相原子按一定规律偏聚并生成 G-PH区，之后生成亚
稳定的第二相（过渡相）， 大量的G-PH区和少量的亚稳定相结合以及亚
稳定相转变为稳定相、 第二相质点 聚集几个阶段。
时效处理又分为自然时效和人工时效两大类。 自然时效是指时效强化
在室温下进 行的时效。人工时效又分为不完全人工时效、完全人工时效、
过时效
1）不完全人工时效：把铸件加热到 150-170C，保温3-5h，以获得
较好抗拉强 度、良好的塑性和韧性，但抗蚀性较低的热处理工艺； 2 ）完
全人工时效：把铸 件加热到175-185C，保温5-24h，以获得足够的抗拉
强度（即最高的硬度）但 延伸率较低的热处理工艺；3 ）过时效：把铸件
加热到190-230C，保温4-9h， 使强度有所下降，塑性有所提高，以获得
较好的抗应力、抗腐蚀能力的工艺，也 称稳定化回火。
4、循环处理
把铝合金铸件冷却到零下某个温度 （如-50C、-70C、-195C）并保
温一定时间， 再把铸件加热到350°C以下，使合金中度固溶体点阵反复收
缩和膨胀，并使各相 的晶粒发生少量位移， 以使这些固溶体结晶点阵内的
原子偏聚区和金属间化合物 的质点处于更加稳定的状态， 达到提高产品零
件尺寸、 体积更稳定的目的。 这种 反复加热冷却的热处理工艺叫循环处
理。 这种处理适合使用中要求很精密、 尺寸 很稳定的零件（如检测仪器
上的一些零件）。一般铸件均不作这种处理。
5、铸造铝合金热处理状态代号及含义