行业资料

热处理基础与各类金属分析

1. 铝合金热处理（6061 / 7075）

铝合金通过 沉淀强化（时效硬化） 实现强度提升，广泛应用于航空航天、交通运输、建筑工程和机械制造。根据其合金系的不同，铝合金热处理性能也有显著差异。

6061-T6： 典型 Al-Mg-Si 合金，进行 530°C 固溶处理后迅速水淬，继而以 175°C 时效 8 小时，析出细小的 Mg₂Si 粒子，强化基体。适用于结构件、机械零件、航空连接件等。

7075-T6： 属于高强度 Al-Zn-Mg-Cu 系合金，先固溶于 475°C 左右，后在 120°C 下时效 24 小时，形成 η' (MgZn₂) 强化相。其 T73 状态通过过时效处理在牺牲强度的同时提升抗腐蚀和断裂韧性。

典型注意事项： 高锌系合金热裂倾向较强，热处理后需特别控制淬火变形。

2. 不锈钢热处理（17-4PH / 304 / 420）

不锈钢按组织类型分为五类：奥氏体型、马氏体型、铁素体型、双相型、沉淀硬化型。其中热处理响应明显的主要为马氏体型与沉淀硬化型。

• 17-4PH： 先进行 1038°C 固溶处理后空冷，随后在 480~620°C 不同温度下进行析出硬化处理（如 H900、H1025、H1150），析出 Cu 富集相形成强化。广泛用于核电、模具、轴承套环等。
• 304 不锈钢： 属奥氏体型，不可热处理强化，仅可通过 1050°C 水冷退火用于恢复组织或消除加工应力。
• 420 不锈钢： 马氏体型，可进行 1040°C 淬火 + 回火（200–600°C），获得高硬度（最大 52 HRC），常用于刀具、量具、阀门等。

3. 钛合金热处理（Ti-6Al-4V）

钛合金热处理通过控制 α/β 相比例来平衡强度、韧性与耐热性。其热处理方式多样，包括退火、时效、固溶处理、β淬火等。

• 固溶处理： 通常在 β 转变点以下（950–980°C）进行，保温后水冷或风冷 → 保留部分 β 相
• 时效处理： 在 480–650°C 进行 2–8 小时，析出细小 α 相，提高强度与疲劳性能
• 双重时效： 某些工艺（如军用）采用两阶段时效以优化初生 α 相与二次 α′ 粒子的均匀性

Ti-6Al-4V 广泛用于航空发动机部件、医疗植入物、石油钻具等。

4. 铜合金热处理（铍铜 / 锡青铜 / 黄铜）

铍铜（C17200）： 具备高弹性与良好导电性，热处理流程为 760–800°C 固溶，水淬后在 300–325°C 下时效 2–3 小时，析出 γ′ 相（CuBe）。最终硬度达 HRC 42–45，广泛应用于弹簧、模具、接触器、航天元件等。

锡青铜（QSn 系）： 如 QSn6.5-0.1 可经 260–320°C 时效处理提升强度，但整体强化幅度较小，常用于电机轴瓦、滑动轴承。

黄铜（Cu-Zn）： 典型如 H62、H65，一般采用 400–500°C 低温退火消除应力，不可通过析出强化手段提升强度。

注意： 铜合金导热性高，热处理过程控温需精准，过烧易导致性能劣化。

热处理参数与性能对比表

注：表中数据为典型工艺参考，实际热处理应根据具体材料批次和应用标准调整。