一、回歸現(xiàn)象特點(diǎn)

    經(jīng)過自然時(shí)效強(qiáng)化的鋁合金，快速加熱至210～250℃的溫度，短時(shí)保溫(30～300s)，然后快速冷卻至室溫，該合金重新軟化，恢復(fù)至新淬火狀態(tài)，如將其在室溫下停放，仍能進(jìn)行正常的自然時(shí)效。這種現(xiàn)象稱為回歸現(xiàn)象。如重復(fù)上述工藝過程，則可以反復(fù)出現(xiàn)回歸現(xiàn)象。硬鋁合金的回歸現(xiàn)象(如圖3—5—12)。

圖3—5—12硬鋁合金的回歸現(xiàn)象

    回歸現(xiàn)象實(shí)際上是經(jīng)過自然時(shí)效后的鋁合金生成的GP區(qū)或亞穩(wěn)定相，在快速短時(shí)加熱時(shí)發(fā)生溶解，變成原有的淬火狀態(tài)。因而合金性能也恢復(fù)到新淬火狀態(tài)下的性能。回歸現(xiàn)象具有下面幾個(gè)特點(diǎn)：
    1)凡自然時(shí)效強(qiáng)化的鋁合金都具有回歸現(xiàn)象。
    2)回歸處理可以多次重復(fù)進(jìn)行。如圖3—5—12所示，每次回歸處理后，它的性能不能完全恢復(fù)到原有狀態(tài)，總有一點(diǎn)差距。
    3)回歸處理的溫度越高，回歸過程越快，所需加熱時(shí)間越短。
    4)經(jīng)回歸處理后的合金，其耐蝕性能有所下降。

二、回歸處理應(yīng)注意的問題

    采用回歸處理來恢復(fù)塑性應(yīng)注意的問題：
    1)回歸處理的溫度必須高于原先的時(shí)效溫度，兩者差別越大，回歸越快，越徹底。相反如果兩者相差很小，回歸很難發(fā)生，甚至不會發(fā)生。
    2)回歸處理的加熱時(shí)間一般很短，只要低溫脫溶相完全溶解即可。如果時(shí)間過長，會出現(xiàn)對應(yīng)于該溫度下的脫溶相，使硬度重新升高或過時(shí)效，達(dá)不到回歸效果。
    3)回歸過程中，僅脫溶期的GP區(qū)(A1—Cu合金還包括θ〞相)重新溶解，脫溶期產(chǎn)物往往難以溶解。由于低溫時(shí)效時(shí)不可避免地總有少量脫溶期產(chǎn)物在晶界等處析出，因此即使在最有利的情況下，合金也不能完全回歸到新淬火狀態(tài)，總有少量性質(zhì)的變化是不可逆的。這樣既會造成力學(xué)性能一定損失，又易使合金產(chǎn)生晶間腐蝕。因而有必要控制回歸處理的次數(shù)。
    回歸現(xiàn)象在工業(yè)上有重要的實(shí)際使用價(jià)值?？梢园呀?jīng)自然時(shí)效強(qiáng)化的鋁合金進(jìn)行回歸處理，使其軟化后進(jìn)行加工。如許多型、棒材彎曲成型等利用回歸處理后進(jìn)行加工，飛機(jī)上的鉚釘，回歸處理后進(jìn)行鉚接，然后讓其再自然時(shí)效使強(qiáng)度增加。

三、回歸再時(shí)效處理

    過去認(rèn)為只有自然時(shí)效的合金才可以回歸處理。到l974年B.M.Cina首次提出，對人工時(shí)效狀態(tài)的鋁合金也可進(jìn)行回歸處理，隨后再重復(fù)原來的人工時(shí)效。這種熱處理工藝稱作回歸再時(shí)效處理。這種工藝較適用于Al—Cu—Mg、Al—Mg—Si、Al—Zn—Mg—Cu系合金。
    如Al—Zn—Mg—Cu系的7075合金，用單極峰值時(shí)效(T6)可達(dá)到最高抗拉強(qiáng)度，但應(yīng)力腐蝕抗力降低。為改善應(yīng)力腐蝕抗力采用分級時(shí)效，即用110℃時(shí)效，保溫8 h，再l77℃時(shí)效，保溫8 h，結(jié)果提高了應(yīng)力腐蝕抗力，但強(qiáng)度降低了10%～l5%。采用回歸再時(shí)效處理，可以保持7075合金T6狀態(tài)的高強(qiáng)度，又具備了分級時(shí)效處理的優(yōu)良應(yīng)力腐蝕抗力。
    7075合金回歸再時(shí)效工藝為：120℃時(shí)效24 h，240℃回歸處理，隨后按原工藝再進(jìn)行人工時(shí)效。回歸處理時(shí)間對回歸狀態(tài)及回歸再時(shí)效狀態(tài)的性能有直接影響，如圖3—5—13所示。從圖可知，隨著回歸時(shí)間增加，回歸狀態(tài)的硬度迅速下降，大約在25 s達(dá)到最低點(diǎn)，隨后出現(xiàn)一個(gè)不大的峰值后又重新降低。經(jīng)再時(shí)效處理，合金再度硬化，硬化效果隨回歸時(shí)間增加而逐漸下降。在回歸時(shí)間為30 s內(nèi)，時(shí)效后的硬度可回復(fù)到原T6狀態(tài)。

圖3—5—13  7075一T651合金的顯微硬度與回歸處理時(shí)間的關(guān)系圖

    回歸再時(shí)效處理的組織變化較為復(fù)雜，7075合金T6狀態(tài)，主要脫溶相為η′和η(MgZn₂)。在回歸處理時(shí)，同時(shí)發(fā)生強(qiáng)化相溶解，析出及聚集。尺寸細(xì)小穩(wěn)定性較低的叼過渡相會重新溶于基體，而尺寸較大穩(wěn)定較高的η′相會轉(zhuǎn)變成η相。與此同時(shí)基體中原已存在的叼相會聚集成更粗大的質(zhì)點(diǎn)。這種變化與自然時(shí)效狀態(tài)鋁合金回歸的組織變化不同，因后者情況下GP區(qū)將全部溶解，合金組織回到淬火狀態(tài)。7075合金240℃回歸處理前期主要是η′相的溶解，導(dǎo)致脫溶相總量下降，但隨回歸時(shí)間的延長，η相析出量增加，回歸后再進(jìn)行同一規(guī)范的人工時(shí)效時(shí)，因過飽和固溶體中重新析出彌散η′相使強(qiáng)度恢復(fù)到原有水平。

將經(jīng)過低溫時(shí)效強(qiáng)化的某些合金在較高溫度下(高于先期時(shí)效溫度但低于固溶線溫度)短時(shí)加熱并迅速冷卻，其強(qiáng)度和其他性能回復(fù)到新淬火狀態(tài)的現(xiàn)象。為此目的而進(jìn)行的熱處理稱為“時(shí)效回復(fù)處理”。圖示為硬鋁的時(shí)效回歸現(xiàn)象，硬鋁淬火后在室溫下放置(自然時(shí)效)，其強(qiáng)度隨放置時(shí)間延長而提高，將已經(jīng)強(qiáng)化的材料在214℃加熱2～3min，其強(qiáng)度立即下降到接近于新淬火狀態(tài)。
合金時(shí)效過程中，由于析出不同的脫溶產(chǎn)物而使其強(qiáng)化。時(shí)效溫度不同，析出的脫溶產(chǎn)物也不同。低溫時(shí)一般以形成原子偏聚區(qū)(即GP區(qū))為主，其強(qiáng)化作用來源于形成GP區(qū)時(shí)造成的應(yīng)力場對位錯(cuò)運(yùn)動的阻礙作用。將經(jīng)過低溫時(shí)效的合金重新加熱到較高溫度時(shí)，低溫下形成的GP區(qū)將迅速溶解于基體中，GP區(qū)所造成的強(qiáng)化效果也隨之消失，合金的性能又重新恢復(fù)到接近于新淬火狀態(tài)。