CN101724796A - 铝合金铸件的直接淬火热处理 - Google Patents

Abstract

提供一种用于铝合金铸件的直接淬火的热处理方法。可将铝合金铸件加热到固溶温度。保持这个温度足够长的时间，以使硬化元素溶解到铝固溶体中并引起不溶相的任何形态变化，例如共晶硅相的球化。在固溶之后，可对铝合金铸件进行淬火。可使铝合金铸件从固溶温度直接快速冷却到时效温度，省去了常规工艺的室温保持。由此，该工艺能够减少工序和设备，能提高生产率，并且能省去一些热耗。而且，该工艺能够降低残余应力并且能够提供形成新析出物的可能性。直接淬火还可以与铸铝合金的连续时效一起使用。

Description

铝合金铸件的直接淬火热处理

技术领域

本发明总体上涉及对可时效硬化的铸铝合金的热处理，具体涉及从固溶处理直接淬火到时效温度的铸铝合金热处理。

背景技术

通常大量生产铝硅合金铸件以用于各种应用。在其中许多应用中，例如气缸体和气缸盖、变速器铸件等等，铸件会相当复杂。为了获得足够的物理性能(例如抗拉强度、延长率和硬度)，铝硅合金铸件通常受到热处理。

最普遍的Al-Si铸造合金(例如319、356、390)通过被称为时效硬化或析出强化的机制而得到强化。该工艺通常由三步组成：首先，在高温下将合金元素溶解到铝固溶体中。这个步骤称为固溶处理，并且通常作为与铸造过程分开的操作执行。在固化之后，从模具中取出铸件，然后放入独立炉中再加热到刚刚低于固相线的温度并且保持足够长的时间，使析出物溶解并且利用溶质原子(通常为铜(Cu)和/或镁(Mg))使α铝相饱和。此外，伴随着“固溶化”会出现不溶性颗粒(例如硅)的略微球化。

在固溶化之后，在析出强化工艺的第二步，使铸件快速冷却，称为″淬火″。淬火必须足够快以限制扩散并且防止溶质原子从溶液中析出。有效溶质元素要求在铝中的最大溶解度必须随着温度而增加，以便在温度快速下降时，铝包含多于平衡溶液含量而变成″过饱和″。这种过饱和状态是一种非平衡状态。因为过饱和铝成分包含的溶质原子比析出物多十倍以下，所以在可形成析出物之前，溶质原子必须簇集在一起以形成较高溶质浓度区域并且使其它区域为降低溶质浓度区。

第三步是时效步骤。如果在室温下执行，这个时效步骤称为自然时效。如果在高温下执行，这个时效步骤称为人工时效。溶解温度下溶液中平衡溶质浓度与时效温度下溶液中平衡溶质浓度之间的差值为析出反应提供推动力。时效温度越低，这个差值就越大，并且因此，推动力就越大。反之，这个温度越低，原子迁移率就越低。

因此，析出反应取决于合成推动力与受温度控制的原子迁移率之间的折中。甚至在室温时也会出现一些析出物。在低温时，合成推动力很高，但是因为原子迁移率很低，溶质原子的扩散很慢，因此析出反应缓慢。在高温时，原子运动增强，更快速地形成簇，但是合成推动力很低，导致形成少量析出物。

常规热处理中时效温度的选择是反应速度与析出物形成总量之间的折中。部件的硬度和强度很大程度上受析出物形成量的控制。在时效处理期间，铸件被再加热到中间温度，使强化的析出物成核。析出反应本身是多步骤工艺，致使铸件的强度和硬度随着时间和温度而增大，达到某一最大硬度值，然后再降低。当时效温度增大时，在短时间内获得最大硬度，但是最大硬度水平有一些损失。因此，存在温度和时间的优化组合，致使在最大强度与处理时间约束之间形成最优折中。

对于特定用途，上述每个步骤的控制对获得强度与延展性的结合都是非常重要。特意在更高温度下或用更长时间来时效处理一些铸件以得到超过最大硬度的状态。这种″过度时效″状态呈现的抗拉强度低于最大时效状态的，但是在许多应用中，拉伸长度(损伤容限)和尺寸稳定性的提高比强度更重要。

析出反应涉及原子簇的扩散控制附聚以形成富有溶质的区域。在稍后阶段，从这个区域析出分离相(discrete phase)。所述簇集和析出由于局部晶格应变的增大而促使强度提高。再稍后，析出物尺寸增大直到通过分界面的形成而降低系统总能量。此时，颗粒变成非相干相并且伴随有硬度和抗拉强度的急降晶格应变大大减少。颗粒的析出还伴随有铸件的实际尺寸在温度下随时间的变化。因此，对于带有临界尺寸公差的应用，铸件被热处理成超过最大硬度达到出现了大部分尺寸变化的程度，然后被机加工成所需尺寸。

铝铸件的常规热处理是能量消耗量大且耗费资金的工艺，在任何给定时间，其产品库存可高达两天或更久。

析出过程由合成推动力与原子迁移率之间的平衡而推动，因为其均受到温度的反向影响。随着析出物开始形成，硬度和强度在温度下随时间而增大，由于析出物与基体之间的原子间距失配所引起的晶格应变能量增大，延展率降低。

随着析出物增加，析出物-基体分界面处的局部应变增大直到其达到一个最大值，在这个最大值时，系统能量由于打断析出物与基体之间的键合而减小，从而形成相界。随着更多析出物由这些边界与基体隔开(不与基体聚集在一起)，解除了失配应力，由此降低硬度和强度并提高延展性。因此，对于特定微观结构，共同的观测结果是，硬度和强度的变化与延展性的相反。

常规热处理通常需要在再加热到时效温度之前使用独立淬火设备淬火到接近室温。事实上，对于一些气缸体，常常需要在再加热到时效温度之前进行24小时的室温维持以降低引起裂缝的残余应力。再加热到时效温度需要极大能量来使铝合金铸件从室温达到时效温度。

因此，需要一种工艺，其省去了与在室温淬火之后再加热到时效温度有关的能耗，并且通过省去室温淬火维持而提高生产率。此外，需要一种工艺，其省去了对淬火到室温的独立设备的需要。因为该淬火是不那么剧烈并且温度间隔较小，因此，残余应力和裂缝趋势也都能大大降低。

发明内容

根据本发明，提供一种用于铸铝合金的直接淬火的热处理方法。可将铝合金铸件加热到固溶温度。保持该温度足够长的时间，使硬化元素溶解到铝固溶体中并引起不溶相的任何形态变化，例如共晶硅相的球化。在固溶之后，通过快速冷却将铝合金铸件从固溶温度直接快速冷却到时效温度而对铝合金铸件进行直接淬火，省去了常规工艺的室温保持和淬火设备。由此，该工艺能够减少工序和设备，能提高生产率，并且能省去一些热耗。过工艺能够降低残余应力并且能够提供形成新析出物的可能性。

根据一个实施例，该直接淬火工艺可用于热处理铝合金的连续时效工艺。

根据另一实施例，可实现热处理铝合金的机械性能的不同组合。

因此，本发明的这些实施例的特征是以降低的成本、周期时间、无铝合金铸件变形和残余应力的冶金结果以及降低的制造工艺复杂性获得热处理铝合金的机械性能。根据本文所包括的对本发明的描述，可清楚本发明的这些实施例的其它特征。

附图说明

结合附图可以最好地理解下面对特定实施例的详细说明，在这里，相同的结构用相同的附图标记表示，并且其中：

图1示出了常规工艺与根据本发明的一个实施例的直接淬火工艺的对比曲线。

图2示出了常规淬火与根据本发明的一个实施例的直接淬火的隔壁硬度试验结果。

图3示出了根据本发明的一个实施例，对直接淬火工艺处理的铸件在两种不同温度(240℃和190℃)下的热示踪。

图4示出了根据本发明的一个实施例的抗拉强度和伸长率试验结果，该结果来自从在6种不同状态下进行热处理的铸件段的隔壁上切下的319合金棒。

图5示出了根据本发明的一个实施例的抗拉强度和伸长率试验结果，该结果来自直接淬火热处理过的319合金、220合金和319+Mg合金。

图6示出了根据本发明的一个实施例的A356和319热处理合金棒的硬度试验结果。

图7示出了根据本发明的一个实施例的A356和319热处理合金棒的拉伸试验结果。

图8示出了根据本发明的一个实施例的A356和319热处理合金棒的解耦(decoupled)的抗拉强度/硬度关系。

具体实施方式

在实施例的下列详细说明中，参照构成其一部分的附图，并且在附图中，以图示而非限制方式示出了可实施本发明的具体实施例。应当理解，可以采用其它实施例，并且在不脱离本发明精神和范围的情况下可以做出逻辑上、机械上和电学上的变化。

随着用于热处理铸铝合金的高传热炉的出现，能够从固溶温度直接冷却到时效温度并且使硬化元素维持在溶液中，由此形成析出强化所需的过饱和固溶体。现在能够更好地控制析出反应。通过将淬火速度改变到时效温度，能够分级进行析出反应以产生析出顺序的变化，并且与传统的固溶-淬火-时效顺序相比，能够产生具有更大回旋余地的强度和延展性组合。

在直接淬火热处理工艺中，常规强制通风时效炉可由高导热炉(例如，流化砂床)代替，以使得能够进行从固溶炉到时效炉的铝合金铸件直接淬火，由此省去了淬火到室温的中间步骤并且去除了与常规淬火相关的高残余应力和工艺设备。

开始参照图1，通过比较图1中由虚线10所表示的常规工艺周期与由实线20表示的新的直接淬火工艺，能够看出直接淬火的一些明显优点。铝合金铸件热处理工艺的不同阶段用水平线表示。液相线是开始凝固的温度，固相线是完成凝固的温度。固溶相线是这样一个温度，溶质在这个温度以上完全处于溶液中；在这个温度以下时合金以双相混合物存在。因此，固溶处理是在固相线与固溶相线之间的温度下执行。在100与200℃之间，会出现析出反应的各种阶段。这个温度带属于时效状态。对于固溶相线以上的温度，析出物会溶解，对于低于这条线的温度，析出物会长大并聚结。

在常规的三步骤工艺中，在区段A至B，铝合金铸件能被加热到固相线与固溶温度之间的区域(即在约450℃与约525℃之间)，从而溶解合金元素并球化硬颗粒例如硅。然后在区段C，使铝合金铸件快速冷却或淬火，从而使合金元素维持在溶液中。为了降低由淬火所引起的残余应力，在区段D，使铝合金铸件在室温下保持各种时间。然后在区段E，通过再加热到中间温度对铝合金铸件进行人工时效，以控制强化相的析出。最后，在区段F，使铝合金铸件能够冷却到室温。

在直接淬火工艺的一个示例性实施例中，铝合金铸件能够被加热到固溶温度(B)并能够在固溶温度维持足够长的时间，使硬化元素溶解到铝固溶体中并且引起不溶相的任何形态变化(如果存在的话)，例如共晶硅相的球化。通常，固溶温度可依合金而定并且可以是固溶温度与固相线温度之间的任何温度。通常，固溶温度越高越好。同样，铝合金铸件可维持在固溶温度的时间段也取决于合金成分以及铝合金铸件的初始微观结构。这个时间段可在约半小时至约十二个小时的范围内。在一个示例性实施例中，固溶温度为约495℃，所述时间段为约四个小时。

在一个实施例中，加热到溶解温度的速度对球化速度有影响，并且可以通过铝合金铸件厚度、装填炉以及炉与铝合金铸件之间的传热速度而改变。

在固溶之后，铝合金铸件可被直接淬火到时效温度。换句话说，在直接淬火工艺中，铝合金铸件能够从固溶温度直接快速冷却到时效温度，省去了常规工艺(F)的室温移动。临界温度范围可为这样一个温度范围，在这个范围内，铝合金铸件能够被淬火，同时仍然保留过饱和固溶体。在一个实施例中，时效温度可在约100℃至约260℃之间。在一个示例性实施例中，时效温度可为190℃。在另一示例性实施例中，时效温度可为240℃。铝合金铸件在冷却到室温之前，可在时效温度保持约一个小时至十二个小时。然而，对于航空航天应用，铝合金铸件在冷却到室温之前，在时效温度保持的时段可长于十二个小时。

省去固溶温度与时效温度之间的室温淬火步骤具有多个优点：

工艺上：

1)减少工序和设备。没有独立的淬火工序。可在铝合金铸件被放入时效炉时进行淬火。时效炉可能需要为高传热处理，例如流化砂床或高温油、熔盐或热流体；

2)提高生产率。在再加热到时效温度之前没有在室温下的保持。不用再加热到时效温度；以及

3)省去一些热耗。在常规工艺中，必须从常规工艺省去的使铝合金铸件变到室温的热量必须加回到铝合金铸件中以使其回到时效温度。

冶金学上：

1)降低残余应力。温差的减小以及冷却速度的降低都对降低残余应力起作用，这能减小淬火裂缝的可能性并能改善部件疲劳性能；以及

2)可能形成新析出物。常规热处理工艺中的析出反应是基于冷却到室温，然后再加热。在直接淬火工艺中，可以打破该顺序，允许首先而不是最后形成高温析出物。而且还有可能减少时效处理的持续时间。

下列例子描述试验和结果以表明直接淬火热处理是可行的。

应当注意，铝合金铸件的性质很大程度上受到铸态微观结构粗糙度的影响，该粗糙度很大程度上可由凝固速度和有无瑕疵(例如孔隙度)控制。在下列例子中，假定这两种因素都保持恒定并且性质变化只由热处理的作用引起。

示例1：

由319铝合金(合金的成分见表1)制成的一组12V8气缸体，被沿通过孔中心的截面分成五段，每段大约5英寸厚。舍弃每个气缸体的两个端段，因为这些部分的几何形状和受热历史与其余三段大不相同。

表1：319合金化学性质

Si	Fe	Cu	Mn	Mg
					7	0.4	3.0	0.2	0.35

将这三十六个段随机分组并按照图2进行热处理，每种条件下两段。

表2

在热处理之后，从每段中切出样品；两个从隔壁，两个从内螺栓轮毂以及两个从外螺栓轮毂。图2和3示出每个热处理组的布氏硬度以及抗拉强度和延长率。对于每种条件，对四个试验取平均值。图3示出进行直接淬火处理(即，组3)的铝合金铸件的热分布。

首先参照图2，在常规处理中(即，组1和组2)，可以看到，在190℃时硬度随着时效时间而增大，在240℃时随着时效时间减小。淬火速度的影响(砂对比水)表明，在相同时效处理条件下(比较190-砂与190-水)，较快的水淬火速度会引起越高的硬度。相反，直接淬火硬化随着时间显示很小的硬度变化，并且看起来似乎只受到淬火速度-时效温度的控制(即，组3，极右的两组数据)。淬火速度-时效温度因素可分成单独的淬火速度和时效温度的影响，因为在该示例中，时效温度在很大程度上决定淬火速度。从图3看出，淬火速度差很微小。然而，不能忽视，可在淬火的最后37.8℃(或100°F)发生重要反应。

在表3中，QR1是从溶解温度到距时效温度43.3℃(或110°F)的淬火速度，QR2是从43.3℃(或110°F)到高出时效温度10(最终的10度视为可忽略)的淬火速度。T2是冷却到最后的37.8℃(或100°F)的时间。

表3两种直接淬火温度的淬火速度

时效T	ΔT	淬火时间	淬火速度	QR1	QR2	T2
							190℃	305℃	642s	0.48℃/s	1.263	0.123	452s
240℃	255℃	508s	0.51℃/s	1.262	0.156	357s
							标准淬火*	387℃	465s	＞0.833℃/s

*淬火到室温的生产规格

表3所示两个示例中的淬火速度表明，直接淬火工艺即使在冷却速度低于常规热处理工艺时(即，～0.5℃/s对比＞0.8℃/s)也是有效的。较慢的淬火速度可减少铝合金铸件的变形并且降低残余应力，这两者都是本工艺的优势。

抗拉强度可由图4中的图表概括。最终抗拉强度可遵循与图2所示的硬度相同的模式。然而，对于直接淬火铝合金铸件，拉伸长度不遵循延长率随强度的增加而减小接着在强度开始下降时增加的常规模式，从而表明更复杂的反应。然而机械性能可与常规工艺的类似，如图表的点A处所见。直接淬火工艺的附加优势、不同组合或性能都可实现，如点B处所见。因此，铝合金铸件机械性能的不同组合可与常规热处理工艺的相反，例如，抗拉强度和硬度的解耦。

示例#2：

在示例#2中进行另一系列试验以确定不同硬化合金浓度对直接淬火的反应。已经表明，时效温度对由直接淬火工艺得到的性能有显著影响，并且硬度和抗拉强度以一定的相互独立性变化，不同于铝合金的常规三步骤热处理。在这一系列中，使用三种合金(见表4的合金成分)，一种具有3.7％的铜而无镁(319合金)，第二种具有2.4％的铜和0.4％的镁(220合金)，第三种具有3.8％的铜和0.2％的镁(319+Mg合金)。

表4：合金化学性质

对所有合金都进行热处理，在约495℃下进行约5个小时的固溶，之后快速冷却(淬火)到人工时效温度(在整个临界温度范围内1.2℃/s)。然后对铝合金铸件进行人工时效，保持在三种不同时效温度(即，170℃、190℃和210℃)下约4个小时，之后空冷到室温。测出这三种铝合金铸件在每种条件下的硬度和抗拉强度，如图5所示。

参照图5，既包含铜又包含镁的合金(220和319+Mg)都显示出硬度和抗拉强度随人工时效温度的增大而降低。然而，下降斜率不同。与铜含量更高/镁含量更低的合金(319+Mg)的硬度损失相比，镁含量更高的合金(220)的强度损失更大。相反地，无镁合金(319)没有表现出时效温度对抗拉强度的影响，并且硬度趋势与含Mg合金(220和319+Mg)的相反。

因此发现，硬度与抗拉强度的进一步解耦可以通过合金成分与直接淬火热处理参数的交互操纵而获得。

此外，直接淬火热处理工艺可与2008年6月10提交的未决美国专利申请No.12/136,257中所公开的铝硅铸造合金的连续时效一起使用，将该专利申请整体并入本文作为参考。

示例#3(双温度时效处理或连续时效)

在该系列试验中，评估了双时效热处理的热处理之间的淬火效果和淬火速度。具有连续时效的常规热处理包括以下步骤：

1.固溶处理；

2.淬火到室温；

3.再加热到第一时效处理；

4.保持；

5.冷却到室温；

6.加热到第二时效温度；

7.保持；以及

8.冷却到室温。

时效处理之间的冷却按照表6变化。组1执行直接淬火工艺，由此基本上合并了上述常规工艺的步骤2和3。通过小的钢激冷(smallsteel chill)制造铸态炉篦铸件，从而具有枝晶晶胞尺寸约为30-40μt的微观结构。对0.75英寸×1.25英寸×4英寸的各个棒节段都如下进行热处理(每种条件下三个)。对A356棒(该合金的成分见表5)在流化砂床中在538℃下进行5个小时的固溶处理，然后在60℃的水中淬火。对319棒(该合金的成分见表5)在495℃下进行5个小时的固溶处理，然后在60℃的水中淬火。在固溶处理与时效之间，所有棒都保存在-17℃的冷冻器中。

表5：连续时效的合金化学性质

所有试验棒都在室温下进行布氏测试，然后进行机加工和拉伸测试。

表6

Q-冷却介质

NA-室温下的自然时效

t-棒在炉中的时间

T-砂的温度

通过比较第一柱形(直接淬火)与随后的六个柱形可以看出图6和7给出的直接淬火的数据的重要性。所有试验棒都进行相似的热处理，并且可以看出，在时效处理之间完全冷却到室温不能使连续时效处理获得附加优势。铸态和传统热处理T6和T7仅作为参考示出。

可以在连续时效工艺的多个不同步骤使用直接淬火。例如，在一个示例性实施例中，可对铝合金铸件进行固溶热处理以溶解合金元素。然后可将铝合金铸件直接淬火到成核温度。在一个示例性实施例中，该成核温度可约为250℃。可将铝合金铸件维持并保持在成核温度足够长的时间，以在整个铝合金铸件中引起成核。在一个示例性实施例中，这个足够长的时间段可约为1个小时。在这个时间段之后，铝合金铸件可被直接淬火到时效温度，从而在铝合金铸件中形成析出物。在一个示例性实施例中，时效温度在约100℃与约220℃之间，并且，铝合金铸件可保持在时效温度约6个小时。最后，可将铝合金铸件冷却到室温。

在另一个示例性实施例中，可对铝合金铸件进行固溶热处理以溶解合金元素。然后可将铝合金铸件直接淬火到成核温度并且可在成核温度维持并保持足够长的时间，以在整个铝合金铸件中引起成核。在这个时间段之后，可将铝合金铸件冷却到室温。在设定的时间段之后，可将铝合金铸件再加热到时效温度，从而在铝合金铸件中形成析出物作为分离相。最后，可将铝合金铸件冷却到室温。

在又一个示例性实施例中，可对铝合金铸件进行固溶热处理以溶解合金元素。然后可将铝合金铸件淬火到室温。接着可将铝合金铸件再加热到成核温度并且可在成核温度维持并保持足够长的时间，以在整个铝合金铸件中引起成核。然后，可将铝合金铸件直接淬火到时效温度，从而在铝合金铸件中形成析出物作为分离相。最后，可将铝合金铸件冷却到室温。

直接淬火工艺与连续时效工艺的组合在常规连续时效处理上的改进主要在于工艺简化、生产率提高和成本减低。直接淬火和连续时效处理还可使常规的抗拉强度-硬度关系解耦，如356/319合金在各种热处理下的图8中所见。

总结一下直接淬火工艺的示例性实施例，该工艺可用于对铝合金进行热处理，其因来自过饱和固溶体的硬化相析出而经受强化。冷却速度和时效温度的选择可对所获得的性能有很大影响。此外，直接淬火能用于减少所需工序数，以利用从使用连续时效热处理工艺所得到的性能组合。

应当注意，“优选地”、“共同地”、“通常”之类的术语不是用于限制所要求保护的发明的范围，或是暗示某些特征对所要求保护的发明的结构或功能是关键的、必要的或非常重要的。相反，这些术语只是为了突出替代或附加特征，它们可用于或不用于本发明的特定实施例中。

为了描述和限定本发明，应当注意，本发明所用的术语“基本上”是表示固有的不确定性，这可归因于任意定量比较、数值、测量值或其它表述。本文所用的术语“基本上”还表示定量表述不同于设定参考的程度，但不会引起所涉及的主题的基本功能的变化。

已经参照本发明的特定实施例详细描述了本发明，显然，在不背离所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可做出改型和变化。更具体地说，尽管本文明确了本发明的一些方面为优选的或特别有利的，但是可以设想，本发明并不必需限制于本发明的这些优选方面。

Claims (24)

1.一种热处理铝合金铸件的方法，该方法包括：

将该铝合金铸件加热到固溶温度；

将该铝合金铸件从所述固溶温度直接淬火到时效温度；以及

将该铝合金铸件冷却到室温。

2.如权利要求1所述的方法，其中，加热速度是变化的。

3.如权利要求1所述的方法，其中，加热速度因铝合金铸件厚度、装填炉以及炉与铝合金铸件之间的传热速度而改变。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述固溶温度处于固溶相线温度与固相线温度之间。

5.如权利要求1所述的方法，该方法还包括：

在直接淬火到所述时效温度之前，保持所述固溶温度一段时间。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述一段时间足以溶解硬化元素。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述一段时间在约半小时至约十二个小时的范围内。

8.如权利要求1所述的方法，所述时效温度在约100℃至约260℃之间的范围内。

9.如权利要求1所述的方法，还包括：

在冷却到室温之前保持所述时效温度一段时间。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述一段时间在约一个小时至约十二个小时的范围内。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述铝合金铸件的所述直接淬火发生在导热炉中。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述导热炉是流化砂床、高温油、熔盐或热流体。

13.如权利要求1所述的方法，其中，由淬火速度和所述时效温度控制硬度。

14.如权利要求1所述的方法，还包括：

通过改变所述时效温度使抗拉强度与硬度解耦。

15.如权利要求14所述的方法，其中，抗拉强度与硬度的解耦受到铝合金铸件成分和时效温度参数的交互操纵。

16.一种用于铝合金铸件的多步骤人工时效方法，该方法包括：

对该铝合金铸件进行固溶热处理以溶解合金元素，随后直接淬火到成核温度；

使该铝合金铸件维持在该成核温度并且保持在至少等于该成核温度的温度足够长的时间，以在整个铝合金铸件中引起成核；

将该铝合金铸件直接淬火到时效温度；

在该铝合金铸件中形成析出物作为分离相；以及

将该铝合金铸件冷却到室温。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述成核温度约为250℃。

18.如权利要求16所述的方法，其中，所述铝合金铸件在所述成核温度维持约一个小时。

19.如权利要求16所述的方法，其中，所述时效温度在约100℃至约220℃的范围内。

20.如权利要求16所述的方法，其中，所述铝合金铸件保持在所述时效温度约六个小时。

21.如权利要求16所述的方法，还包括：

通过改变所述时效温度使抗拉强度与硬度解耦。

22.如权利要求21所述的方法，其中，抗拉强度与硬度的解耦受到铝合金铸件成分和较低温度参数的交互操纵。

23.一种用于铝合金铸件的多步骤人工时效方法，该方法包括：

对该铝合金铸件进行固溶热处理以溶解合金元素，随后直接淬火到成核温度；

使该铝合金铸件维持在该成核温度并且保持在至少等于该成核温度的温度足够长的时间，以在整个铝合金铸件中引起成核；

将该铝合金铸件冷却到室温；

再加热到时效温度以在该铝合金铸件中形成析出物作为分离相；以及

将该铝合金铸件冷却到室温。

24.一种用于铝合金铸件的多步骤人工时效方法，该方法包括：

对该铝合金铸件进行固溶热处理以溶解合金元素，随后淬火到室温；

将该铝合金铸件再加热到成核温度并且保持在至少等于该成核温度的温度足够长的时间，以在整个铝合金铸件中引起成核；

将该铝合金铸件直接淬火到时效温度；

在该铝合金铸件中形成析出物作为分离相；以及

将该铝合金铸件冷却到室温。

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