ICS 49.040 V 16
HB/Z 418.1-2017
民用飞机用铝合金的热处理工艺
第 1 部分：铸造铝合金热处理工艺
Heat treatment of aluminum alloys for civil aeroplane—
Part 1：Heat treatment of cast aluninum alloys
2017-04-12 发布 2017-10-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
HB/Z 418《民用飞机用铝合金的热处理工艺》分为 2 个部分：
——第 1 部分：铸造铝合金热处理工艺;
——第 2 部分：变形铝合金热处理工艺。
本部分为 HB/Z 418 的第 1 部分。
本部分按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。
本部分由中国航空综合技术研究所归口。
本部分起草单位：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院、中国商用飞机有限责任公司上海飞机制造有限公司、中国航空工业集团公司成都飞机工业(集团)有限责任公司。
本部分主要起草人：刘国利、刘东波、李国庆、吴鹏程、姚兰、臧金鑫、刘东升。
民用飞机用铝合金的热处理工艺
第 1 部分：铸造铝合金热处理工艺
1 范围
本部分规定了民机用铸造铝合金热处理状态、热处理设备、热处理工艺、检验及质量控制等要求。本部分适用于民机用铸造铝合金的热处理。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有修改单)适用于本文件。
GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法
GB/T 231.1 金属材料布氏硬度试验第 1 部分：试验方法
HB 5354 热处理工艺质量控制
HB/Z 61 渗透检验
3 热处理状态
铸造铝合金热处理状态的分类、代号及特性见表 1，铸件的热处理状态应在图样中注明。
表 1 铸造铝合金热处理状态的分类、代号及特性
4 热处理设备
4.1 加热设备
4.1.1 铸造铝合金热处理应采用带风扇的空气循环电阻加热炉，应安装隔热屏或其他能防止炉料中任何点被直接辐射加热的保护装置，确保炉料不被辐射加热，并符合 HB 5354 中Ⅱ类或Ⅱ类以上设备的技术要求。
4.1.2 每台加热炉都应检定合格有效，检定周期应符合 HB 5354 的要求。
4.2 温度控制设备
4.2.1 现场检测设备的精度应高于被检测设备的精度。
4.2.2 加热炉的自动控温、检测、记录仪表应符合 HB 5354 的要求。
4.2.3 加热炉使用的热电偶及补偿导线应符合 HB 5354 的要求。
4.3 淬火槽
4.3.1 淬火槽的位置应保证淬火转移时间满足表 2 的规定。
4.3.2 淬火槽应有足够容量，保证淬火铸件全部浸入淬火介质中迅速冷却，淬火后淬火介质温度升高应不超过 14℃。
4.3.3 淬火槽应设置淬火介质循环装置及温度测量装置，温度测量装置的分辨率应不大于 3℃,必要时设置加热装置，以保证淬火介质的温度均匀，并符合 HB 5354 或有关工艺文件的要求。
4.3.4 淬火槽中的淬火介质应根据需要定期更换，一般应不超过三个月。
5 热处理工艺
5.1 热处理准备
5.1.1 检查加热设备、温度控制设备和淬火槽等的状况，确保设备完好。
5.1.2 清除掉铸件表面油污及脏物，保证铸件入炉前干净。
5.1.3 对容易产生变形的铸件，应配备专用的热处理夹具或框架。
5.1.4 检查工艺文件、工装夹具，确保齐全。
5.2 装炉
5.2.1 按铸件合金牌号(或代号)、几何尺寸和热处理制度分类装炉，不同熔炼炉号的铸件允许同炉热处理，但应注明熔炼炉号。
5.2.2 铸件应装在加热炉的有效工作区内。
5.2.3 铸件装炉时，各铸件之间、框架各层之间、铸件与隔热屏之间均应留有适当的距离，不应密集堆放，防止变形，以获得满意的加热及冷却效果。
5.2.4 用于检查铸件力学性能的单铸或附铸试样，应与同熔炼炉批的铸件同炉热处理。
5.3 热处理制度
5.3.1 铸造铝合金固溶热处理温度应符合表 2 的规定。
5.3.2 时效处理的温度、固溶热处理和时效处理的保温时间一般应符合表 2 的规定。也可根据铸件的化学成分、铸造方法、铸件壁厚和力学性能要求等因素确定，一般含镁或含铜量较高和大截面的铸件，可取较长的保温时间或较低的时效温度。
表 2 铸造铝合金热处理制度
表 2 铸造铝合金热处理制度(续)
表 2 铸造铝合金热处理制度(续)
HB/Z 418.1-2017
5.3.3 同一热处理炉次中装有不同截面厚度的铸件时，应按最大截面厚度确定加热保温时间，加热保温时间从加热设备工作区内温度最低的一只记录热电偶达到规定温度下限时开始计算。
5.3.4 铸件固溶热处理应在低于热处理温度下装炉，其升温速度一般应小于 200℃/h，必要时可以采用分段加热。
5.3.5 淬火冷却介质，一般可采用表 2 中规定的水，对于形状复杂、容易产生变形和裂纹的铸件，可在沸水或热油中淬火。
5.3.6 为获得满意的固溶热处理效果，应尽量缩短淬火转移时间，铸件从炉门打开到完全浸入淬火介质中的时间一般不应超过表 2 的规定。
5.3.7 铸件在淬火介质中停留的时间，以铸件最大厚度为确定依据，厚度为 25mm (厚度不足 25mm 按25mm 计算)时至少停留 2min，厚度每增加 25mm 停留时间至少增加 2min。
5.3.8 对尺寸精度和尺寸稳定性有较高要求的铸件可按表 3 规定进行冷热循环处理，冷热循环处理一般在最终热处理后进行，具体工艺过程如下：
a) 对有较高精度要求的铸件，在固溶热处理或时效处理后进行粗加工，再按表 3 的制度 1 进行冷热循环处理后进行精加工;
b) 对尺寸稳定性有更高要求的铸件，在固溶热处理或时效处理后进行粗加工，再按表 3 的制度 1进行冷热循环处理后进行半精加工，半精加工后再按表 3 的制度 2 进行冷热循环处理后进行精加工。
5.3.9 固溶热处理时由于客观原因中断加热或保温，在短时间内不能恢复工作时，已达到固溶热处理温度的铸件应进行淬火，未达到固溶热处理温度的铸件可以进行空冷。再次装炉热处理时的保温时间一般与第一次的保温时间累积计算，其总的保温时间可延长。
5.3.10 时效处理时由于客观原因中断保温，在短时间内不能恢复工作时，应出炉空冷，再次装炉热处理时的保温时间应与中断前的保温时间累积计算，则有效保温时间可等于或稍长于原来规定的保温时间。
表 3 冷热循环处理制度(T9)
5.3.11 重复热处理
5.3.11.1 当铸件热处理后力学性能不合格时，可重复进行热处理，固溶热处理重复次数一般不应超过2 次，时效和消除应力处理不计入重复热处理次数。
5.3.11.2 固溶热处理为分段加热的合金，在重复热处理时，固溶热处理加热时可以不采用分段加热而直接加热到最高温度段。
6 检验
6.1 铸件热处理前的检验
确认铸件热处理前的所有工序全部按工艺文件的要求完成。
6.2 设备检验
设备应根据第 3 章的要求进行检验，并应有合格标识。
6.3 工艺过程检验
工艺过程中应对加热温度、保温时间、淬火转移时间、淬火介质温度等工艺参数进行检查并记录，确保符合工艺文件要求。
6.4 铸件热处理后的检验
6.4.1 检验项目
检验项目包括：
a) 外观检验;
b) 渗透检验;
c) 力学性能检验;
d) 金相检验(必要时)。
6.4.2 要求
6.4.2.1 热处理后的铸件应无裂纹、表面起泡、氧化变黑和超出技术要求的变形。
6.4.2.2 渗透检查应无表面裂纹。
6.4.2.3 力学性能应符合相应标准或技术文件的规定。
6.4.2.4 热处理后的金相组织不允许存在过烧组织。
6.4.3 检验方法
6.4.3.1 外观检查采用目视(或使用 10 倍以下的放大镜)观察。
6.4.3.2 渗透检验按 HB/Z 61 或其他相应的标准进行。
6.4.3.3 拉伸试验按 GB/T 228 进行;布氏硬度试验按 GB/T 231.1 进行。
6.4.3.4 金相检查方法由供需双方确定。
7 质量控制
7.1 人员要求
热处理操作人员、仪表员、检验员应按 HB 5354 的规定进行培训，经过考核取得合格证后方可上岗。
7.2 设备要求
热处理设备的控制和管理应按 HB 5354 执行。
7.3 热处理过程
确认由于热处理工艺或设备导致铸件热处理质量出现偏差时应立即停产，直到偏差得到纠正。对于在热处理过程中产生的可疑铸件应及时隔离和标识。
7.4 记录
7.4.1 每台加热炉应备有专门的记录，内容至少应包括：
a) 炉子编号和类型;
b) 使用温度范围;
c) 温度均匀性检查及系统校验周期、结果以及原始记录;
d) 热电偶的编号及位置;
e) 有效工作区示意图;
f) 大修后的状况等。
7.4.2 应填写热处理生产记录卡，该卡应记录热处理炉号、热处理设备型号、主要的热处理工艺参数、铸件名称、铸件炉(批)号、铸件数量、热处理过程中的故障及排除措施、日期等， 操作人员和检验员应签名或盖章。
7.4.3 热处理记录表纸上，应填写热处理炉(批)号、铸件炉(批)号、铸件名称、日期，操作人员及检验员应签名或盖章。
7.4.4 在完成热处理及检验后，操作人员及检验员应在工艺流程卡上填写数量、日期等，操作人员及检验员应签名或盖章，应注明异常情况。
7.4.5 所有原始记录应随铸件一同交检，最后由热处理检验员汇总归档。
7.4.6 归档原始记录保存期应不少于十年。
附录 A
(资料性附录)
国内外铸造铝合金相近牌号对照表
表 A.1 为国内外铸造铝合金相近牌号(或代号)对照表。
表 A.1 国内外铸造铝合金相近牌号(或代号)对照表
