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2024铝合金现已成为航空领域中使用最广泛的变形铝合金之一。除模锻件外，可用作飞机的主要受力部件，如:骨架零件、蒙皮、隔框、翼肋、冀梁、铆钉等，是一种最主要的航空铝合金。通常情况下，铝合金在航空部件中常使用的热处理状态是固溶自然时效状态。
论文综述了2024铝合金固溶时效热处理理论及热处理工艺，着重阐述了实时淬火温度对合金组织和性能的影响，设计了实时固溶淬火温度对2024铝合金组织和性能影响的试验方案，讨论了合金组织和性能之间关系的研究方法。
资料显示，2024铝合金在固溶温度495~500℃，保温时间76min，淬火转移时间小于15s，淬火水温25～75℃，自然时效96h条件下，合金板材性能较好。工件出炉后温度的下降可导致强度降低，故而对于一定厚度的工件淬火转移时间应控制在一定范围内，既可以保证工件的力学性能同时又能降低工人的操作难度，给生产上带来方便。
73683实时固溶淬火温度对2024铝合金组织和性能影响试验方案设计 29
德国科学家于20世纪初打算研究并热处理一种Cu、Mg元素的铝合金，并分析对其影响，但经过研究发现结果与预先设想相差甚远，其硬化效果并不显著，于是只能把该铝合金放置在一边不予理会。可是他辗转反侧并不相信自己的实验就这么失败了，他决定在做一次。结果他发现了一个令人奇怪的现象，之前放置在一旁经过热处理的合金的强度和硬度大大增强，性能得到显著提升。至此德国科学家威尔姆因祸得福发现了硬化现象，并成功制得众所周知的硬铝。此后，材料科学家们经过不断的完善工艺及改进工艺流程，使硬铝的使用范围更加广泛，在各行各业受到推崇。
在此背景下，本课题所研究的2024变形铝合金也叫LY12是硬铝的一种，其综合性能比较好，拥有较好抗拉强度，塑性，焊接性，成分比较合理特点【1】是有一定的耐热性，强度高，热处理工艺要求严格，热处理强化效果显著,T6热处理状态、退火和新淬火状态下成形综合性能较好。2024铝合金最重要值得关注的一点就是晶间腐蚀，本次综述主要针对这方面入手深入探究2024铝合金的热处理淬火工艺，但是有2024铝合金的抗蚀能力差也有进行了包铝研究本次论述不做深入探讨，一般用纯铝包覆可以得到有效保护焊接时易发生的裂纹,也可以进行铆接，但未热处理焊缝的强度为基体的75%-60%，焊缝塑性低，故焊接性能不好。若想大大提高抗蚀能力可用阳极氧化处理、包铝与涂漆，在退火和新淬火状态下塑性尚可。
2024铝合金属于Al-Cu-Mg系可热处理强化铝合金，是国内外使用最广泛的变形铝合金。除模锻件外，2024铝合金在航空航天中由于其较好的力学性能故而在飞行器中可用作主要受力部件，可见2024铝合金目前非常重要的地位，具体部件举例有起到支撑结构作用的骨架零件，承受外部压力的蒙皮，各种部位的框架，以及飞行器翼肋、翼梁等，甚至包括铆钉都可以使用2024铝合金。在正常情况下，2024铝合金常采用的热处理时固溶+自然时效状态，但是目前却是都采用人工时效是方式，因为节省时间效率高。可是对于2024铝合金来讲自然时效是比人工时效拥有更好的效果对于2024铝合金的晶间腐蚀来讲，本次论述中有部分探讨。
表SEQ表\*ARABIC1.1中国航空航天变形铝合金的主要特性及用途一系铝合金[2]
铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又可以细分成九个小类，按数字编号为一系至九系，而铸造铝合金可分为五类。
一系接近纯铝，制作上的技术相对较少，生产过程较为简单，价格相对其他同类产品较低，所以比较常见；二系一般为Al-Cu合金，硬度较高，一般用于航天航空产品；三系一般为Al-Mn合金，其脱氧除锈功能非常优异；四系一般为Al-Si合金，其特点为熔点低，耐腐蚀性及耐磨性优良；五系一般为Al-Mg合金，其密度较低，且有较高的抗拉强度及延伸率，我国的Al-Mg合金的工艺比较成熟；六系一般为Al-Si-Mg合金，它具有四系和五系的优良特点，且可加工性较为良好；七系一般为Al-Zn合金，它的耐磨性和焊接性较好，但是它的耐腐蚀性不好；八系一般用于生产铝箔；九系一般作为一种常见的备用合金。
一系一般为Al-Si-Mg系合金，强度中等且具有良好的铸造工艺性；二系一般为Al-Cu系合金，其热强性好，但是其铸造工艺性及抗腐蚀性能较差；三系一般为Al-Mg系合金，其机加性能较好，且具有较高的力学性能以及较高的耐腐蚀性，相对的，其耐热性及铸造工艺性较差，一般应用场景为造船工业及食品化工行业；四系一般为Al-RE系合金，它的耐热性和铸造工艺性很好，但是低温性能较差；五系一般为Al-Zn系合金，它具有自淬火效应，但是其耐热性很差
铝合金中的杂质元素和微量元素元素的比例对铝合金影响很大。通过对过往实验数据的分析研究可知，可加入金属元素：铜（Cu）、镁（Mg）、锰（Mn）、铁（Fe）等；非金属元素：硅（Si）等；以及其他稀土元素。其中，Fe和Si元素会对2024变形铝合金的性能产生不良影响。
图SEQ图\*ARABIC1.1硬铝的强度与铜、镁含量关系（Cu+Mg=5%，淬火时效后性能）
在二元系Al-Cu合金中，Cu含量的减少将降低过饱和固溶体的形成使合金力学性能提升，但会牺牲合金的延展性，需要结合实际情况综合考虑。一般情况下，合金中Cu的含量在2～10%，当Cu含量在4～6%时具有最强的时效硬化效应。
在二元系Al-Cu合金中加入Mg元素，可以改变合金的各项性能。图1.1所示为添加的合金总量为5%时，铜、镁相对量。从图1.1不难看出，随着Mg元素含量增加，在生成的θ项会使得合金的抗拉性能快速提升；随后Mg元素不断增加，部分θ项转变为S项，并在Mg/Cu元素比例接近1/4时抗拉性能达到最高。之后随着Mg元素含量进一步增加，全部的θ项转化成S项，合金的抗拉强度开始慢慢下滑。
在Al-Cu-Mg系合金中，2024铝合金除了Cu和Mg外，还会加入少量的Mn元素。其作用是改善2024的抗腐蚀性能，同时，适量的Mn元素还会中和Fe元素对合金的产生的不良影响。例如Fe会产生针状或片状组织，使铝合金脆化，而适量Mn元素会减少这种情况。Mn元素在Al中的最大溶解度为1.8%，而通过实验数据研究发现，当控制加入的Mn元素含量在1%以下时，在固溶处理后，其在Al基体中生成的固溶体，在微观上会观察到晶粒得到细化，在宏观上表现为各项力学性能得到提升。
Fe元素是铝合金中常见的杂质元素，在铝合金中，一般以Al3Fe的形式存在。在铝合金中，随着Fe元素含量的增加，金相组织中会形成本身硬度很高的针型和版条形的铁项，其力学性能较差，较脆且割裂了铝合金的原本组织结构，影响铝合金的组织性能。
在Al-Cu二元合金，添加微量的Cd、In、Sn元素，能够使合金在较高温度下的时效硬化速率增加，相对的，合金在温度较低时的时效硬化效果会下降。其中In元素的活化能力会对铝合金表面的三氧化二铝薄膜产生影响，使其分解而丧失钝化的能力；相对的，由于它的“活泼”特性，它相对其他金属元素，失电子能力强，因此可以有效抑制合金的析氢腐蚀。
Ringer等[21]和Nie等[22]发现，在合金中添加其它的微量元素，微合金化作用可在多种铝合金中表现出来。在合金中加入Mn、Fe、Si等元素可以改善铝合金的性能。
上个世纪七十年代，美国的Alcoa公司尝试采用中间形变及最终形变热处理工艺来改善铝合金的综合性能。2024铝合金的密度和纯铝接近，力学性能却比纯铝高了8倍，其作为国内为使用最广泛的变形铝合金，具有强度高、重量轻、韧性好和加工方便等特点，被广泛应用于航天领域之中。由于2024铝合金优异的力学性能，故而在雷达航天等领域用作结构件，飞行器、导弹、火箭等等，就连长征系列运载火箭的结构件都会选择2024铝合金，可谓应用广泛。
目前关于2024铝合金热处理的研究不尽相同，但在实际操作中实时淬火温度对铝合金性能的影响往往容易被忽略，造成工人造作难度的增加，本次综述对2024铝合金的热处理方面进行讨论，主要针对热处理中实时固溶淬火温度对2024铝合金（下文又称2A12铝合金）的组织与性能的影响进行讨论，研究实时固溶淬火温度对于降低工人操作难度具有重要意义，即在保证工件性能的同时尽量延长转移时间可以降低工人的操作难度，对指导生产有重要意义。
2024铝合金也可进行微合金化处理，通过加入Sc、Zr元素可大大改变其合金性能，据有关研究表明各种含量加入Sc、Zr元素可起到不同的显微组织细化效果，其中单独添加0.5%Sc与0.2%Zr效果相对较好。若同时加入合适比例的两元素还可以大大提高合金的伸长率，以及热处理后合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率。
2024铝合金化学成分见表2.1铝合金除了Al外，Cu、Mg是主要成分，其次，2024铝合金中还包含少量的Mn、Fe、Si等成分[23]。
2024合金在淬火自然时效状态下有非常好的抗蚀性。出现晶间腐蚀的条件有很多包括：转移时间，冷却速度，人工时效，受热等情况都会引起晶间腐蚀。通过加入变形热处理可以有效改善2024铝合金的抗腐蚀性，采用包铝可以用来保护2024铝合金这在目前国内非常常见，固溶热处理会影响合金的力学性能故而应该严格控制其温度，过烧的出现会让合金彻底报废无法挽回，同时淬火转移时间以及冷却速度对晶间腐蚀的影响也不可忽略，在接下的部分会进行具体论述。
图2.1所示为Al-Cu-Mg系相图，由图可以看出，二元相有CuAl2和Al3Mg2，三元相有Al6CuMg4。当合金中Cu的含量大于2%时出现α（Al）+θ两相共晶组织。当Mg﹥0.2%，Si≤0.6Mg时，出现S相，当Si﹥0.6Mg时，Mg全部生成Mg2Si相。2024铝合金中，Cu含量为2.2%-2.5%，一般含量在4%左右。
将2024铝合金在高温单相区将剩余相充分溶解在固溶体基体中，通过淬火快速冷却的方法将会得到过饱和固溶体，所以不同的固溶温度不同固溶保温时间都会影响剩余相的溶解，进而影响合金的力学性能。在本次综述中主要针对了固溶时间和温度对合金强度的影响进行了讨论。
2006年，金晓鸥实验表明，对500℃/90min条件下固溶处理后过时效态的2024铝合金进行疲劳实验。在真空状态下进行低应力循环，可以降低铝合金在生产初期硬度过高的问题。
2011年，刘鑫汉等人采用了相变制冷凝固技术，为2024铝合金的过烧无问题开辟了未来，史无前例的在保证力学性能的前提下解决了过烧问题，而且解决的方式非常直接，它的旧工艺的已经完全被取代，因为这种方法从根本上解决了这个问题，那就是提高溶质元素的固溶度。
2011年6月，朱义灯等人发现电场固溶处理加时效成型实验，可以在保证力学性能的前提下增加回弹率，而且比例提高的幅度特别大达到一倍以上，此项研究的方发现对2024铝合金今后的意义非常显著，回弹率的研究又更进了一步。
2011年10月，赵博士等在较优热处理工艺条件下对2毫米的O状态的2024-T62试样进行性能影响研究。研究了固溶时间对力学性能的影响，其趋势是先平稳到达一定时间后出现了巨大波动，力学性能极其不稳定，20~40min内的伸长率、抗拉强度和屈服强度变化很小，并且跟总体平均值相差不多。故而，固溶时间达到20到40分钟，可满足试验合金的室温力学性能的要求。综上所述，2024铝合金型材较优的固溶制度为490~500℃+20~40min随着时效的进行，材料的屈服强度不断降低。因此，得出2024铝合金的最佳热处理制度为：490～500℃+20～40min此时材料的析出相细小弥散分布，σ0.2为370MPa、σb为460MPa、伸长率为13%，拥有较高水平的力学性能。
2016年，王曼等人对2024铝合金的热处理进行了深入的硬质阳极氧化膜层研究发现，固溶处理加时效可以大大提高工件的阳极氧化层薄膜，并且提高的厚度相当可观达到了一倍以上，其耐腐蚀性也得到了极大的提高，更加可观的是合金的硬度也得到非常大的提高，总而言之此项研究极大的加强的合金的力学性能通过增加阳极薄膜厚度的方式。
2000年7月黄光杰等人指出2024铝合金塑性的影响主要由保温时间和加热温度所决定，同时考虑到晶间腐蚀的影响应该设计合理的转移、固溶时间以及对淬火水温的控制，故而设计了一种较为合理的热处理工艺制度：固溶500℃+10~30min，淬火转移时间15秒，淬火水温25~75℃+自然时效96h后，测得合金的抗拉强度大于等于450MPa，屈服强度大于等于295MPa，δ≥19%，无晶间腐蚀。由此可知，经优化工艺处理后2024铝合金综合性能好。
与此同时，将2024合金在500℃进行固溶处理5分钟后，其内部存在大量的没有转化为固溶体的第二相（如图2.3a）。分析其原因为：1.温度过高；2.固溶处理时间过短。之后加入对比实验样本，控制变量为固溶处理时间，得出对比结果：随着固溶处理时间增加，越来越多的未溶第二相转化为固溶体。随之产生的位错和晶格畸变增加，微观上，使位错线变弯，位错的运动阻力增大；宏观表现为材料强度得到增强。
根据黄光杰、汪凌云指出由图2.4可见，以10摄氏度每分钟的速度加热合金的过烧温度为504摄氏度。国烧温度受升温速度的影响非常大，超过50摄氏度每分钟速度以后，过烧温度达到上限趋于稳定约为506摄氏度。所以，2024合金的固溶温度为500℃是合理的。通过固溶处理得到固溶体可以很好利用沉淀强化，通过研究表明既不能使试样过烧又能充分的形成固溶体，故而应该合理控制极限固溶处理的温度以求充分的强化合金。固溶时间的长短选择也很重要，既不能使晶粒长大又要使固溶体强化相充分的融入以达到最佳的强化效果和力学性能，所以对过烧温度的研究很有意义。
上个世纪四十年代初，铝合金的晶间腐蚀就引起了很多学者的广泛关注。目前为止，关于铝合金的晶间腐蚀形成机理主要有以下三种理论:
（1）晶间腐蚀是由电偶腐蚀引起的，形成了阳极性的晶界组成物与基体的腐蚀电位差异[25]。
（2）晶间腐蚀是由溶质贫化区晶格本体之间和破坏电位的差异导致的[26-27]。
（3）晶间腐蚀是由晶界上的析出相的溶解引起的，形成了侵蚀性更强的闭塞区环境[28-29]。
强亚宏[30]对2024铝合金在T6、T4等不同热处理状态下进行晶间腐蚀。研究了自然时效，过时效和人工时效以及时间不足情况下的过时效四种状态其结果表明前两者的晶间腐蚀倾向特别小，并对其原因进行的探究，其结果表明：
1.固溶元素Cu会在晶界处以粗大的质点形式发生偏聚其原因主要是由于在空冷状态下冷却速度的快慢所导致冷却的越快这种偏聚情况就越多从而导致了晶间腐蚀倾向就越明显。
2.对人工时效的研究也在铜元素为主导的方向，研究表明晶界处会形成Cu2Al这种固溶体从而大幅度减少铜元素的含量，并且还可以提高合金力学性能，同时研究还发现了由晶界、固溶体、贫铜区三者会形成一个腐蚀电池。
3.时间不足情况下的过时效形成晶间腐蚀倾向非常大的主要原因就是因为保温时间，由于时间不足固溶体无法达到最佳的溶解效果，晶界和内部还有大量的固溶体来不及分解导致了晶界腐蚀。
4.相反在过时效时间足够的情况下则不会出现这种情况故而晶间腐蚀倾向会比过时效时间不足情况下的晶间腐蚀倾向小得多。
根据贺春林、白莹莹等人研究了水中淬火、空气中冷却、时效峰值状态，时效时间不足状态、以及时效时间过长状态五种状态下的2024铝合金的晶间腐蚀，根据他们的研究也得出了详细并且与之前相差不多的结果。他们主要的探究手段是通过盐雾实验，实验发现腐蚀产物增重速率是不一样的，相比较而言在水中淬火形成腐蚀产物的速率会比在空气中冷却小得多，而且研究也发现的时效的腐蚀增重速率与时间的关系，其趋势是先增加达到峰值也就是峰时效状态下为最大值之后又会呈现下降趋势，故而也得出跟之前相同的结论冷却速度影响晶间腐蚀，且冷却速度越快晶间腐蚀越少。
淬火介质中最为常见的是水，可以达到快速冷却的效果还可以控制温度，还可以变成各种盐溶液或者水溶液在其他金属的淬火介质中也很常见。由于淬火的冷却速度跟材料残余应力等性能息息相关，故而淬火介质的选择以及冷却速度选择非常重要，本文主要讨论的是淬火时合金的温度对晶间腐蚀的影响导致不同的力学性能，故而选择的淬火介质大多为水。
在2024铝合金经过固溶处理后转移的过程中相当于在空气中冷却，从这一角度出发在上述讨论中已经发现空冷状态的晶间腐蚀倾向要远远大于水冷，所以转移的过程中非常容易容易造成较大晶间腐蚀倾向，一定要控制好极限的转移时间。值同时2024铝合金的在淬火过程中的淬透性以及残余应力的控制也应该被注意。冷却速度越快将会导致合金的淬透位置只在表面，而心部却没有得到充分的降温，因为表面还在降温而心部需要散热，这将严重阻碍心部散热，从而导致心部降温不足因为它的冷却速度要远远小于表面。因此，不同厚度的合金其冷却速度、转移时间都是不一样的要根据合金的尺寸视情况而定，要考虑到表面和心部的弹性模量，热膨胀系数等等，这些不同将会导致表面和心部不同部位拥有各种各样的残余应力。所以在最大限度的控制转移时间进而控制2024铝合金的实时淬火温度，并且还要获得最好的力学性能尽量降低残余应力等等。
根据李晗等人研究工件从出炉到进入淬火槽之间的间隔时间，称为转移时间。并且也研究了转移时间对合金的影响，通过他们的研究发现在转移过程中相当于空冷也会导致部分固溶体溶解，这是影响合金力
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