作者：Marty Weiser
介绍
这是Marty Weiser关于退火铜线的优秀文章的相关文章。
BW
关于铜（铜）和铝（铝）线的问题出现了（在IBC上）的几个问题。因此，在与几位工作人员讨论之后，这里有短期答案和长期答案。
简答
由于沉淀硬化，适当退火的铜线在储存期间会变得更硬。这种效应会随着温度的升高而增加 - 即在阳光下与凉爽的地方相比。太硬的铝线可以通过退火软化，因为它会消除工作和沉淀硬化的影响，尽管对于盆景线来说并不常见。另外，铝通常必须在退火后快速冷却以保持软态。
长答案
有三种主要方法可以硬化金属或合金。
首先是通过使金属变形来加强硬化。这就是当您将铜线应用于树枝时使铜线变硬的原因，这也是您可以通过前后弯曲来折断纸夹的原因。
第二种是沉淀硬化，其中加热合金以允许不同的元素在内部反应并在材料中形成第二增强相。这用于许多铝合金，并且当一些部件在夏天留在谷仓的阁楼时被发现。
第三种是淬火，其涉及加热所选合金然后冷却它们以锁定通常非常硬的不稳定晶体结构。这用于钢切削工具。在所有这三种情况下，通常会有其他方法产生一些影响。
我已经使用了上面应该定义的一些术语（以及将要使用的其他术语）：
合金 - 两种或多种不同原子的混合物。通常应用于金属，但也可用于陶瓷和聚合物。通常合金化是为了改善性能（钢铁是含碳和其他金属的铁），但也可能是由于杂质造成的。
晶体结构 - 原子的有序排列。
相区 - 晶体结构和化学成分相同。
错位 - 一种破坏，允许晶体的不同部分相对于彼此移动。它就像地毯上的凹凸，可以推过房间移动地毯，而不必立刻移动整个地毯。
硬化 - 使合金更坚固的过程。它通常伴随着穿透阻力的增加，这通常被称为硬度。
铜的加工硬化
铜及其合金通常通过加工硬化来硬化，因为这会导致形成位错。在铜晶体中有几个不同的方向，使位错移动就像你可以在地毯上开始两个或更多的凸起一样。然而，在铜中，在不同方向上移动的位错在相互移动时会有很大的困难 - 当交通信号灯在高峰时??间熄灭时，它们就像一个堵塞的情况一样变得纠结。因此，当您弯曲导线时，位错不再可以自由移动，因此导线更硬更硬。这也发生在其他金属中，但程度不同。铝中的位错可以相当容易地相互移动，因此它不会起到很大的作用。钢制回形针中的位错严重锁定，导致它们转变为微裂纹，最终连接起来并导致夹子断裂。
通常通过将杆拉过逐渐变小的模具直到其达到正确的直径来制造线材。这项工作使合金硬化，使其使用起来太硬和太硬。大多数线材在拉伸后进行退火以使其软化并使其更有用。退火在熔化温度的约70-80％的温度下进行，其开始于绝对零度（-273.15摄氏度或0开尔文）。退火允许原子将自身重新排列成较低能量状态。对于加工硬化的材料，位错可以自我整理，甚至在新的，更完美的晶体出现时消失。铜加工硬化太多，通常在拉伸步骤之间退火一次或多次。对于电线，它通常在最后一次退火后被拉到最终尺寸 - 这给出了光滑，有光泽的表面和具有一定刚度但不太多的线。
铝中的沉淀硬化
铝合金通常通过沉淀硬化来硬化。对该部件进行退火和淬火（快速冷却），使得所有不同的元素在原子尺度上混合在一起 - 该过程称为固溶热处理。这种混合就像加热水一样，让你可以在糖浆中溶解更多的糖。在低温下，最低能态由多个相组成，其中不同元素形成具有不同化学组成的不同晶体结构。
该过程在室温下在铝中非常缓慢地发生，但是加热到100-200℃将使其在数分钟至数小时内发生并且被称为回火。铜，硅和镁是铝中常见的合金元素，它们形成从基质中沉淀出的Al2Cu等化合物。这些沉淀物就像位错的停止标志一样 - 它们必须停止，但可以在适当的条件下在沉淀物周围移动。结果，由于位错运动减慢，合金将变得更强。时间和温度的不同组合将导致不同的降水分布 - 高温有利于几个大的位错不能移动（但很少遇到），而较低的温度会产生许多较小的析出物，这些位错更像是产量符号，但是到处。
淬火钢
钢（铁（Fe）和少量碳的合金，其通常具有添加的其他元素以改善性能）通常通过从高温淬火来硬化。铁在室温下具有面心立方（FCC）晶体结构，在高温下具有体心立方（BCC）晶体。碳在BCC结构中溶解得更好，并且将原子从FCC重新排列到BCC需要时间，反之亦然。淬火高温BCC结构从红热（700-900℃）到室温，在水中或类似的流体在BCC结构中冻结。然而，在室温下，铁稍微收缩并且碳不再适合，因此晶体结构变形以形成以体心为中心的四方（BCT）结构。在BCT结构中移动位错是非常非常困难的，因此钢现在非常坚硬和易碎。在适中的温度（约300℃）下回火钢，使铁和碳找到更稳定的结构，由FCC铁和Fe3C（陶瓷）的细小沉淀物组成。这种结构仍然非常坚硬，但会稍微弯曲并制成精细的切割工具。
纯度对铜线的影响
回到我们的铜和铝盆景线。与电气用途相比，盆景消耗非常少量的铜和铝线，因此盆景线制造商购买电线并将其转换为盆景线。当金属相当纯时，金属的导电性最好 - 合金几乎总是具有较低的导电性。然而，更高的纯度更昂贵，特别是当你超过99.99％的纯度（100ppm杂质）时，所以使用折衷方案。铜相当坚固，因此大多数电线在商业上纯度为99.95％或更高，以获得高导电性。铝没有那么强，所以通常将金属丝合金化一点铜并进行回火以增加强度，使金属丝在自身重量下不会拉伸和下垂。
铜线相当纯净，熔化温度相当高（1083℃），因此任何沉淀硬化过程在室温下都会很慢。由于盆景线通常在不太理想的条件下退火（表面上通常有相当多的氧化物），我们可以确保在退火过程中有氧溶解到铜中。商业上重要的铜是无氧硬铜（OFHC），它可以识别氧气溶解到铜中的容易程度。可能是氧化铜沉淀并在一两年后使金属丝更硬。再退火导线会溶解沉淀物并使导线更柔软，但除非气氛受到严密控制，否则它可能会将更多的氧气溶解到铜中，因此它会更快地沉淀硬化。
退火铝线
铝及其合金在低得多的温度（450-560℃）下熔化，因此在室温和仅略高于室温的温度下可发生沉淀硬化。商业铝线完全可能已经看到足够高的温度以变得更加硬，因此可能需要退火。然而，再退火是棘手的并且将破坏阳极氧化（多孔氧化铝膜中的有机染料）。铝线应在约300-350℃（570-660°F，远低于红热）退火10-20分钟，并在水中淬火。使电线过热会导致熔化的铝块，这种铝块容易与各种各样的材料发生强烈反应 - 可能导致火灾非常非常