Для алюминиевых сплавов самой распространенной и обладающей максимальной охлаждающей способностью закалочной средой является холодная вода. Ее используют для закалки длинномерных алюминиевых полуфабрикатов (листов, плит, прессованных полуфабрикатов и др.), а также для других полуфабрикатов и деталей из сплавов, обладающих пониженной устойчивостью пересыщенного твердого раствора (например, для Д16). Температура холодной воды обычно поддерживается в интервале 10—40°С.
Для уменьшения коробления и остаточных напряжений, возникающих из-за резкого и неоднородного охлаждения в холодной воде, закалочное охлаждение замедляют, а в ряде случаев увеличивают его однородность, повышая температуру воды или используя специальные закалочные среды — водные растворы органических веществ, жидкий азот, масло и даже воздух. Эффективность уменьшения коробления и напряжений непрерывно возрастает по мере понижения скорости охлаждения, однако при этом возрастает вероятность распада пересыщенного твердого раствора и степень его отрицательного влияния на свойства. Это и служит основной причиной регламентации температуры воды и концентрации органических веществ, а также причиной ограниченного использования таких сред, как жидкий азот и масло.
Замедленное охлаждение при закалке (специально применяющееся или возникающее в силу объективных причин в центральной зоне закаливаемых массивных изделий) вызывает обычно следующие изменения структуры, выявляемые с помощью электронной микроскопии:
- интенсивные локализованные выделения (с ускоренной коагуляцией) сравнительно крупных частиц стабильных фаз на границах зерен, субзерен и на межфазных границах (главным образом, дисперсоидов с хромом, марганцем, цирконием и твердого раствора
- расширение зон свободных от выделений ЗСВ (особенно у большеугловых границ, а также у малоугловых границ и около интерметаллидов, либо комплексов интерметаллид – равновесная фаза)
- уменьшение концентрации избыточных вакансий и соответственно плотности дислокаций.
Структурные изменения, вызываемые пониженной скоростью охлаждения, обусловливают ухудшение свойств алюминиевых сплавов:
- разупрочнение в результате снижения эффекта старения из-за меньшей пересыщенности твердого раствора
- снижение характеристик пластичности и разрушения, связанное с усиленным распадом по границам зерен и соответственно с увеличением доли межзеренного разрушения
- появление склонности к коррозии (межкристаллитной, коррозионному растрескиванию, расслаивающей) вследствие избирательного выделения упрочняющих фаз по границам зерен и образования приграничных ЗСВ.
| Сплав | Режим старения | Температура воды, °С |
| В95, В96Ц, В96ЦЗ | T1, Т2, ТЗ | 60-70 |
| АК6, АК8 | Т1 | 70—80 |
| В93 | Tl, Т2, ТЗ | 75—85 |
| АК4-1 | Т1 | 100 |
Выбор «мягкой» охлаждающей среды (вид, температура, концентрация) с целью уменьшения коробления и закалочных напряжений, а также допустимая толщина закаливаемого изделия определяются видом сплава (критической скоростью охлаждения), режимом старения, типом полуфабриката.
Горячую и кипящую воду применяют в основном для закалки штамповок и поковок, водные растворы органических веществ — главным образом для закалки деталей сложной конфигурации на машиностроительных заводах.
Закалка в среды с пониженными скоростями охлаждения, как правило, недопустима для полуфабрикатов из сплавов типа дуралюмин (Д16 и др.). Для массивных полуфабрикатов из этих сплавов, когда приходится считаться с возможностью замедленного охлаждения даже при закалке в холодной воде, более благоприятен режим искусственного старения (Т1), улучшающий коррозионные свойства, однако этот режим вызывает существенное ухудшение характеристик разрушения и пластичности по сравнению с режимом естественного старения (Т).
Закалка алюминиевых сплавов в жидком азоте строго ограничена из-за чрезвычайно низкой интенсивности охлаждения, а следовательно, ухудшения не только коррозионных, но и других свойств, в том числе характеристик разрушения.