6xxx系挤压合金的自然时效和人工时效886.docx

6xxx系挤压合金的自然时效和人工时效886.docx

《6xxx系挤压合金的自然时效和人工时效886.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6xxx系挤压合金的自然时效和人工时效886.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

6xxx系挤压合金的自然时效和人工时效886

6XXX系挤压合金的自然时效和人工时效88-6

张君尧　校

背景

　　6XXX系挤压铝合金在建筑方面应用得很广泛，特别是在建筑结构中作为支承铝合金间壁墙的结构件。

就建筑结构而言，间壁墙一般是不承受负荷的，但要预料到在建筑现场最高处间壁墙必须承受很重的风载。

因此，在这方面应用的挤压合金必须有最佳的结构完整性和必须与严格的工程标准相符合。

　　以前在《轻金属时代》上发表的文章

（1）

冶金方面的考虑

　　采用这些耐用漆的表面处理会产生热效应，它可能严重地影响冶金特性，从而间壁墙组合件的强度和结构完整性也要受到影响，用电化学方法镀上阳极氧化膜的铝薄板和挤压材料很少暴露在38℃以上的温度下，因而，表面处理温度不会影响产品的冶金特性。

　　对铝合金部件，完成这些高质量涂漆的基础是漆的烘烤固化周期。

在加上漆的涂层（底漆和外部色漆涂层）之后，涂层必须在一定的、严格控制的温度范围内烘烤一个特定的时间周期，该周期是为了获得最佳处理表面而设计的。

　　这些涂漆方法是在最终冶金处理完成之后用到部件上去的，因而，铝的结构是处于一种冶金状态之中，在该状态下发展了规定的抗拉性能。

然而为了固化高质量涂层所需要的温度范围对材料的工程性能足以产生不利的影响，铝合金薄板材料主要由于在加工过程中产生的应变硬化使强度有了提高，例如5005或1100型合金，在漆的烘烤周期产品将会部分退火使抗拉强度和屈服强度有所下降。

　　同样，可热处理合金挤压件，如6XXX系合金，可能产生过时效而使机械性能大大下降。

希望本文提出的数据能够有助于独立挤压厂调整人工时效、涂漆时效和涂漆烘烤周期的参数，以便使涂漆的6XXX系合金挤压件的工程性能最佳化。

试验过程

　　用以提供数据的合金的化学成分列于表1中。

这些合金的已预先加热的直径22.86厘米的铸锭，在阿尔康挤压厂挤压成10.16厘米宽×3.17厘米的最大宽度的带肋的实心型材。

对此挤压件，铸锭是加热到482℃，约在465℃挤压，利用承料台下的和高架的通风机进行空冷，以保证最佳的空冷淬火操作。

　　自然时效数据是取自于挤压件的抗拉性能。

挤压件的性能是在挤压后在室温保存1.5小时到6个月的不同时间内测定的。

人工时效数据是从自然时效1个月以后，在121℃到245℃的温度范围内加热到16小时的材料上获得的。

　　为了测定延迟人工时效对强度的影响，每种合金的挤压件在自然时效1、30和180天之后都人工时效到最高强度状态。

经常是用电导率值来描述变形铝合金，特别是2XXX系和7XXX系高强度合金的自然时效和人工时效特性。

为了评价6XXX系挤压合金延迟时效的影响，测定了自然时效5天到6个月的材料的电导率和所有人工时效挤压件的电导率。

自然时效

　　图1　6XXX系挤压合金自然时效曲线

　　——6063-E.S.，----6063-M.F.，—-—6063-A.P.

　　……6061，—-—6005，——6351

　　图2　6XXX系挤压合金在165℃人工时效曲线

　　△——6063-E.S.，X——6063-M.F.，

　　□——6063-A.P.，——6005，

　　XX——6061，※——6351

　　每个合金的电导率值列于表2中。

像预料的那样，电导率随合金化元素含量的增加而下降，但在每个合金自然时效期间基本上保持不变。

人工时效

　　这些合金中每一个合金在165℃、176℃、204℃和250℃的人工时效曲线示于图2～5。

在试验的最长加热时间内，在176℃的时效温度下，每个合金都达到了峰值强度。

至于较高强度的合金（6005、6351、6061），在176℃下，在8小时之后，强度开始下降，这时较低强度6063型合金（6063-E.S.，6063-M.F.，6063-A.P.）的强度在该温度下，在加热时间超过8小时后还继续增加。

中等强度合金在204℃和高于204℃加热时，很快就过时效了，而6063型合金在强度损失之前，在204℃可加热两小时，然而在204℃所获得的峰值强度明显地低于在较低温度下所获得的强度。

　　按照提高强度的次序，人工时效合金与自然时效合金排列的次序相同。

峰值强度是分布在6063-E.S.的225兆帕到6351合金的304兆帕的抗拉强度范围内。

　　图3　6XXX系挤压合金在176℃的人工时效曲线

　　△——6063-E.S.，X——6063-M.F.，

　　□——6063-A.P.，——6005，

　　XX——6061，※——6351

　　所有在176℃和250℃人工时效的合金的电导率值均绘于图6和图7中。

像所预料的那样，电导率在时效温度下是随时间的增加而增加，也随温度的提高而增加。

　　图4　6XXX系挤压合金在204℃的人工时效曲线

　　△——6063-E.S.，X——6063-M.F.，

　　□——6063-A.P.，——6005，

　　XX——6061，※——6351

　　图5　6XXX系挤压合金在250℃的人工时效曲线

　　△——6063-E.S.，X——6063-M.F.，

　　□——6063-A.P.，——6005，

　　XX——6061，※——6351

　　图6　在176℃时效的6XXX系挤压合金的电导率

　　△——6063-E.S.，X——6063-M.F.，

　　口——6063-A.P，——6005，

　　XX——6061，※——6351

　　图7　在250℃时效的6XXX系挤压合金的电导率

　　△——6063-E.S.，X——6063-M.F，

　　□——6063-A.P.——6005，

　　XX——6061，※——6351

延迟人工时效

　　延迟时效对6063型合金T6状态强度的影响示于图8中。

图9表明了对中等强度合金的影响。

如图8所示，6063型合金由于延迟1个月或更长时间进行人工时效，其抗拉强度提高14～56兆帕。

然而，中等强度的6061、6005和6351合金延迟时效使T6状态的强度增加得很少或没有增加。

　　图8　延迟时效对6063型合金T6状态抗拉强度的影响

　　——1天，——1个月，

　　——6个月

　　图9　延迟时效对6XXX系挤压合金T6状态抗拉强度的影响

　　——1天，——1个月，

　　——6个月

摘要与应用

　　所提出的数据表明，所有6XXX系挤压合金，不论是自然时效还是人工时效，都是以大致相同的速率硬化。

176℃