6061、6082铝合金时效机制及停放效应的工艺探讨

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1、全国第十四届轻合金N-r学术交流会论文集．213．6061‘、6082铝合金时效机制及停放效应的工艺探讨李奋律(佛山市顺德区澳金铜铝型材有限公司，广东佛山528322)摘要：6061、6082属中等强度铝合金，客户对它们的力学性能要求较严格，而挤压工艺控制往往受各方面条件的制约，现场管理稍一忽视，就容易造成其力学性能不合格。本文通过生产实践从两个方面对其生产工艺进行探讨。关键词．6061铝合金；6082铝合金；T6状态；T6511状态；时效时间与温度的关系；停放效应1某公司2008年末之前铝型材的力学性能状况某公司2008年

2、底之前频繁出现6061铝合金T6511状态的屈服强度指标不达标，且与伸长率及硬度指标失调的现象，(参见表1)。并且经过二次重复时效后，其效果也不是特别理想，(参见表2)。据此，本人做了大量的跟踪记录，并结合不同的合金、不同的供应状态，有针对性地进行反复试验，发现6061．'1'6511、T6，6082．T6511、，116合金型材的屈服强度不达标的主要原因是：型材在人工时效前中间存放时间不当造成停放效应所致；另外，部分时效炉密封性能欠佳，热循环风力不足等因素也对型材的力学性能产生一定的影响。但后者不是主要原因。表1生产现场采

3、集的典型的力学性能不合格数据型材型号盒金一．一状态硬度／HWR。／(N·rllrn_2)尺世／(N·InIll-2)』／％一．1cr7B一017606l14246．5203．020瞒14252．8216．01814257．9222．516·214．全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集表2同一型材连续二次时效后力学性能变化(6061．T6511)型塑型曼堡壁!盟墨坐!!堕：塑：：2墨世!!堕：婴：：2墨!丝鱼遣14290．9231．2加第一次1429723720第二次14287．1209．123第一次108-05915295

4、．1238：620菇二茇．第二次14297．3238．820第一次15297．6246．621第二次2A1．Mg．Si—Cu．Mn系合金挤压型材在时效过程中力学性能变化机制6×××系合金在挤压变形出口处的温度一般是4900C。530℃，在变形程度较大或变形复杂的情况下，出12I温度可达5700C～580℃。在这样的温度下Mg：Si强化相多数被溶解，随后经风淬冷却，产生溶质原子和空位双重过饱和的固溶体，又经过自然时效(100℃以下停放2h)形成球状GP区，其大小为(10～60)×10一om。在100℃以下时效几年才能长大到10

5、0×10-10m。因此必须进行人工时效(1000C以上)使饱和固溶体进一步分解脱溶¨J。图1是在175℃、1950C、2150C时效的型材力学性能与时效时间的变化曲线。从图l可以看出，低温时效的6×××系合金型材力学性能提高最大，但是所需要的时间较长，生产效率较低。另外还可以看出，温度比时间的影响大得多。因此在人工时效过程中应该重点控制其温度及停放时间。矿i●堇越礤图1人工时效时间与强度的关系6061属m．Mg．Si．Cu系合金，6082属m．Mg．Si．Mn系合金，两者都具有中等强度、良好的塑性加工成形性能、抗腐蚀性能、抗

6、疲劳性能和焊接性能等，故被广泛应用。趾．Mg．Si．Cu．Mn系合金组均有一定的停放效应，经停放后合金的强度变化与合金中的Mg：Si的含量有关。当M92Si的含量小于1．0％时，经停放后的材料性能会略有提高(如6060、6063合金等)；而M92si的含量大于1．O％时，停放效应使材料的力学性能降低，而且Mg：si的含量愈高，材料的力学性能降低愈大(如6061、6082合金等)。要想获得最高的强度指标，应在固溶热处理后尽量短的时间内(8h之内)对型材进行人工时效处理。但在停放6h一8h条件下，材料的伸长率在标准值下限。在强度

7、的变化规律中，屈服强度的变化要比抗拉强度的变化更为剧烈一些，从表2可以证明此现象的存在，伸长率的变化规律与强度特性正好相反，但两者并不是呈比例的变化。3停放效应对力学性能变化的影响在实际生产中，型材在挤压后不可避免地要经过一定的中间存放时间，然后才能进行人工全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集·215·时效处理。所谓中间存放时间，就是从挤压结束(矫直拉伸工序结束)到人工时效硬化处理开始的时间。A1．Mg-Si．Cu．Mn系合金的力学性能随停放时间的不同而变化很大，6061及6082合金经固溶热处理之后，在室温条件下放置时间

8、的延长强度总体来说是呈下降的趋势，材料的强度随着停放时间的增加而逐渐下降，在放置12h左右情况下达到最低点；放置12h以后至30h，材料的强度出现反弹，但是幅度不大；30h以后，材料性能基本达到稳定状态，只有轻微的波动。铝加工界对这种现象发生的原因存在争议，多数人认为是：与室温条件下停留时