6xxx系擠壓合金的自然時效和人工時效___886

1、6XXX系擠壓合金的自然時效和人工時效 88-6張君堯校背景6XXX系擠壓鋁合金在建筑方面應用得很廣泛，特別是在建筑結構中作為支承鋁合金間壁墻的結構件。就建筑結構而言，間壁墻一般是不承受負荷的，但要預料到在建筑現場最高處間壁墻必須承受很重的風載。因此，在這方面應用的擠壓合金必須有最佳的結構完整性和必須與嚴格的工程標準相符合。以前在輕金屬時代上發(fā)表的文章(1)冶金方面的考慮采用這些耐用漆的表面處理會產生熱效應，它可能嚴重地影響冶金特性，從而間壁墻組合件的強度和結構完整性也要受到影響，用電化學方法鍍上陽極氧化膜的鋁薄板和擠壓材料很少暴露在38以上的溫度下，因而，表面處理溫度不會影響產品的冶金特性。

2、對鋁合金部件，完成這些高質量涂漆的基礎是漆的烘烤固化周期。在加上漆的涂層(底漆和外部色漆涂層)之后，涂層必須在一定的、嚴格控制的溫度范圍內烘烤一個特定的時間周期，該周期是為了獲得最佳處理表面而設計的。這些涂漆方法是在最終冶金處理完成之后用到部件上去的，因而，鋁的結構是處于一種冶金狀態(tài)之中，在該狀態(tài)下發(fā)展了規(guī)定的抗拉性能。然而為了固化高質量涂層所需要的溫度范圍對材料的工程性能足以產生不利的影響，鋁合金薄板材料主要由于在加工過程中產生的應變硬化使強度有了提高，例如5005或1100型合金，在漆的烘烤周期產品將會部分退火使抗拉強度和屈服強度有所下降。同樣，可熱處理合金擠壓件，如6XXX系合金，可能產

3、生過時效而使機械性能大大下降。希望本文提出的數據能夠有助于獨立擠壓廠調整人工時效、涂漆時效和涂漆烘烤周期的參數，以便使涂漆的6XXX系合金擠壓件的工程性能最佳化。試驗過程用以提供數據的合金的化學成分列于表1中。這些合金的已預先加熱的直徑22.86厘米的鑄錠，在阿爾康擠壓廠擠壓成10.16厘米寬×3.17厘米的最大寬度的帶肋的實心型材。對此擠壓件，鑄錠是加熱到482，約在465擠壓，利用承料臺下的和高架的通風機進行空冷，以保證最佳的空冷淬火操作。自然時效數據是取自于擠壓件的抗拉性能。擠壓件的性能是在擠壓后在室溫保存1.5小時到6個月的不同時間內測定的。人工時效數據是從自然時效1個月以后

4、，在121到245的溫度范圍內加熱到16小時的材料上獲得的。為了測定延遲人工時效對強度的影響，每種合金的擠壓件在自然時效1、30和180天之后都人工時效到最高強度狀態(tài)。經常是用電導率值來描述變形鋁合金，特別是2XXX系和7XXX系高強度合金的自然時效和人工時效特性。為了評價6XXX系擠壓合金延遲時效的影響，測定了自然時效5天到6個月的材料的電導率和所有人工時效擠壓件的電導率。自然時效圖16XXX系擠壓合金自然時效曲線6063-E.S.，-6063-M.F.，-6063-A.P.6061，-6005，6351圖26XXX系擠壓合金在165人工時效曲線6063-E.S.，X6063-M.F.，60

5、63-A.P.，6005，XX6061，6351每個合金的電導率值列于表2中。像預料的那樣，電導率隨合金化元素含量的增加而下降，但在每個合金自然時效期間基本上保持不變。人工時效這些合金中每一個合金在165、176、204和250的人工時效曲線示于圖25。在試驗的最長加熱時間內，在176的時效溫度下，每個合金都達到了峰值強度。至于較高強度的合金(6005、6351、6061)，在176下，在8小時之后，強度開始下降，這時較低強度6063型合金(6063-E.S.，6063-M.F.，6063-A.P.)的強度在該溫度下，在加熱時間超過8小時后還繼續(xù)增加。中等強度合金在204和高于204加熱時，很

6、快就過時效了，而6063型合金在強度損失之前，在204可加熱兩小時，然而在204所獲得的峰值強度明顯地低于在較低溫度下所獲得的強度。按照提高強度的次序，人工時效合金與自然時效合金排列的次序相同。峰值強度是分布在6063-E.S.的225兆帕到6351合金的304兆帕的抗拉強度范圍內。圖36XXX系擠壓合金在176的人工時效曲線6063-E.S.，X6063-M.F.，6063-A.P.，6005，XX6061，6351所有在176和250人工時效的合金的電導率值均繪于圖6和圖7中。像所預料的那樣，電導率在時效溫度下是隨時間的增加而增加，也隨溫度的提高而增加。圖46XXX系擠壓合金在204的人工

7、時效曲線6063-E.S.，X6063-M.F.，6063-A.P.，6005，XX6061，6351圖56XXX系擠壓合金在250的人工時效曲線6063-E.S.，X6063-M.F.，6063-A.P.，6005，XX6061，6351圖6在176時效的6XXX系擠壓合金的電導率6063-E.S.，X6063-M.F.，口6063-A.P，6005，XX6061，6351圖7在250時效的6XXX系擠壓合金的電導率6063-E.S.，X6063-M.F，6063-A.P.6005，XX6061，6351延遲人工時效延遲時效對6063型合金T 6狀態(tài)強度的影響示于圖8中。圖9表明了對中等強度合金的影響。如圖8所示，6063型合金由于延遲1個月或更長時間進行人工時效，其抗拉強度提高1456兆帕。然而，中等強度的6061、6005和6351合金延遲時效使T6狀態(tài)的強度增加得很少或沒有增加。圖8延遲時效對6063型