(1) A 6xxx sorozatú alumíniumötvözetek jellemzői
A 6xxx sorozatú alumíniumötvözetek olyan alumíniumötvözetek, amelyek fő ötvözőelemei magnézium és szilícium, erősítő fázis pedig Mg2Si. Ezek hőkezelhető alumíniumötvözetek. Az ötvözetek előnyei: közepes szilárdság, nagy korrózióállóság, nem hajlamosak a korróziós repedésekre, jó hegesztési teljesítmény, változatlan korróziós teljesítmény a hegesztési zónában, jó alakíthatóság és feldolgozhatóság. Ha az ötvözet rezet tartalmaz, az ötvözet szilárdsága megközelítheti a 2xxx sorozatú alumíniumötvözetekét, és a feldolgozhatóság is jobb, mint a 2XXx sorozatú alumíniumötvözeteké, de a korrózióállóság romlik. Az ötvözet jó kovácsolási teljesítménnyel rendelkezik. Ebben a sorozatban a legszélesebb körben használt ötvözetek a 6061 és 6063 ötvözetek, amelyek a legjobb átfogó teljesítménnyel és gazdaságossággal rendelkeznek. A fő termékek az extrudált profilok, és ennek az ötvözetnek a legnagyobb felhasználási területe az építészeti profilok.
(2) A fő ötvöző és szennyező elemek szerepe
A 6XXX sorozatú alumíniumötvözetek fő ötvözőelemei a Mg, Si és Cu, szerepük a következő.
1) g és Si szerepe
A Mg- és Si-tartalom változásának csekély hatása van az Al-Mg-Si ötvözet húzószilárdságára és nyúlására lágyított állapotban.
A Mg és Si tartalom növekedésével az Al-Mg-Si ötvözet szakítószilárdsága kioltott természetes öregedési állapotban növekszik, a nyúlás csökken. Ha az összes Mg és Si tartalom állandó, akkor a Mg és Si tartalom arányának változása is nagy hatással van a teljesítményre. Rögzített Mg tartalom mellett az ötvözet szakítószilárdsága a Si tartalom növekedésével nő. Rögzített Mg2Si fázistartalommal és a Si tartalom növelésével az ötvözet erősítő hatása javul, míg a nyúlás némileg javul. Rögzített Si-tartalom mellett az ötvözet szakítószilárdsága a Mg-tartalom növekedésével nő. Kis Si tartalmú ötvözetek esetében a maximális szakítószilárdság az (Al)-Mg2Si-Mg2Al háromfázisú tartományban található. Az A1-Mg-Si ötvözet háromkomponensű ötvözetének maximális szakítószilárdsága az a(Al)-Mg2Si-Si háromfázisú tartományban található.
A magnézium és a szilícium hatása az ötvözet mechanikai tulajdonságaira hűtött mesterséges öregedési állapotban alapvetően megegyezik az ötvözet hűtött, természetes öregedési állapotban lévőével, de a szakítószilárdság jelentősen javul, és a maximális érték továbbra is fennáll. az a(Al)-MgzSi-Si háromfázisú régióban, miközben a nyúlás ennek megfelelően csökken.
Ha az ötvözetben maradék Si és MgSi van, akkor mennyiségük növekedésével a korrózióállóság csökken. Ha azonban az ötvözet az a(Al-MgzSi kétfázisú tartományban, az ötvözet pedig az egyfázisú tartományban található, ahol a MgSi fázis teljesen feloldódik a mátrixban, akkor a korrózióállóság a legjobb. a korróziós repedés hangsúlyozására.
Az ötvözet hegesztésekor viszonylag nagy a hajlam a repedések kialakulására, de az a(Al-Mg2Si kétfázisú tartományban az ötvözet összetétele 0.2%~0.4 %Si és 1,2%~1,4% Mg és az a(Al)-Mg2Si-Si háromfázisú tartományban az ötvözet 1,2%~2.{18}}%Si és 0 összetételű. 8%~2.{22}}A%Mg viszonylag kis mértékben hajlamos repedésekre.
2) Cu hatása
Cu hozzáadása után az AI-Mg-Si ötvözethez a Cu létezési formája a szerkezetben nemcsak a réztartalomtól, hanem a Mg- és Si-tartalomtól is függ. Ha a réztartalom nagyon kicsi és a Mg:Si arány 1,73:1, akkor MgSi fázis képződik, és az összes réz feloldódik a mátrixban; ha magas a réztartalom és a Mg:Si arány kisebb, mint 1,08, akkor W (AlCuMgsSi) fázis képződhet, és a maradék réz CuAl-t képez; ha a réztartalom magas és a Mg:Si arány nagyobb, mint 1,73, akkor S (AlCuMg) és CuAl fázis képződhet. A W fázis különbözik az S fázistól, a CuAl fázistól és a MgSi fázistól. Szilárd állapotban csak részben oldódik, erősítő hatása nem olyan erős, mint a MgSi fázisé.
Cu hozzáadása az ötvözethez nemcsak jelentősen javítja az ötvözet plaszticitását a melegfeldolgozás során, hanem növeli a hőkezelés erősítő hatását is. Elnyomhatja az extrudálási hatást és csökkentheti a Mn hozzáadása után fellépő anizotrópiát is.
3) Mn, Cr, Ti, Fe és Zn szerepe
A 6XXX sorozat A1 ötvözetében a hozzáadott nyomelemek közé tartozik a Mn, a Cr és a Ti, míg a szennyező elemek főleg a Fe, Zn stb., funkciójuk pedig a következő.
Mn: Mn hozzáadása az ötvözethez javíthatja a szilárdságot, a korrózióállóságot, az ütésállóságot és a hajlítási tulajdonságokat. Ha Cu-t és Mn-t adunk az AlMg{{0}}.7Si1.0 ötvözethez, ha a Mn-tartalom kisebb, mint 0,2%, az ötvözet szilárdsága a Mn-tartalom növekedésével nő. A Mn-tartalom növekedésével azonban a Mn és a Si AlMnSi fázist képez, amely elveszíti a Mg2Si fázis kialakulásához szükséges Si egy részét, és az AlMnSi fázis erősítő hatása kisebb, mint a Mg2Si fázisé. Ezért az ötvözet erősítő hatása csökken.
Amikor Mn-t és Cu-t egyidejűleg adunk hozzá, az erősítő hatás nem olyan jó, mint önmagában, de növelheti a nyúlást és javíthatja az izzított termék szemcseméretét.
Amikor Mn-t adunk az ötvözethez, az a fázisban a Mn súlyos intrakristályos szegregációja miatt az ötvözet átkristályosodási folyamata befolyásolja, ami az izzított termék szemcsés eldurvulását eredményezi. A finomszemcsés anyagok előállítása érdekében a tuskót magas hőmérsékleten (550 fok) homogenizálni kell, hogy kiküszöböljük a Mn szegregációt. Az izzítás során jobb gyorsan felmelegíteni.
Cr: A Cr és a Mn hasonló hatású. A Cr gátolja a Mg2Si fázis kicsapódását a szemcsehatáron, késlelteti a természetes öregedési folyamatot, és javítja a szilárdságot a mesterséges öregítés után. A Cr finomíthatja a szemcséket, és átkristályosítás után karcsúsíthatja a szemcséket, ezáltal javítva az ötvözet korrózióállóságát. A Cr-tartalom általában 0,15%~0,3%.
Ti: {{0}}.02%~0,1% Ti és 0,01%~0,2% Cr hozzáadása a 6XXX sorozatú alumíniumötvözetekhez csökkentheti az oszlopos kristályszerkezetet ingot, javítja az ötvözet kovácsolási teljesítményét, és finomítja a termék szemcséit.
Fe: Kis mennyiségű Fe (kevesebb, mint {{0}},4%) finomíthatja a szemcséket. Ha a Fe-tartalom meghaladja a 0,7%-ot, oldhatatlan (AlMnFeSi) fázis keletkezik, amely csökkenti a termék szilárdságát, plaszticitását és korrózióállóságát. Ha az ötvözet vasat tartalmaz, az eloxálás után a termék színe romolhat.
Zn: Kis mennyiségű Zn-szennyeződésnek nincs hatása az ötvözet szilárdságára, és a tartalma legfeljebb 0,3%.