(1) Característiques dels aliatges d'alumini de la sèrie 6xxx
Els aliatges d'alumini de la sèrie 6xxx són aliatges d'alumini amb magnesi i silici com a elements d'aliatge principals i la fase Mg2Si com a fase d'enfortiment. Són aliatges d'alumini tractables tèrmicament. Els aliatges tenen els avantatges de resistència mitjana, alta resistència a la corrosió, sense tendència a esquerdes per corrosió per estrès, bon rendiment de soldadura, rendiment de corrosió sense canvis a la zona de soldadura, bona conformabilitat i processabilitat. Quan el coure està contingut a l'aliatge, la resistència de l'aliatge pot ser propera a la dels aliatges d'alumini de la sèrie 2xxx, i la processabilitat és millor que la dels aliatges d'alumini de la sèrie 2XXx, però la resistència a la corrosió es deteriora. L'aliatge té un bon rendiment de forja. Els aliatges més utilitzats en aquesta sèrie són els aliatges 6061 i 6063, que tenen el millor rendiment i economia integrals. Els principals productes són els perfils extrusats, i la major aplicació d'aquest aliatge són els perfils arquitectònics.
(2) El paper dels principals elements d'aliatge i impureses
Els principals elements d'aliatge dels aliatges d'alumini de la sèrie 6XXX són Mg, Si i Cu, i les seves funcions són les següents.
1) El paper de g i Si
El canvi del contingut de Mg i Si té poc efecte sobre la resistència a la tracció i l'allargament de l'aliatge Al-Mg-Si en estat recuit.
Amb l'augment del contingut de Mg i Si, la resistència a la tracció de l'aliatge Al-Mg-Si en l'estat d'envelliment natural apagat augmenta i l'allargament disminueix. Quan el contingut total de Mg i Si és constant, el canvi de la relació de contingut de Mg i Si també té un gran efecte en el rendiment. Amb un contingut fix de Mg, la resistència a la tracció de l'aliatge augmenta amb l'augment del contingut de Si. Amb un contingut de fase Mg2Si fix i un augment del contingut de Si, es millora l'efecte d'enfortiment de l'aliatge, mentre que l'allargament es millora lleugerament. Amb un contingut de Si fix, la resistència a la tracció de l'aliatge augmenta amb l'augment del contingut de Mg. Per als aliatges amb un contingut reduït de Si, la màxima resistència a la tracció es troba a la regió trifàsica (Al)-Mg2Si-Mg2Al. La màxima resistència a la tracció de l'aliatge ternari A1-Mg-Si es troba a la regió trifàsica a(Al)-Mg2Si-Si.
La influència de Mg i Si sobre les propietats mecàniques de l'aliatge en l'estat d'envelliment artificial apagat és bàsicament la mateixa que la de l'aliatge en estat d'envelliment natural apagat, però la resistència a la tracció millora molt i encara es troba el valor màxim. a la regió trifàsica a(Al)-MgzSi-Si, mentre que l'allargament disminueix en conseqüència.
Quan hi ha residus de Si i MgSi a l'aliatge, la resistència a la corrosió disminueix amb l'augment de la seva quantitat. Tanmateix, quan l'aliatge es troba a la regió bifàsica a(Al-MgzSi i l'aliatge a la regió monofàsica on la fase MgSi està completament dissolta a la matriu, la resistència a la corrosió és la millor. Tots els aliatges no tenen tendència). per tensionar l'esquerda per corrosió.
Quan l'aliatge es solda, la tendència a soldar esquerdes és relativament gran, però a la regió bifàsica a(Al-Mg2Si, l'aliatge amb una composició de 0.2%~0.4 %Si i 1,2%~1,4%Mg i a la regió trifàsica a(Al)-Mg2Si-Si, l'aliatge amb una composició d'1,2%~2.0%Si i 0. 8%~2.0%Mg té una tendència relativament petita a soldar esquerdes.
2) Efecte del Cu
Després d'afegir Cu a l'aliatge AI-Mg-Si, la forma d'existència de Cu a l'estructura depèn no només del contingut de Cu, sinó també dels continguts de Mg i Si. Quan el contingut de Cu és molt petit i la relació Mg:Si és 1,73:1, es forma la fase MgSi i tot el Cu es dissol a la matriu; quan el contingut de Cu és alt i la relació Mg:Si és inferior a 1,08, es pot formar la fase W (AlCuMgsSi) i el Cu restant forma CuAl; quan el contingut de Cu és alt i la relació Mg:Si és superior a 1,73, es poden formar les fases S (AlCuMg) i CuAl. La fase W és diferent de la fase S, la fase CuAl i la fase MgSi. Només es dissol parcialment en estat sòlid i el seu efecte d'enfortiment no és tan gran com el de la fase MgSi.
L'addició de Cu a l'aliatge no només millora significativament la plasticitat de l'aliatge durant el processament en calent, sinó que també augmenta l'efecte de reforç del tractament tèrmic. També pot suprimir l'efecte d'extrusió i reduir l'anisotropia que es produeix després de l'addició de Mn.
3) El paper de Mn, Cr, Ti, Fe i Zn
Els oligoelements afegits a l'aliatge A1 de la sèrie 6XXX inclouen Mn, Cr i Ti, mentre que els elements d'impureses inclouen principalment Fe, Zn, etc., i les seves funcions són les següents.
Mn: afegir Mn a l'aliatge pot millorar la resistència, la resistència a la corrosió, la resistència a l'impacte i les propietats de flexió. Quan s'afegeix Cu i Mn a l'aliatge AlMg{{0}.7Si1.0, quan el contingut de Mn és inferior al 0,2%, la resistència de l'aliatge augmenta amb l'augment del contingut de Mn. Tanmateix, a mesura que el contingut de Mn continua augmentant, Mn i Si formen la fase AlMnSi, que perd part del Si necessari per formar la fase Mg2Si, i l'efecte de reforç de la fase AlMnSi és menor que el de la fase Mg2Si. Per tant, l'efecte d'enfortiment de l'aliatge disminueix.
Quan s'afegeix Mn i Cu al mateix temps, l'efecte de reforç no és tan bo com afegir Mn sol, però pot augmentar l'allargament i millorar la mida del gra del producte recuit.
Quan s'afegeix Mn a l'aliatge, a causa de la greu segregació intracristal·lina de Mn en la fase a, el procés de recristal·lització de l'aliatge es veu afectat, donant lloc a un engrossiment del gra del producte recuit. Per obtenir materials de gra fi, el lingot s'ha d'homogeneïtzar a alta temperatura (550 graus) per eliminar la segregació de Mn. És millor escalfar ràpidament durant el recuit.
Cr: Cr i Mn tenen efectes similars. Cr inhibeix la precipitació de la fase Mg2Si al límit del gra, retarda el procés d'envelliment natural i millora la força després de l'envelliment artificial. El Cr pot refinar els grans i fer els grans esvelts després de la recristal·lització, millorant així la resistència a la corrosió de l'aliatge. El contingut de Cr és generalment del 0,15%~0,3%.
Ti: afegir {{0}}.02%~0,1% Ti i 0,01%~0,2% Cr als aliatges d'alumini de la sèrie 6XXX pot reduir l'estructura de cristall columnar del lingot, millora el rendiment de forja de l'aliatge i perfecciona els grans del producte.
Fe: una petita quantitat de Fe (menys de {{0}},4%) pot refinar els grans. Quan el contingut de Fe supera el 0,7%, es genera una fase insoluble (AlMnFeSi), que redueix la resistència, plasticitat i resistència a la corrosió del producte. Quan el Fe està contingut a l'aliatge, el color del producte després del tractament d'anodització es pot deteriorar.
Zn: una petita quantitat d'impuresa Zn té poc efecte sobre la resistència de l'aliatge i el seu contingut pot arribar a ser de fins a 0,3%.