2024年4月5日发(作者:谷语海)
《铝 ̄jN-r》 2015年第5期总第226期 技术工程
6101一T7铝合金厚壁管材时效工艺研究
孙福德
(中国铝业公司西北铝Jju'r厂,陇西7481 1 1)
摘要:通过研究不同人工时效制度对6101铝合金厚壁管材力学性能的影响,制定出合理的6101一T7铝合金 260mm×14mm
大规格厚壁管材的人工时效工艺制度。
关键词:6101一T7铝合金;厚壁管材;人工时效;屈服强度;抗拉强度
中图分类号:TG1663
doi:10.3969/j.issn.1005—4898.2015.05.07
文献标识码:A 文章编号:1005—4898(2015)05—0033—03
0前言
6101铝合金的主要合金元素为Mg和si,其
260mm×232mm×14ram的厚壁管材,然后取样
经锯切、车削加工成 13mm的圆形试样进行试
验。
表1 6101铝合金化学成分(质量分数/%)
主要强化相为Mg Si。因为该合金具有较好的综
合性能,被广泛用于生产公共汽车用高强度棒
材、电导体及散热器材等挤压材。目前,国内外
对于610l铝合金T7状态人工时效工艺制度的介
绍资料较少,为了指导实际生产,我们结合当前
正在生产的6101铝合金 260ram×14mm大规格
厚壁管材,对该铝合金T7状态的时效工艺进行
1。2试验设备
挤压机:45MN反向挤压机;铸锭加热炉:工
了重点分析研究,以制定合理的6101一T7铝合金
频感应加热炉;淬火炉:CY一30坩埚式电阻炉;时
260mm×14mm大规格厚壁管材的人工时效工艺
制度。
效炉:电热鼓风箱。
1.3试验方案
1.3.1工艺流程
1试验材料、设备Yc_z_艺方案
1.1试验材料
6101铝合金 260mm×14mm大规格厚壁管材
的生产工艺流程为:铸锭加热一挤压 切尾一淬
火一矫直一人工时效一成品检查一包装一交货。
6101铝合金 260mm×14mm大规格厚壁管材
的主要生产工序工艺参数如表2所示。
本次试验所用合金材料为6101铝合金铸锭,
其化学成分如表1所示。铸锭经工频感应加热
炉加热后,通过45MN反向挤压机挤压成规格为
作者简介:孙福德(1983一),男,甘肃威武人,工程师,主要从事金属压力加工。
收稿日期:2014—11-04
・
33 ・
孙福德:61 01一T7铝合金厚壁管材时效工艺研究
表2各工序工艺制度
1.3.2热处理制度
1.3.2.1淬火制度
6101一T7铝合金 260mm X 14mm大规格厚壁管
材试样的淬火处理按照现有工艺规程规定的淬火制
度在CY一30坩埚式电阻炉内进行热处理,淬火温度
为527—530oC,淬火保温时间为40min,采用水冷
淬火,水温为室温,淬火转移时间不大于5s。
1.3.2.2人工时效制度
淬火结束后,6101一T7铝合金 260mm X 14mm
大规格厚壁管材试样在电热鼓风箱内进行人工时
效处理,其时效制度方案见表3。
表3 61 01 T7铝合金管材时效工艺制度方案
时效温度/℃ 时效时间/l1
18O
180
180
180
200
200
200
200
220
220
220
220
2试验结果及分析
2.1试验力学性能结果
6101一T7铝合金≯260mm×14mm大规格厚壁管
材经不同时效工艺制度处理后的力学性能见表4。
表4 61 O1 T7铝合金厚壁管材时效热处理后的力学性能
180oC/6h 253 268 14.0
・
34・
技术工程
180cC/8h
258 269
12.2
180cC/lOh
249 265
13.4
200oC/4h
250 254 l3.4
200℃/6h
237
247
13.6
200oC/8h
234 244
7.4
200℃/lOh
209 217 14.0
220oC/4h
2l3 218 15.4
220oC/6h
202 206
15
220℃/8h
183 191 15
220oC/lOh
167 178
18.O
由表 l生能数据绘制出屈服强度、抗拉强度及延
伸率在不同时效工艺制度下的变化曲线(见图1)。
4 6 8 K 4 6 8 K 4 6 8 K
0
日
250
’—'-
1
一 一
塞230
—-・一 霉O
董
L
\.
—
、
—● 一Zoo
哩178
、|.
——- 一22 ‘
-.’
150
4 6
时间/}l
8 O
Bd芝 霞
(a)屈服强度
瓣
2,O
加 ¨¨ ¨
218
250
——●一I鲫℃
230
—
0
■一 0℃
190
—★一220℃
170
t50
4 矗 8 lO
时间/}l
(b)抗拉强度
/
,
—
一—
—_.-一1∞。C
\ /
—●一20e
\/
一at一 曲℃
4 6 8 O
时间/I1
(c)延伸率
图1不同时效制度对力学性能的影响
2.2试验分析
6101铝合金的主要合金元素为Mg和si,属于
热处理可强化合金,其主要强化相为Mg Si,在
热处理状态下,Mg,si相固溶于基体之中,使6101
馨6
《铝加工》 2015年第5期总第226期 技术工程
铝合金具有人工时效能力。目前已知6101铝合金
的人工时效的过程为:G.P区一针状Mg si非平衡
相一棒状Mg Si非平衡相一片状平衡Mg Sign。时
效过程是过饱和固溶体分解和析出的过程,一般
来讲,提高时效温度可加速时效过程,但是时效
温度过高时会由于强化相质点的聚集和稳定相的
形成而使合金的强度明显下降,即发生过时效现
象。如果时效温度过低时,则需要的保温时间就
要加长。因此,时效温度和时问是决定合金时效
效果的决定性工艺参数。研究表明,过时效的温
度比正常时效的温度稍高,时效时间也比正常时
效时间更长,铝合金发生过时效后,铝合金的组
织比较稳定,可以保证制品尺寸稳定,也可以改
善合金的抗蚀性的性能。综上所述,为了合理制
定6101铝合金T7状态的人工时效制度,本次试验
采取了在同一淬火制度下不同人工时效制度的试
验方案。
从图1可以看出,当人工时效温度在
180~220 oC和时效时间在4—1Oh范围内变化时,
力学性能变化比较明显。试验时,随着时效温度
的提高,合金强度逐渐降低。当采用180oC低温
时效时,抗拉强度在时效初期升高的很慢或基本
不升高,此时,6101铝合金处于所谓的时效“孕
育期”,Mg、Si原子逐渐集聚形成G.P区。随着时
效时间的不断延长,当时效时间延长至8h时,铝
合金强度达到峰值,此时时效组织内形成共格应
变场最大的针状Mg,Si非平衡相。当继续延长时效
时间, 针状Mg:si非平衡相逐步扩散转变为棒状
Mg si非平衡相或片状平衡Mg Si}N时,铝合金强
度开始下降。180 低温时效时,时效硬化速度较
慢,时效峰值时间也较长,这是因为在1 80oC低
温时效时,时效组织内的G.P区、针状(或棒状)
Mg,Si@平衡相的数量比采取其它人工时效温度时
的多。当采用220 ̄C时效温度时,合金强度下降较
为明显,这是因为在220 ̄C高温时效时,时效组织
l;k]Mg、Si原子扩散速度加快,导致了时效组织内
的G.P区尺寸增大,数量减少所致。180℃低温时
效时,延伸率介于200 ̄C时效温度和220 ̄C时效温
度之间,200 ̄12时效温度下的延伸率最小。过时效
可以降低6101铝合金的抗拉强度和屈服强度,但
其金属塑性并未相应成比例升高。
依据以上试验数据所反映的6101铝合金强度
变化趋势,我们在实际生产中最终确定6101一T7铝
合金 260mm×14mm大规格厚壁管材的人工时效
制度为:时效温度为(190±5)oC,时效时间为
5h。人工时效后力学性能见表5。
表5 61 01一T7铝合金管材时效热处理后的力学性能
生产实践表明,按此人工时效制度生产的
6101一T7铝合金≯260mm×14mm大规格厚壁管材,
其力学性能满足用户要求。
3结束语
通过对6101铝合金人工时效制度的研究,制
定了合理的6101一T7铝合金 260mm×14mm大规格
厚壁管材人工时效制度,掌握了影响该铝合金性
能的关键的人工时效工艺参数,为今后进一步深
入研究6101铝合金过时效工艺制度积累了经验。
参考文献
【1]肖亚庆,谢永生,刘静安,等.铝加工技术实用手册
[M].北京:冶金工业出版社,2005
[2]王祝堂,田荣璋,等.铝合金及其加工手册(第二版)
[J .长沙.中南大学出版社
(编辑:张为宾)
(下转第8页)
・
35 ・
《铝加工》 2015年第5期总第226期 技术工程,1言息报道
Study on Puriifcation Process of High Temperature
Electrolytic Aluminum Melt
XIE Xiao—hui,JI Zhong—nian
(MCC BERIS Engineering and Research Corporation,Qingdao 266555,China)
Abstract:The principle and main methods for puriifcation of aluminum melt were introduced.Taking a practical puriifcation process of
electrolytic aluminum meh as example,the selected process was confirmed reasonable and suitable.
Keywords:high temperature electrolytic aluminum melt;purification process;degassing;deslagging;index
(上接第35页)
Research on Artiifcial Aging of 6101-T7 Aluminium
Alloy Thick-wall Tube
SUN Fu—de
(Chinalco Northwestern Aluminum Fabrication Plant,Longxi 748 1 1 1,China)
Abstract:Through the study on the influence of different artiifcial aging systems on the mechanical properties of 6101 aluminum alloy
thick wall tube.a reasonable artiifcial aging system for 6101-T7 aluminum alloy 260mm X 14mm thick—wall tube was determined.
Keywords:6101——T7 aluminum alloy;thick——wall tube;artiifcial aging;yield strength;tensile strength
东轻公司采用超声波探伤新技术
中铝东轻公司近日采用新设备新技术,对北线特板厂板材全部采用水浸探伤,大幅度提高了探伤效率和板材质量。据
了解,东轻公司此次安装的水浸探伤设备是新引进的国内先进的探伤设备,采用相控阵探伤技术,是近年来超声无损探伤
领域发展起来的新技术,具有动态聚焦、自动成像检测等多项功能。过去,一张大规格板材采用接触法探伤需要30min,采
用水浸探伤后,同样规格的板材的探伤时间缩短 ̄lJ8min而且有效减少了因操作因素带来的漏探、错探等问题。
保定科泰“铝复合中空板"获得国家专利
保定科泰新型材料制造有限公司经过三年不懈努力,成功研发新型复合材料铝复合中空板。此产品现已通过国家权
威部门质量技术检测并得到专利认可(专利号:ZL201320357541.0)。该设备生产工艺适时填补了国内空白,形成了连续
的生产线。铝复合中空板结构合理节能环保,重量轻节省成本,耐高温A级防火且产品种类极为丰富,可广泛适用于住宅
楼、办公楼、地铁等各个行业及领域。
・
8 ・
2024年4月5日发(作者:谷语海)
《铝 ̄jN-r》 2015年第5期总第226期 技术工程
6101一T7铝合金厚壁管材时效工艺研究
孙福德
(中国铝业公司西北铝Jju'r厂,陇西7481 1 1)
摘要:通过研究不同人工时效制度对6101铝合金厚壁管材力学性能的影响,制定出合理的6101一T7铝合金 260mm×14mm
大规格厚壁管材的人工时效工艺制度。
关键词:6101一T7铝合金;厚壁管材;人工时效;屈服强度;抗拉强度
中图分类号:TG1663
doi:10.3969/j.issn.1005—4898.2015.05.07
文献标识码:A 文章编号:1005—4898(2015)05—0033—03
0前言
6101铝合金的主要合金元素为Mg和si,其
260mm×232mm×14ram的厚壁管材,然后取样
经锯切、车削加工成 13mm的圆形试样进行试
验。
表1 6101铝合金化学成分(质量分数/%)
主要强化相为Mg Si。因为该合金具有较好的综
合性能,被广泛用于生产公共汽车用高强度棒
材、电导体及散热器材等挤压材。目前,国内外
对于610l铝合金T7状态人工时效工艺制度的介
绍资料较少,为了指导实际生产,我们结合当前
正在生产的6101铝合金 260ram×14mm大规格
厚壁管材,对该铝合金T7状态的时效工艺进行
1。2试验设备
挤压机:45MN反向挤压机;铸锭加热炉:工
了重点分析研究,以制定合理的6101一T7铝合金
频感应加热炉;淬火炉:CY一30坩埚式电阻炉;时
260mm×14mm大规格厚壁管材的人工时效工艺
制度。
效炉:电热鼓风箱。
1.3试验方案
1.3.1工艺流程
1试验材料、设备Yc_z_艺方案
1.1试验材料
6101铝合金 260mm×14mm大规格厚壁管材
的生产工艺流程为:铸锭加热一挤压 切尾一淬
火一矫直一人工时效一成品检查一包装一交货。
6101铝合金 260mm×14mm大规格厚壁管材
的主要生产工序工艺参数如表2所示。
本次试验所用合金材料为6101铝合金铸锭,
其化学成分如表1所示。铸锭经工频感应加热
炉加热后,通过45MN反向挤压机挤压成规格为
作者简介:孙福德(1983一),男,甘肃威武人,工程师,主要从事金属压力加工。
收稿日期:2014—11-04
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孙福德:61 01一T7铝合金厚壁管材时效工艺研究
表2各工序工艺制度
1.3.2热处理制度
1.3.2.1淬火制度
6101一T7铝合金 260mm X 14mm大规格厚壁管
材试样的淬火处理按照现有工艺规程规定的淬火制
度在CY一30坩埚式电阻炉内进行热处理,淬火温度
为527—530oC,淬火保温时间为40min,采用水冷
淬火,水温为室温,淬火转移时间不大于5s。
1.3.2.2人工时效制度
淬火结束后,6101一T7铝合金 260mm X 14mm
大规格厚壁管材试样在电热鼓风箱内进行人工时
效处理,其时效制度方案见表3。
表3 61 01 T7铝合金管材时效工艺制度方案
时效温度/℃ 时效时间/l1
18O
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2试验结果及分析
2.1试验力学性能结果
6101一T7铝合金≯260mm×14mm大规格厚壁管
材经不同时效工艺制度处理后的力学性能见表4。
表4 61 O1 T7铝合金厚壁管材时效热处理后的力学性能
180oC/6h 253 268 14.0
・
34・
技术工程
180cC/8h
258 269
12.2
180cC/lOh
249 265
13.4
200oC/4h
250 254 l3.4
200℃/6h
237
247
13.6
200oC/8h
234 244
7.4
200℃/lOh
209 217 14.0
220oC/4h
2l3 218 15.4
220oC/6h
202 206
15
220℃/8h
183 191 15
220oC/lOh
167 178
18.O
由表 l生能数据绘制出屈服强度、抗拉强度及延
伸率在不同时效工艺制度下的变化曲线(见图1)。
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时间/I1
(c)延伸率
图1不同时效制度对力学性能的影响
2.2试验分析
6101铝合金的主要合金元素为Mg和si,属于
热处理可强化合金,其主要强化相为Mg Si,在
热处理状态下,Mg,si相固溶于基体之中,使6101
馨6
《铝加工》 2015年第5期总第226期 技术工程
铝合金具有人工时效能力。目前已知6101铝合金
的人工时效的过程为:G.P区一针状Mg si非平衡
相一棒状Mg Si非平衡相一片状平衡Mg Sign。时
效过程是过饱和固溶体分解和析出的过程,一般
来讲,提高时效温度可加速时效过程,但是时效
温度过高时会由于强化相质点的聚集和稳定相的
形成而使合金的强度明显下降,即发生过时效现
象。如果时效温度过低时,则需要的保温时间就
要加长。因此,时效温度和时问是决定合金时效
效果的决定性工艺参数。研究表明,过时效的温
度比正常时效的温度稍高,时效时间也比正常时
效时间更长,铝合金发生过时效后,铝合金的组
织比较稳定,可以保证制品尺寸稳定,也可以改
善合金的抗蚀性的性能。综上所述,为了合理制
定6101铝合金T7状态的人工时效制度,本次试验
采取了在同一淬火制度下不同人工时效制度的试
验方案。
从图1可以看出,当人工时效温度在
180~220 oC和时效时间在4—1Oh范围内变化时,
力学性能变化比较明显。试验时,随着时效温度
的提高,合金强度逐渐降低。当采用180oC低温
时效时,抗拉强度在时效初期升高的很慢或基本
不升高,此时,6101铝合金处于所谓的时效“孕
育期”,Mg、Si原子逐渐集聚形成G.P区。随着时
效时间的不断延长,当时效时间延长至8h时,铝
合金强度达到峰值,此时时效组织内形成共格应
变场最大的针状Mg,Si非平衡相。当继续延长时效
时间, 针状Mg:si非平衡相逐步扩散转变为棒状
Mg si非平衡相或片状平衡Mg Si}N时,铝合金强
度开始下降。180 低温时效时,时效硬化速度较
慢,时效峰值时间也较长,这是因为在1 80oC低
温时效时,时效组织内的G.P区、针状(或棒状)
Mg,Si@平衡相的数量比采取其它人工时效温度时
的多。当采用220 ̄C时效温度时,合金强度下降较
为明显,这是因为在220 ̄C高温时效时,时效组织
l;k]Mg、Si原子扩散速度加快,导致了时效组织内
的G.P区尺寸增大,数量减少所致。180℃低温时
效时,延伸率介于200 ̄C时效温度和220 ̄C时效温
度之间,200 ̄12时效温度下的延伸率最小。过时效
可以降低6101铝合金的抗拉强度和屈服强度,但
其金属塑性并未相应成比例升高。
依据以上试验数据所反映的6101铝合金强度
变化趋势,我们在实际生产中最终确定6101一T7铝
合金 260mm×14mm大规格厚壁管材的人工时效
制度为:时效温度为(190±5)oC,时效时间为
5h。人工时效后力学性能见表5。
表5 61 01一T7铝合金管材时效热处理后的力学性能
生产实践表明,按此人工时效制度生产的
6101一T7铝合金≯260mm×14mm大规格厚壁管材,
其力学性能满足用户要求。
3结束语
通过对6101铝合金人工时效制度的研究,制
定了合理的6101一T7铝合金 260mm×14mm大规格
厚壁管材人工时效制度,掌握了影响该铝合金性
能的关键的人工时效工艺参数,为今后进一步深
入研究6101铝合金过时效工艺制度积累了经验。
参考文献
【1]肖亚庆,谢永生,刘静安,等.铝加工技术实用手册
[M].北京:冶金工业出版社,2005
[2]王祝堂,田荣璋,等.铝合金及其加工手册(第二版)
[J .长沙.中南大学出版社
(编辑:张为宾)
(下转第8页)
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《铝加工》 2015年第5期总第226期 技术工程,1言息报道
Study on Puriifcation Process of High Temperature
Electrolytic Aluminum Melt
XIE Xiao—hui,JI Zhong—nian
(MCC BERIS Engineering and Research Corporation,Qingdao 266555,China)
Abstract:The principle and main methods for puriifcation of aluminum melt were introduced.Taking a practical puriifcation process of
electrolytic aluminum meh as example,the selected process was confirmed reasonable and suitable.
Keywords:high temperature electrolytic aluminum melt;purification process;degassing;deslagging;index
(上接第35页)
Research on Artiifcial Aging of 6101-T7 Aluminium
Alloy Thick-wall Tube
SUN Fu—de
(Chinalco Northwestern Aluminum Fabrication Plant,Longxi 748 1 1 1,China)
Abstract:Through the study on the influence of different artiifcial aging systems on the mechanical properties of 6101 aluminum alloy
thick wall tube.a reasonable artiifcial aging system for 6101-T7 aluminum alloy 260mm X 14mm thick—wall tube was determined.
Keywords:6101——T7 aluminum alloy;thick——wall tube;artiifcial aging;yield strength;tensile strength
东轻公司采用超声波探伤新技术
中铝东轻公司近日采用新设备新技术,对北线特板厂板材全部采用水浸探伤,大幅度提高了探伤效率和板材质量。据
了解,东轻公司此次安装的水浸探伤设备是新引进的国内先进的探伤设备,采用相控阵探伤技术,是近年来超声无损探伤
领域发展起来的新技术,具有动态聚焦、自动成像检测等多项功能。过去,一张大规格板材采用接触法探伤需要30min,采
用水浸探伤后,同样规格的板材的探伤时间缩短 ̄lJ8min而且有效减少了因操作因素带来的漏探、错探等问题。
保定科泰“铝复合中空板"获得国家专利
保定科泰新型材料制造有限公司经过三年不懈努力,成功研发新型复合材料铝复合中空板。此产品现已通过国家权
威部门质量技术检测并得到专利认可(专利号:ZL201320357541.0)。该设备生产工艺适时填补了国内空白,形成了连续
的生产线。铝复合中空板结构合理节能环保,重量轻节省成本,耐高温A级防火且产品种类极为丰富,可广泛适用于住宅
楼、办公楼、地铁等各个行业及领域。
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