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6101-T7

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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 

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 

・ 

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 

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200 

200 

200 

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220 

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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 

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4 6 

时间/}l 

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Bd芝 霞 

(a)屈服强度 

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2,O 

加 ¨¨ ¨

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■一 0℃ 

190 

—★一220℃ 

170 

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时间/}l 

(b)抗拉强度 

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—_.-一1∞。C 

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—●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。 

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