6061_T6铝合金棒材尾端中心大晶粒的研究_张洪梅
基于DOE方法的6061-T6铝合金焊接工艺参数优化研究
基于DOE方法的6061-T6铝合金焊接工艺参数优化研究曲鸣亮;郁蓥荧
【期刊名称】《电力机车与城轨车辆》
【年(卷),期】2024(47)3
【摘要】车体焊接是确保轨道交通车辆安全性与可靠性的关键环节,而焊接工艺参数的选择与控制则是决定焊接质量的重要因素。
传统的焊接工艺参数获取方法依赖于大量的试验,导致试验周期长、成本高昂。
为了高效、低成本地研究最佳焊接工艺参数,文章基于IGM公司的六轴自动化焊接机械手设备,以6061-T6铝合金为母材,采用DOE(试验设计)中的部分因子试验设计方法进行参数优化。
通过合理的试验设计与结果分析,确定最佳焊接工艺参数组合为:送丝速度5.4 m/min,弧长修正3%,焊接速度53 cm/min,干伸长18 mm,脉冲频率2.5 Hz,有效降低了研究成本,缩短了试验周期。
【总页数】6页(P108-113)
【作者】曲鸣亮;郁蓥荧
【作者单位】中车株洲电力机车有限公司;中南大学交通运输工程学院;中国计量大学质量与标准化学院
【正文语种】中文
【中图分类】U260.64
【相关文献】
1.焊接工艺方法对6061-T6铝合金焊接接头疲劳性能的影响
2.基于田口方法铝合金电子束焊接工艺参数优化
3.工艺参数对6061-T6铝合金真空扩散焊接接头形貌和性能的影响
4.6061-T6/A356-T6铝合金焊接工艺研究
5.工艺参数对6061-T6铝合金激光焊接接头组织及性能的影响
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关于6061铝合金圆铸棒晶粒细化问题探讨
关于 6061铝合金圆铸棒晶粒细化问题探讨摘要:本文分别从6061铝合金铸棒的化学成分份，炉料组成，熔炼过程的温度控制，熔体在炉内的保温时间，人工播晶种，以及铸造过程工艺参数等方面阐述了对铸棒晶粒的影响，提出了晶粒细化的一些方法。
关键词：6061铝合金铝棒晶粒细化晶粒度在铝合金熔铸生产中，晶粒度一直是大家关注的热门话题。
尤其是变形铝合金中的圆铸棒晶粒度，它不仅关系到铸棒在铸造环节能否顺利进行，更关系到后续进一步压力加工，以及最终产品的力学性能，以至于使用性能。
影响6061铝合金圆铸棒晶粒有多方面因素，主要有1.化学成分因素合金元素对铝合金基体金属纯铝来说是外来质点。
他们的熔点、金晶结构与纯铝有一定差别，特别是形成金属化合物以后，对合金结晶有一定影响。
6061铝合金主要合金元素有Si、Mg、Cu，还有对合金工艺性能有一定影响的Fe、Mn、Cr、Ti等元素。
这些元素约占合金含量的2.5%（Wt）左右。
其形成的金属化合物有的熔点与基体金属有差别，有的结晶结构与基体金属有一定的相似性。
在合金结晶时，会产生先后期结晶，先期结晶对后序结晶形核有产生促进作用。
另外占合金总量的2.5%（Wt）的合金元素在合金铸造时，会产生成分过冷，对细化合金组织也有一定促进作用。
2.炉料组成因素铝合金铸棒生产企业，根据原料，特别是基体金属纯铝来源，以及废旧金属形状，多少都有各自的配料方案。
本文研究的配料方案是重熔原铝锭，以及本企业加工生产的厚度≥15mm边角废料和铸造后切除棒头、棒尾的工艺废料，作为回炉料配入炉料中。
在6061合金中炉料中还要加入相应合金元素的中间合金如Al-Fe、Al-Cu、Al-Cr等。
在炉料中，加或不加回炉料对合金晶粒度有一定影响。
产生上述晶粒度差异原因，据分析：相同重量的回炉料与相同重量的原铝锭比较，其表面积相差悬殊，前者是后者的数倍，甚至上百倍，也就是说前者的氧化物数量比后者大很多。
铝的氧化物在结晶体结构上与原铝相似，而其熔点近2050℃，这种高熔点质点能起到异质晶核作用，促进晶粒细化。
铝型材6061-T6检验规范
铝型材6061-T6检验规范第一篇：铝型材6061-T6检验规范铝型材6061-T6检验规范1铝型材的采购要求1.1铝型材的材质为6061-T6。
1.2铝型材的各项指标(化学成分、机械性能、技术标准等)应符合铝合金国家规定标准。
1.3供应商应根据图面要求提供1、合金成份分析2、抗弯曲试验3、尺寸偏差检验4、硬度试验5、机械性能试验6、氧化膜(涂层)厚度试验7、封孔质量试验8、颜色色泽试验9、氧化膜耐腐蚀性试验10、氧化膜耐候性试验11、氧化膜耐磨性试验12、涂层压痕硬度试验13、耐湿热试验。
14、涂层耐冲击试验15、涂层杯突试验16、耐化学稳定性试验17、外观质量检验。
等材质合格报告。
2铝型材的技术要求2.1铝型材的技术要求除非在技术工程部提供的图文技术资料中有特殊要求，否则尺寸允许偏差按表1执行（铝型材开口尺寸除外）。
表1铝型材的长度尺寸按供需双方在订单合同中的技术要求约定执行。
3铝型材的检验方法3.1铝型材坯料或表面氧化处理后表面检验在适应的自然光线下目测，目测距离为45±5cm。
抛光后的表面质量检验在规定的灯光下按抛光表面质量检验标准检验铝型材表面氧化处理后，其色泽与光亮均匀一致，无脏污。
如果有缺陷，按表2要求检验。
3.2铝型材坯料，表面色泽一致，无脏污。
如果有缺陷，按表3要求检验。
表33.3铝型材的外观尺寸铝型材的截面外型尺寸和厚度尺寸用游标卡尺测量；长度尺寸用卷尺测量。
第二篇：T检验教学T检验t检验适用于两个变量均数间的差异检验，多于两个变量间的均数比较要用方差分析。
用于比较均值的t检验可以分成三类，第一类是针对单组设计定量资料的；第二类是针对配对设计定量资料的；第三类则是针对成组设计定量资料的。
后两种设计类型的区别在于事先是否将两组研究对象按照某一个或几个方面的特征相似配成对子。
无论哪种类型的t检验，都必须在满足特定的前提条件下应用才是合理的。
若是单组设计，必须给出一个标准值或总体均值，同时，提供一组定量的观测结果，应用t检验的前提条件就是该组资料必须服从正态分布；若是配对设计，每对数据的差值必须服从正态分布；若是成组设计，个体之间相互独立，两组资料均取自正态分布的总体，并满足方差齐性。
6061挤压铝棒晶粒度的控制研究
试验用６ ０ ６ １ 合金 ，其成分符合Ｇ Ｂ ／ Ｔ ３ １ ９ ０ — ２ ０ ０ ８ 标准要求 。见表 １ 的规定 。
采 用 ２ １ ４ ｍｍ 铸 棒 ，铸 棒 进 行 均 匀 化 ，均 匀 化温 度５ ７ ０ ℃ ，保 温７ ｈ 出炉快 速冷 却 。
24挤压系数对晶粒度的影响表3中看到当挤压温度及速度一致挤压系数越大晶粒度长大及粗晶环加深这是由于金属挤压系数越大铸锭边部金属与挤压筒内壁金属与模具工作之间的摩擦越剧烈使内外金属流速差加大边部金属形成强烈的切变形区剪切?23?万方数据铝加工2013年第1期总第210期技术工程专利荟萃变形程度越大加剧了变形热效应由此大大提高了金属的温度有利于金属的再结晶形核和长大从而使金属的晶粒度长大
１ ． ３ 试验 内容
挤 压 工艺 参 数 对 ６ ０ ６ １ 挤 压 棒 材 晶 粒 度 的 影 响 ，通 过 不 同 的挤 压 温 度 、挤 压 速度 及 挤 压 系 数 试 验 。挤压 工艺 参 数见 表 ２ 。
２ 试 验 结 果 分 析
２ ． １ 试 验结 果
晶粒 度检 测结 果见 表 ３ 。 ２ ． ２ 挤 压温 度对 晶粒 度 的 影响
作 者简 介 ：成卫 兵 （ １ ９ ６ ７ 一），男 ，江 苏省 盐城 市 ，工程 师 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ — １ ２ － ０ ８
・
２ ２ ・
成卫兵 。等 ：６ ０ ６ １ 挤压铝 棒晶粒 度的控制研究
表２ 挤压工艺参数 成 品直 铸锭规 挤压 铸锭温 挤压速度／ 挤压筒 径／ ｍ ｍ 格／ ａｍ ｒ 系数 度／ ℃ ｍ ｍ‘ Ｓ 温度／ ℃
２ ｍｍ。 本 次试 验 通 过 研 究 挤 压 温 度 、挤 压 速 度 和 挤 压 系数 对 ６ ０ ６ １ 挤 压 铝 棒 晶粒 度 的影 响 程 度 ， 以 满 足用 户 的要 求 。
6061铝合金冷拉棒材生产工艺研究
注： 表中每一数据为 0 个试样的平均值。
（’）拉伸模尺寸对冷拉棒尺寸精度的控制。考虑 到冷拉后矫直及直径回弹量，采用 ! ’!&( ++ 模 （图 模子定径尺寸余量为 "5 ， 拉伸辊矫后回弹量 !）冷拉， 为 %&%"6%&%4 ++。
1%&! 冷拉棒尺寸精度试验结果为： 毛料 ! ’’)%&" 模孔 ++， % 1%&’ ! ’!&()%&%* ++，冷拉后 ! ’!&01%&%* % ++ ，矫直后 ! ’!&0 )%&%"
（王祝堂）
’%$%&!
)/3 +
因此本研究从以下三方面进行： （#）用正交试验法研究挤压及热处理制度对冷拉 棒组织和性能的影响。正交设计表为 .+ （/0） ， 因素水 平选择见表 /。
表*
品种 挤压棒 冷拉棒
!"!# 合金挤压棒材和冷拉棒材的主要技术指标
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公差 !--
试验内容及结果
对 !"!# 冷拉棒的要求是高强度和高精度（表 *） 。 收稿日期： *""#(#*(#! 作者简介： 张燕飞（#+7#(） ， 女， 辽宁朝阳人， 工程师。
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试验号
轻 正交试验方案与结果
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6061铝合金挤压棒材粗晶问题研究
４２０℃ ~ ４６０℃ ꎬ挤压速度 ３.０ｍ / ｍｉｎ ~ ４.０ｍ / ｍｉｎꎬ冷却方
式水冷ꎮ
６０６１ 成分ꎬ通过使用铸锭均质与否、固溶热处理制度
１.２.２ 宏观及微观检测过程
行观察分析ꎬ从中找到各个工艺参数对 ６０６１ 棒材粗
样ꎬ固溶制度分别采用 ５１０℃ × １ｈ、５２０℃ × １ｈ、５３０℃ ×
基础ꎮ
金相显微镜观察其显微组织ꎻ 将固 溶 后 的 试 样 按 照
等方面进行试验ꎬ并对正向挤压后的棒材低倍组织进
晶影响的规律ꎬ同时为以后该合金的进一步研究打下
１ 试验过程
将生产后的棒材沿挤压方向取长度为 ５０ｍｍ 的试
１ｈꎮ 将固溶后的试样按照 ＧＢ / Ｔ３２４６.１ 处理后ꎬ使用
相显微镜、电子万能试验机ꎮ
１.２ 试验过程
等人发现大棒径的 ６０６１ 铝合金
模具加热
[２]
Ｍｎ、Ｃｒ 等元素ꎬ增大挤压比和挤压速度都会增大粗晶
环的深度ꎮ 张红梅
均质处理ꎬ规格均为 Φ１７４ｍｍ × ６００ｍｍꎮ 试验设备包
等人发现反挤压时ꎬ减少
题做了大量研究ꎮ 李炜炜
[３]
试验使用 半 连 续 铸 造 生 产 的 两 种 ６０６１ 合 金 铸
第 ４８ 卷 第 ３ 期
有色金属加工
ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳ ＭＥＴＡＬＳ
ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ
２０１９ 年 ６ 月
Ｖｏｌ ４８ Ｎｏ ３
Ｊｕｎｅ ２０１９
ＤＯＩ:１０.３９６９ / ｊ.ｉｓｓｎ.１６７１－６７９５.２０１９.０３.０１２
６０６１ 铝合金挤压棒材粗晶问题研究
T6061-T6材料检验规范技术说明
关于《T6061-T6铝合金技术验收规范》技术解释 1.目的针对《T6061-T6铝合金材料验收规范》技术要求进行解释，目的旨在消除规范执行过程中的误区、加深对材料验收要求的理解、规范铝合金材料验收的流程。
2、范围本文仅作为培训资料和内部技术交流使用，不作为正式文件。
3、原则规范内容编写的原则是保留原先成功的验收制度，总结生产实践中出现的问题，对现有验收内容加以补充、完善和规范。
4、内容内容主要包括三方面：（1）对《T6061-T6铝合金技术验收规范》内容进行解释；（2）对相关部门提出的问题进行解释；（3）对规范内容进行适当扩展；4.1 规范中表1“铝合金检验项目”解释铝合金检验项目主要根据生产实践并参考GB/T 9438-1999《铝合金铸件》中金属检验项目的规定而制定。
表中维持了机械性能和化学分析两个必检项目，考虑到金相组织检查的复杂性以及生产操作中的难度，将金相组织检查定为可选项目，金相组织检查由外协厂商完成；铝合金阳极氧化后，由于酸碱液体的腐蚀，表面缺陷会反映出来，因此表中增加了必检项目氧化后的“表面缺陷“检查，旨在初步检查铝合金组织缺陷。
4.2“机械性能要求”的解释GB、ASTM、en、din对T6061-T6厚板铝合金（厚度大于100mm）材料机械性能都没有明文规定。
KB生产中采用的机械性能和拉伸试样标准为ASTMB557-06和ASTM B211，机辆所检验用标准为GB/T 3191-1998和GB/T 16865-1997标准，两种标准等同。
因此，本规范选用的GB/T 3191-1998和GB/T 16865-1997标准是适用的。
GB/T 3191-1998对延伸率A的规定大于等于9，但生产中发现，当A≥20时，加工性能极差，当16≥A≥9加工性能优良，因此在国标的基础上对延伸率A进行了内控。
关于延伸率内控是否合理的解释？通常改善加工性能的方法有两条，一是改变工艺方法和刀具，二是材料粘度大。
60mm厚度6061-T6铝合金板搅拌摩擦焊接接头微观组织与力学性能
６０ｍｍ厚度６０６１－Ｔ６铝合金板搅拌摩擦焊接接头微观组织与力学性能Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎ Ｄｏｕｂｌｅ－ｓｉｄｅｄ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｊｏｉｎｔｓｏｆ ６０ｍｍ ６０６１－Ｔ６Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙ Ｐｌａｔｅ贺地求，罗 维，邬红光（中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室，长沙４１００８３）ＨＥ Ｄｉ－ｑｉｕ，ＬＵＯ Ｗｅｉ，ＷＵ Ｈｏｎｇ－ｇｕａｎｇ（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｍｏｄｅｒｎ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄＥｘｔｒｅｍｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ（Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ），ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）摘要：采用搅拌摩擦焊接方法对６０６１－Ｔ６铝合金板进行了６０ｍｍ双面对接焊实验，研究了搅拌摩擦焊接接头的微观组织与力学性能，结果表明：焊缝区微观组织沿厚度方向发生了不同程度的改变，焊接接头强度达到２１８ＭＰａ，为母材强度的７０％；焊接热循环引发的金属强化相“重固溶”和“过时效”是接头力学性能下降的重要原因，其中前进侧热机影响区为焊缝薄弱环节。
关键词：双面搅拌摩擦焊；６０６１－Ｔ６铝合金；微观组织；力学性能中图分类号：ＴＧ４５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－４３８１（２０１１）０９－００２０－０５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｏｕｂｌｅ－ｓｉｄｅｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｓｔｉｒ ｗｅｌｄｉｎｇ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ６０６１－Ｔ６ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙｐｌａｔｅｓ，ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｕｎｄｅｒｇｏｅｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｒｏｕｇｈ－ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｒｅａｃｈｅｓ ２１８ＭＰａ，７０％ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ．Ｔｈｅ ｒｅ－ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｖｅｒ－ａｇｉｎｇｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｐｈａｓｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｗｅｌｄｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｙｃｌｅ ｈａｖｅ ａ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｇｒａ－ｄａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｉｎｇ ｓｉｄｅ ｉｓ ｔｈｅ ｗｅｌｄｉｎｇ ｗｅａｋｎｅｓｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｏｕｂｌｅ－ｓｉｄｅｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｓｔｉｒ ｗｅｌｄｉｎｇ；６０６１－Ｔ６ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ ６０６１－Ｔ６铝合金属Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系可热处理强化铝合金，具有中等强度、良好的塑韧性、耐腐蚀性和挤压性等优点［１］。
6061铝合金挤压棒材粗晶问题研究
6061铝合金挤压棒材粗晶问题研究高爽;刘建生;王睿;李延军;杨明;远继才【摘要】文章采用Mn、Cr含量较高的6061成分铸锭,通过使用不同均质制度的铸锭进行挤压生产,同时对挤压后的棒材进行不同温度的固溶热处理并观察其宏观微观组织,对比分析了不同均质制度及固溶热处理温度对6061铝合金挤压棒材粗晶的影响.结果表明,铸锭经560℃±5℃×8 h的均质处理后,棒材粗晶明显减少;6061铝合金在520℃固溶保温1h获得粗晶环最少的低倍组织.【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2019(048)003【总页数】5页(P49-52,14)【关键词】6061铝合金;粗晶环;热处理【作者】高爽;刘建生;王睿;李延军;杨明;远继才【作者单位】辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003【正文语种】中文【中图分类】TG379随着车体轻量化的发展，铝合金以其质量轻、可强化、比强度高等优点得到了广泛重视。
6061铝合金为典型的中等强度Al-Mg-Si系铝合金，具有良好的塑形和优良的抗蚀性和可焊性，主要应用于需要良好耐蚀性能及强度的大型结构件、卡车、船舶、铁道车辆等结构件中[1]。
国内很多学者对6061铝合金粗晶问题做了大量研究。
李炜炜[2]等人发现反挤压时，减少Mn、Cr等元素，增大挤压比和挤压速度都会增大粗晶环的深度。
张红梅[3]等人发现大棒径的6061铝合金挤压棒材尾端中心区的粗大晶粒是不完全再结晶组织，是由于挤压后期接近残料的尾端表面金属和死区金属与中心金属卷在一起进入制品中心或金属变形梯度的剧烈变化所致。
而对正向挤压6061铝合金小棒材产品，通过均质制度及固溶热处理制度来解决粗晶问题的报道较少。
化学成分和均匀化处理对6061铝合金棒材粗晶环的影响
1 试验材料及方法
1． 1 试验材料 设计 A、B 两种化学成分的铸棒，采用半连续铸
造法生产规格为 Φ448 mm 的 6061 铝合金铸棒。化 学成分见表 1。
表 1 6061 铝合金铸棒的化学成分（ 质量分数 / % ） Tab． 1 Chemical compositions of 6061 Al alloy ingot（ wt / % ）
Effect of chemical compositions and homogenization treatment on the coarse grain ring of 6061 aluminum alloy bars
CHEN Ding-wen，LI Fei-qing，LI Fei-long，HUANG Xiang-bo
Key words： 6061 aluminum alloy bar； chemical composition； homogenization treatment；
coarse grain ring
6061 铝合金是典型的中等强度 Al-Mg-Si 系铝 合金，具有良好的抗腐蚀性和可焊接性，广泛应用于 要求一定强 度 和 抗 腐 蚀 性 的 工 业 结 构 件 中，比 如 卡 车、船舶和家具等，是一种很有前途的铝合金。但是 使用正向挤压方法生产该合金棒材很容易出现粗晶 环，严重影响了该合金的使用性能。
（ 3） 所有试样采用相同的挤压参数： 铸棒直径 Φ448 mm，长度 1 000 mm，铸锭温度为 460℃ ，温度 梯度为 20℃ ，挤压速度 5 m / min，挤压系数为 33。
coarse grain ring and mechanical performance of 6061 aluminum alloy extruded bars was studied by the methods of metallographic analysis and tension analysis． The results showed that the depth of the peripheral coarse grain of 6061 aluminum alloy bars was decreased to 0． 1 mm and excellent mechanical properties were obtained with optimized chemical compositions and homogenization treatment process．
搅拌摩擦焊接6061-T6铝合金板材焊缝的轧制变形微观取向
搅拌摩擦焊接6061-T6铝合金板材焊缝的轧制变形微观取向邹金佃;汪冰峰;马睿;王硕【摘要】对搅拌摩擦焊接的6061-T6板材进行轧制,利用电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)技术表征轧制后焊缝的微观组织和取向,并测定焊接板材的抗拉强度,研究焊缝在轧制过程中的微观组织以及织构的演化.结果表明:随轧制压下量增加,焊接板的抗拉强度增加,压下量为40%和60%时,焊接板材的抗拉强度分别为254 MPa和262 MPa.随压下量从40%增加到60%,焊缝中大角度晶界的比例增加,出现多边形细晶和形成(20°,45°,0°)再结晶织构,表明焊缝中发生了动态再结晶,焊缝的组织发生变化,并导致抗拉强度提高.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2017(022)002【总页数】7页(P250-256)【关键词】电子背散射衍射(EBSD);搅拌摩擦焊;铝合金;板材轧制;动态再结晶【作者】邹金佃;汪冰峰;马睿;王硕【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学有色金属教育部重点实验室,长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG115.5搅拌摩擦焊(friction stir welding，FSW)是英国焊接研究所于 20 世纪 90 年代开发的一种基于摩擦焊基本原理的新型固相连接技术[1]。
该技术自发明以来得到了广泛关注和深入研究，特别是对铝合金材料的焊接[2]。
化学成分和均匀化处理对6061铝合金棒材粗晶环的影响
化学成分和均匀化处理对6061铝合金棒材粗晶环的影响陈丁文;李飞庆;李飞龙;黄相博【摘要】通过金相分析、拉伸等分析测试方法,研究了化学成分和均匀化处理工艺对6061铝合金挤压棒材粗晶环和力学性能的影响.结果表明,通过优化铸棒化学成分和均匀化处理工艺,可将6061铝合金棒材外层粗晶环深度降低至0.1 mm,同时获得优良的力学性能.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2014(042)002【总页数】4页(P47-50)【关键词】6061铝合金棒材;化学成分;均匀化处理;粗晶环【作者】陈丁文;李飞庆;李飞龙;黄相博【作者单位】广西南南铝加工有限公司,广西南宁 530031;广西南南铝加工有限公司,广西南宁 530031;广西南南铝加工有限公司,广西南宁 530031;广西南南铝加工有限公司,广西南宁 530031【正文语种】中文【中图分类】TG3796061铝合金是典型的中等强度Al-Mg-Si系铝合金，具有良好的抗腐蚀性和可焊接性，广泛应用于要求一定强度和抗腐蚀性的工业结构件中，比如卡车、船舶和家具等，是一种很有前途的铝合金。
但是使用正向挤压方法生产该合金棒材很容易出现粗晶环，严重影响了该合金的使用性能。
国内学者对6061铝合金的挤压工艺和粗晶环关系进行了较多研究。
李明娥［1］等人研究了6061铝合金等温挤压工艺与粗晶环之间的关系，发现粗晶环是应变诱导晶粒的再结晶长大。
李炜炜［2］等人设计了小规模的反挤压试验，发现降低再结晶抑制元素(如Cr)含量或增大挤压比和挤压速度都会增大粗晶环厚度。
冯文平［3］开发出了合理的用于汽车高性能ABS阀体的6061铝合金的反挤压工艺。
张红梅［4］等人研究了6061铝合金棒材尾部粗大晶粒的形成机制，认为这些粗大晶粒是由大晶粒和亚晶组成的不完全再结晶区。
成卫兵［5］等人研究了挤压温度、挤压系数和挤压速度对6061铝合金棒材粗晶环的影响，将晶粒度控制在一级，粗晶环深度控制在小于2 mm以下。
6061棒材晶粒度大、粗晶环严重工艺研究
１ 实验 方案
１ ． １ ６ ０ ６ １ 棒材 的工艺流程 选 用 ６ ０ ｍｍ棒 材 为 实 验 棒 材 。 在 建 材 ２ ５ ０ ０ Ｔ 压 机上生产 ，挤压筒直径 西２ ６ ０ ａ ｒ ｍ，铸锭
规 格 ２ ５ ０ ｍｍ ×６ ８ ０ ａｍ， 单 孔 挤 压 ，挤 压 系 数 ｒ 入＝ １ ８ ． ７ ８，挤压 后 实际制 品长度 １ ｌ ｍ。工 艺流 程如
下：
品尾部周边上 出现 的环状粗大 晶相区 ，其低倍形
貌特 征 如 图 ｌ 所 示 。粗 晶环 的形 成 机理 ：产 生粗 晶 环 的根 本 原 因是 再 结 晶 ，不 润 滑 正 向挤 压 时 ，锭
坯表面与挤压筒 的强烈摩擦使得外层金属的变形
程 度 比中 心 区高 ，同时 外 层 金 属 受 到 较 大 的剪 切
织 经 常 出现 严 重 粗 晶 环 （ 深度 ５～１ ０ ａｍ ）以及 大 ｒ
晶粒 的现 象 ，造 成 大 量 废 品 。严 重 影 响 了该 合 金
■ ■
粗晶环现象 未见粗 晶现象
图 １ 粗 晶环 低 倍 形 貌 特 征
棒材 的成 品率 。为 了减少低倍 晶粒 粗大而造成废
品 的现 象 ，现 对６ ０ ６ １ 合 金 棒 材 在 不 同 的挤 压 工 艺 下 进 行 实 验 。找 出制 品 低 倍 性 能都 满 足标 准 要 求 的最佳 挤压 工艺 制度 。 粗 晶环 ｌ ２ 是 铝合 金 挤压 制 品经 热处 理后 ，在制 Leabharlann 实验结果 ｈ ／ ＭＰ
ａ
水
＼
１ ２
３
温 度 ／ ℃ 温 度 ／ ℃ ｍ ｍ‘ Ｓ
５ ０ ０ ５ １ ５
５ ３０
6061铝合金扁排中心裂纹产生原因分析
6061铝合金扁排中心裂纹产生原因分析张洪辉王其周（南山铝材总公司，山东龙口265706）摘要：为查明某批次6061铝合金扁排中心出现裂纹的成因，在带有裂纹的型材上，进行了无损探伤检测，并切取试片进行观察研究。
通过低倍试验观察宏观组织和显微组织检查，结果表明，该裂纹不属于挤压裂纹，是铸锭本身存在的内部缺陷，属于热裂纹，应加大熔铸车间的出厂检查力度。
关键词：6061铝合金；扁排；无损探伤；裂纹6061铝合金属于Al-Mg-Si系，中等强度，具有良好的塑性、抗蚀性和优良的可焊性，而且无应力腐蚀开裂倾向。
但淬火敏感性较高，实现不了在线风淬。
该合金被广泛应用于汽车制造业、车体、集装箱、船舶等行业。
我厂为新加坡某客户供应的6061-T6状态铝合金扁排，规格为101.6×31.75mm。
在40MN挤压机生产（圆铸锭规格Φ300mm），λ＝23.6，锯切工在成品锯切前进行低倍试验时，发现低倍试片中心出现裂纹；同一批次连续出现6根挤压扁排出现类似缺陷。
为查清裂纹产生的原因，对裂纹周边的组织进行了分析研究。
1 试验方案分别在出现裂纹的6根挤压扁排上进行无损探伤，观察裂纹长度；切取低倍试片，观察裂纹的宏观形貌；在低倍试片上切取试样进行高倍组织分析，观察裂纹处的显微组织。
2 观察与分析2.1 无损探伤检测在进行无损探伤检测后发现，裂纹沿挤压方向，贯通整根型材，裂纹位置基本在宽度的中间部位。
2.2 宏观组织观察经过低倍试验检查，试片晶粒均匀，裂纹清晰可见，与试样高度相同，且贯穿整个试片长度。
2.3 显微组织观察在有缺陷的低倍试样上，横向切取高倍组织检测试样，其显微组织如图2所示。
图2a为100倍显微组织照片，可以看出裂纹沿高度方向贯穿整个扁排。
图2b为200倍显微组织照片，裂纹内无异物，裂纹周边组织正常，化合物分布均匀，未见晶界加粗的现象。
在对高倍试样进行偏光组织检查，裂纹是沿晶界开裂；裂纹两侧的组织未见异常。
6061-T6铝合金激光-MIG复合焊接头的组织与性能
６ ０ ６ １ 一 Ｔ ６ 铝合金激光一 Ｍ Ｉ Ｇ复合焊接头 的组织与性能
ｉ Ｇ ∞ｓ Ｇ 衄鸸 ａ 皿 ｄ Ｐ ＠ ＠ ｓ ｏ ｆ ６ ０ ６ １ 一 Ｔ６ Ｉ 蚴 ｉ 删 皿 Ａｌ Ⅱ 。 ｙ Ｌａ ｓ ＭＩ Ｈｙ ｂ ｉｄ ｒ Ｗｅ ｌ ￣ ｇ Ｈｅ ａ ｄ
所示 。
目前对铝合金的焊接多采用Ｔ Ｉ Ｃ 、Ｍ Ｉ Ｇ 等方法 ，
采用这些熔焊方法不仅效率低 、焊件变形大 ，
而且焊接缺陷较 多 ，大大限制了其在工业上 的
应用 。激光一 电弧复合焊作为当前最具发展潜 力的轻合金熔 焊技术 ，是集激光与电弧 的优点 于一身 ，具有 焊速快 、焊件形变小 、熔深大 、 焊缝成分可调 等优点 ，在车身结构制造 中具有 广阔的应用前景。 本文采用光纤激光与Ｍ Ｉ Ｇ 电弧复合作用 ，对 Ａ 】 系铝合金６ ０ ６ １ － ＇ Ｉ ＇ ６ ￣厚板进行焊接试验。
Ｍｎ
０． １ ５ Ｏ． ０ ５～ Ｏ ＿ ２ Ｏ
Ｍｇ
０ ． ８ ０ －１ ． ２ ０ ４ ． ５ Ｏ ～ ５ ． ５ Ｏ
Ｃ ｒ
０． Ｏ ４ ～ Ｏ３５ Ｏ． Ｏ５ ～ Ｏ ． ２Ｏ
Ｚ ｎ
Ｏ ． ２ ５ ≤Ｏ ． １ Ｏ
Ｔ ｉ
Ｏ ． １ ５ Ｏ ． Ｏ ６ Ｏ ． ２ Ｏ
＝
１ ． ８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ，ｖ 送 － ６ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ，离焦量 一 ｌ ｍ ｍ，纯Ａ ｒ 保
通过拉伸试验 、断 口形貌 、金相组织以及显微 硬度等来深入研究复合焊接头 的组织与性 能 ，
护气 的流量为１ ５ ０ ｌ Ｊ ｒ ｎ ｉ ｎ 。此外 ，为防止铝合金表 面反射出的激光对光纤 的损伤 ，激光束偏移试
高周疲劳载荷下6061－T6铝合金的温度演化
高周疲劳载荷下6061－T6铝合金的温度演化刘晓晴;张红霞;闫志峰;王文先;王凯;裴飞飞【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】为了研究金属材料在疲劳载荷下的温度变化，采用红外热像系统对高周疲劳载荷下6061－T6铝合金的温度演化进行分析，用热像图对疲劳裂纹尖端的塑性区进行测量．结果显示，疲劳加载作用下，循环次数达到107次时6061－T6铝合金试样表面温度的变化分为四个阶段：初始温升阶段、温度缓降阶段、温度二次缓慢上升阶段和温度快速上升阶段．结合热弹性理论、铝合金塑性变形的微观机制分析并预测疲劳载荷下温度的演化和宏观裂纹扩展时裂纹尖端塑性区域大小．宏观裂纹开始扩展时，裂纹尖端的塑性区域可达3．6 mm2，红外热像仪测得结果为3．46 mm2，测试结果与理论结果吻合．【总页数】5页(P48-52)【作者】刘晓晴;张红霞;闫志峰;王文先;王凯;裴飞飞【作者单位】太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024;太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024;太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024;太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024;太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024;太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024【正文语种】中文【中图分类】TG405【相关文献】1.循环载荷作用下镁合金温度演化及高周疲劳性能预测 [J], 王凯;闫志峰;王文先;张红霞;裴飞飞2.基于能量耗散理论的载荷频率对A7N01铝合金高周疲劳行为影响 [J], 程永明;方喜风;韩文峰3.6061-T6铝合金搅拌摩擦焊温度场的数值模型和参数影响分析 [J], 肖毅华;张浩锋4.6061-T6铝合金MIG焊接接头根部间隙对其化学成分及组织演化的影响 [J], 方乃文;刘鑫宇;黄瑞生;杨义成;马一鸣;徐锴5.温度和应变率对拉伸载荷下高强铝合金本构关系影响的研究 [J], 佟景伟;高丛峰;李林安;徐步青;CAlbertini;VPizzinato因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
6061铝合金大规格挤压棒材生产工艺的研究
收稿日期:2008-09-28 第一作者简介:叶朋飞(1970-),男,山东龙口人,技师。
6061铝合金大规格挤压棒材生产工艺的研究叶朋飞,吕庆玉,郭文利,王 煜(丛林铝材有限责任公司,山东龙口265705)摘要:在生产中60612T 6铝合金大规格挤压棒材的力学性能不能达标。
分析了其性能不合格的原因,并提出了相应的技术措施,生产出了满足用户需要的大规格棒材。
关键词:6061铝合金;大规格挤压棒材;淬火;时效中图分类号:TG 146121;TG 16613 文献标识码:A 文章编号:1007-7235(2009)01-0037-03R esearch of process for 6061aluminum alloy large size extruding barYE Peng 2fei ,LV Qing 2yu ,G UO Wen 2li ,WANG Y u(Conglin Aluminum Co.,Ltd.,Longkou 265705,China)Abstract :The mechanical properties of 60612T 6aluminum alloy large size extruding bar cannot reach the standards in production.This thesis analyses reas ons for the unqualified properties ,and proposes the corresponding technical s olutions.Thus the qualified large size bar can be produced to meet the customers ’needs.K ey w ords :6061aluminum alloy ;large size extruding bar ;quenching ;aging 6061铝合金属于Al 2Mg 2Si 系,其特点是有中等强度,良好的塑性,优良的可焊性和耐腐蚀性,特别是无应力腐蚀开裂倾向。
一种细晶6061铝合金棒料的制备方法[发明专利]
![一种细晶6061铝合金棒料的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/21de4e427ed5360cba1aa8114431b90d6c8589e2.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011253038.1(22)申请日 2020.11.11(71)申请人 湖北理工学院地址 435000 湖北省黄石市下陆区桂林北路16号(72)发明人 陈微 谷艳飞 肖新华 徐绍勇 蔺邵江 (74)专利代理机构 上海精晟知识产权代理有限公司 31253代理人 刘宁(51)Int.Cl.B21C 25/02(2006.01)B21C 23/12(2006.01)C22C 21/08(2006.01)C22F 1/047(2006.01)C22F 1/05(2006.01)(54)发明名称一种细晶6061铝合金棒料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种细晶6061铝合金棒料的制备方法，属于铝合金加工技术领域，特别涉及一种制备细晶6061铝合金棒料的热挤压工艺及方法。
本发明利用双向挤压产生大塑性变形，抑制微观缺陷，结合等通道挤压的剧烈剪切变形，破碎晶粒，从而达到了细化晶粒的效果。
本发明通用性强、操作简单、生产成本低，能大大细化铝合金铸锭晶粒，提高铝合金棒料制备质量。
权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 112536332 A 2021.03.23C N 112536332A1.一种细晶6061铝合金棒料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：棒状铝锭制备，根据6061铝合金成分配比制备高钛6061铝锭；热挤压加工，对高钛6061铝锭进行挤压加工得到铝合金棒料；锯切；热处理，将高钛6061铝合金棒料进行T6热处理。
2.根据权利要求1所述的一种细晶6061铝合金棒料的制备方法，其特征在于：铝锭中含有如下质量百分比的物质：Mg：1.1％，Si：0.8％，Ti：0.15％，Cu：0.35％，Cr：0.25％，Zn：0.1％，Fe：0.2％，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的一种细晶6061铝合金棒料的制备方法，其特征在于：在热挤压加工前需要对棒状铝锭进行均匀化处理。
6061铝合金焊接接头的组织与性能分析
最低 ,远离焊缝中心 ,硬度逐渐增加 ,但是 ,增加的趋势 不大一致 。电子束焊接接头的热影响区很窄 ,软化区 出现不明显 。A 焊态和 B 焊态的焊接接头在距焊缝中 心约 9 mm 处 ,硬度达到原始基材的硬度 。C 焊态的焊 接接头在距焊缝中心约 13 mm 处 ,硬度达到原始基材 的硬度 。D 焊态的焊接接头在距焊缝中心约 15 mm 处 ,硬度达到原始基材的硬度 。整体来说 ,A 焊态的焊 接接头硬度最高 ,然后依次是 B 焊态 、C 焊态 、D 焊态 。
关键词 : 铝合金 6061 - T6 电子束焊接 组织和性能
A STUDY ON THE MICROSTRUCTURES AND PROPERTIES OF THE WELDED 6061 AL UMINIUM ALLOY JOINT
Inner Mongolia University of Technology Chang Yanjun , Dong Junhui , Zhang Yi
铝合金焊接有几大难点 : ①铝合金焊接接头软化 严重 ,强度系数低 ; ②铝合金表面易产生难熔的氧化 膜 ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺 ; ③铝合金焊 接易产生气孔 ; ④铝合金焊接易产生热裂纹 ; ⑤线膨胀 系数大 ,易产生焊接变形 ; ⑥铝合金热导率大 ,相同焊 接速度下 ,热输入要比焊接钢材大 2～4 倍 。目前 ,采
2. 3 显微组织分析 6061 - T6 铝合金焊接接头不同区域金相显微组织
如图 5～图 8 所示 。由图可见 ,6061 - T6 合金焊接接头 由以下几个区域组成 ,即焊缝区 、熔合区 、热影响区和 基材区 ,热影响区不明显 。
电子束焊接时焊接速度很大 ,熔池中心的温度下 降很多 ,使熔池中心成分过冷加大 ,在焊缝中心出现大 量的等轴晶[9] ,大小较为均匀 ;在靠近焊缝中心的区域 出现了树枝柱状晶 ;在熔合线附近靠近焊缝区出现有 沿散热方向生长的胞状晶 ;6061 - T6 铝基材组织为完 全再结晶组织 。
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收稿日期:2005-03-20 第一作者简介:张洪梅(1964-),女,河北献县人,工程师。
6061-T6铝合金棒材尾端中心大晶粒的研究Research about Big Grain 6061-T6Aluminium Alloy Rod Centre张洪梅,苏玉洁,黄桂杰,李 丹ZHANG Hong -mei ,SU Yu -jie ,HUANG Gui -Jie ,LI Dan(东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060)摘要:6061-T6铝合金Υ130mm 棒材尾端低倍试片上,除粗晶环外截面上有粗大晶粒,形态类似雪花状。
通过试验分析得知:棒材中心区的粗大晶粒是不完全再结晶组织,是由于挤压后期接近残料的尾端表面金属和死区金属与中心金属卷在一起进入制品中心或金属变形梯度的剧烈变化所致。
关键词:6061铝合金;粗晶环;不完全再结晶中图分类号:TG146.21 文献标识码:B 文章编号:1007-7235(2005)08-0034-03 我公司生产的某一批6061-T6铝合金Υ130mm 棒材,在尾端低倍试片上,除了粗晶环外在截面上有较粗大的晶粒,其形态类似雪花状,中心部位的晶粒特别粗大,是以前生产中从未见过的特殊现象。
本工作是通过分析低倍试片上粗晶环与中心区粗大晶粒的组织特征和力学性能差异,探讨中心区粗大晶粒的形成原因及其对产品力学性能的影响。
1 试验与结果1.1 宏观组织观察试验料为挤压的Υ130mm6061铝合金棒材,经过T6处理。
棒材尾端低倍组织如图1所示,低倍试片周边为粗晶环区,晶粒完整,晶界清晰,是典型的粗晶环组织(用1代表);中心区是晶界不清晰的类似雪花状的粗大晶粒,其中心处的晶粒(用3代表)比中心处与粗晶环之间的过渡区域的晶粒(用2代表)更粗大。
粗晶环与相邻的晶粒区界线不清晰。
图2是6061-T6铝合金Υ120mm 棒材尾端粗晶环的正常组织。
图2与图1相比较,二者组织形态有两点明显差异:(1)图2的中心区为变形组织,而图1的中心区为粗大的类似雪花状的晶粒;(2)图2的粗晶环区与中心区界限分明,而图1的中心区与粗晶环区界线不清晰。
图1 6061-T6铝合金Υ130mm 棒材尾端横向低倍组织图2 6061-T 6铝合金Υ120m m 棒材尾端横向正常低倍组织34 轻 合 金 加 工 技 术2005,Vol .33,№8DOI :10.13979/j .1007-7235.2005.08.013 从生产工艺卡片中得知,生产Υ130mm 棒材所用的毛料为Υ405mm 的铸锭。
我们取Υ405mm 铸锭试片检查晶粒度,发现铸锭组织晶粒细小,分布均匀,从而排除了棒材中心大晶粒是铸锭遗留晶粒的可能性。
1.2 显微组织观察与分析在图1中的1、2、3区每区制备一个试样,用于高倍和偏光组织观察。
图3为图1中1区(边部)粗晶环的偏光组织。
粗晶环区已完全再结晶,再结晶晶粒粗大,晶界趋于平直。
在图4、5、6中可以观察到,粗晶环区与相邻区之间没有明显界限,二者交界过渡区域有少量亚晶,再结晶的大晶粒晶界呈曲线形。
图3 图1中1区棒材横向偏光组织图4 图1中1、2区交界处棒材横向显微组织图5 图1中2区棒材横向显微组织棒材横向从边部到中心其亚晶逐渐增多,亚晶成堆分布,中心区的晶粒比粗晶环区的晶粒显著增大。
图7、8给出了棒材纵向高倍组织,可看到从边部到中心其亚晶逐渐增多,亚晶沿挤压方向呈带状分布且尺寸逐渐加宽,中心区的大晶粒沿挤压方向伸长。
图6 图1中3区棒材横向显微组织图7 图1中1、2区交界处棒材纵向显微组织图8 图1中3区棒材纵向显微组织由上述观察结果可知,图1中的2、3区虽然亚晶的数量不同,但显微组织形态相同,中心区为再结晶的粗大晶粒与亚晶并存的不完全再结晶组织。
在图2中粗晶环与中心区交界处取高倍试样。
如图9所示,其中心区全部是细小而均匀分布的亚晶,是非再结晶组织。
亚晶区与粗晶环区的界限分明,周边粗晶环组织与图1中周边粗晶环组织形态352005,Vol .33,№8轻 合 金 加 工 技 术 相同。
图9 6061-T6铝合金Ф120mm 棒材粗晶环与中心区交界处横向偏光组织1.3 X 射线分析图10、11分别是Υ130m m 棒材粗晶环区和中心大晶粒区的X -射线照片。
图10为连续谱线产生的粗大衍射点,表明粗晶环区已完全再结晶,且晶粒粗大。
图11连续谱线出现了粗大衍射点和密集、不连续的衍射斑点,表明中心区存在着再结晶的大晶粒和大量亚晶,为不完全再结晶组织。
图10 6061-T6Ф130mm 棒材粗晶环处X射线照片图11 6061-T6Υ130mm 棒材中心大晶粒X 射线照片从组织观察和X 射线衍射分析可见中心区的晶粒尺寸比粗晶环的晶粒尺寸大很多。
1.4 力学性能对6061-T6合金Υ130mm 和Υ120mm 棒材在图1、2中标记号各部位切取力学性能试样,其性能测试结果列入表1。
可知:Υ130mm 棒材各部位的强度相近,塑性略有差异;而Υ120mm 棒材中心区的强度比粗晶环区的强度高19%。
表1 6061-T6铝合金Υ120mm 、Υ130m m 棒材各部位力学性能标记R p 0.2/N·mm -2R m /N ·mm -2A /%1221.4260.413.142218254.615.963218254.819.484208236.119.465219295.2518.22 中心粗晶产生原因的探讨显微组织观察和X 射线分析结果均证实,6061-T6Υ130m m 挤压棒材尾端中心粗晶区是由亚晶和粗大的再结晶晶粒组成,并非是完全再结晶组织。
这种特殊的粗晶区目前尚未看到有关的研究资料,按照已知挤压制品形成粗晶的机制可能有以下原因。
(1)尾端金属紊流正向挤压中挤压筒壁、死区金属界面承受的剪切变形是产生粗大晶粒的直接原因。
在挤压的最后阶段为紊流阶段,在此阶段内随着挤压垫片与模子间距离的缩小,迫使变形区的金属向着轴线方向由周边挤到中心即发生剧烈横向流动,这种辶回转交错的紊乱流动将周边紊乱的大变形金属与中心金属卷在一起进入挤压制品的中心。
周边紊乱的大变形金属由于受到较大的剪切变形,内能增高,发生再结晶的温度比中心金属的低。
6061铝合金的合金化元素含量少,在挤压过程中上述大变形金属发生了动态回复,形成亚晶。
淬火后,亚晶合并发生再结晶,再结晶的晶粒迅速长大形成粗大晶粒。
而中心区金属的变形纤维组织产生新晶粒和晶粒长大通常需要很高的能量,在正常热处理条件下只能发生静态回复形成亚晶,使制品中心形成粗大晶粒和亚晶的混合组织,即不完全再结晶组织。
(2)变形速度梯度产生粗晶的原因除了变形不均匀的影响之外,还应考虑变形速度梯度的影响。
由于挤压过程中中心金属流动得快,变形速度变化的主要影响是制品的中心部位。
在挤压的终了阶段金属变形速度梯度变化很大,如果变形速度急剧上升,会使变形热效应较大,将直接影响制品中心的组织变化,即部分组织发生动态回复,使制品中心形成不完整的亚晶组织。
(下转第39页)36 轻 合 金 加 工 技 术2005,Vol .33,№85.2 常出现的质量缺陷及预防措施虽然现在的喷涂自动化程度很高,但受外界环境和人为因素的影响喷涂过程中还是不可避免的会出现一些质量缺陷。
如果发现面积较大的流挂现象,要在湿膜时用稀释剂清擦干净,重新喷涂。
如果出现一些小局部缺陷,则待烘干成干膜后进行打磨,然后重新喷涂。
所有的重新喷涂作业都要先喷底漆将有缺陷的底面覆盖住,然后再喷涂面漆;如果只喷面漆则会使面漆膜过厚,与工件其他部位之间产生色差。
氟碳喷涂常出现的缺陷有流挂、橘纹、露底、缩孔、针孔、剥落、色差等。
5.2.1 流挂流挂产生的原因是基材过于光滑、湿膜过厚、涂料粘度太低、溶剂挥发太慢形成的。
其预防措施是将光滑基材(如装饰不锈钢)表面适当打磨粗糙,适当调高涂料粘度,一次喷涂膜厚不要太厚,选用挥发速率适中的稀释剂,工件边角部位不能喷涂过厚。
5.2.2 橘纹橘纹产生的原因是喷涂时出漆量太少,或喷涂距离太远,表面漆膜沉积太薄,流平困难;其次是喷枪雾化不良,漆雾颗粒过大,溶剂挥发太快,湿膜粘度急剧增加,流平困难。
其预防措施是控制涂料的粘度和湿膜厚度,控制喷枪的空气压力和雾化效果,避免在过高温度下喷涂或烘烤升温过快。
5.2.3 露底露底产生的原因是有些氟碳涂料(如珠光漆)的遮盖性能差,涂料太稀且喷得不均匀或喷得太薄。
预防措施是选择与面漆颜色相近的底漆,适当提高面漆的粘度,可以选择两个工位喷涂面漆两次。
5.2.4 缩孔缩孔产生的原因是基材表面有油污或水,或者是涂料或压缩空气中混进了油或水造成润湿不良。
预防措施是使用挥发速率较慢的稀释剂,确保基材表面没有油污、水渍、蜡油等,避免在湿度较大或低于露点温度的环境中喷涂。
5.2.5 针孔针孔产生的原因是涂料长时间搅拌形成了很多微小气泡,漆膜太厚晾干太快,晾干不充分、烘烤升温太快。
预防措施是涂料要混合均匀,不要长时间剧烈搅拌,基材表面要处理干净,经常检查油水过滤器,防止喷涂时压缩空气中混入油和水。
5.2.6 剥落剥落产生的原因是基材前处理时残留有蜡、油、水、锈蚀、氧化膜,或基材表面太光滑如装饰用不锈钢件,或是底漆选用不当。
预防措施是保证基材前处理工序的质量,尽量选用同一厂家的配套底漆,保证烘烤的温度和时间。
5.2.7 色差产生色差的原因是面漆漆膜厚薄不均匀,或是不同批次涂料的颜色有差异。
氟碳喷涂不仅对涂料要求高,而且对喷涂设备要求也很高。
预防措施是同一批工件选用同一批次的面漆,每次喷涂做好记录,不要轻易改变工艺参数。
选用同一类型的喷枪,尽量不要将普通空气静电枪和自动旋杯枪混合使用。
严格控制漆膜厚度均匀。
6 结束语本文对铝材氟碳喷涂中易出现的质量缺陷进行了分析,阐述了应对措施和预防方法,它们是在实际生产中得到证实的有效方法,可供同行参考。
(上接第36页)对6061合金来说,由于它的合金化元素含量少,金属流动性好,在变形速度大的条件下,棒材的中心区更易形成不完整的亚晶区。
但与制品尾端表面金属相比,它的再结晶动力仍然很小,产生再结晶的温度偏高,淬火时,虽可发生再结晶,但只能形成含有部分粗大晶粒的不完全再结晶组织。
3 结束语(1)6061-T6铝合金Υ130mm棒材尾端低倍试片中心区的粗大晶粒是由大晶粒和亚晶组成,是不完全再结晶区。
(2)产生的原因:①挤压后期,接近残料的尾端表面金属和死区金属与中心金属卷在一起进入制品中心;②金属变形速度梯度的剧烈变化,形成不完整亚晶组织。
(3)棒材尾端中心大晶粒区的强度和粗晶环区的相近,塑性略有差异,建议将中心区大晶粒与粗晶环等同处理。
392005,Vol.33,№8轻 合 金 加 工 技 术 。