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時效制度對6063鋁型材組織性能的影響

發布時間:2025-02-24 15:26:53

6xxx系合金鋁型材時效過程中的沉淀析出順序為(Al-Mg-Si系)鋁合金SSSS→GP區→β’相→β相(Mg2Si相),即第二相從過飽和固溶體中沉淀析出的過程,以新相形核和長大方式完成轉變。金屬強化取決于位錯與脫溶相質點間的相互作用。

氣缸6063鋁型材-2

6063鋁合金鋁型材強化相Mg2Si的析出形貌隨保溫時間變化的不同而呈現不同狀態,在短時間保溫狀態下時效過程中分解產生的析出相能阻礙位錯運動,從而提高合金強度。析出相對位錯的阻礙作用主要有切過機制和Orowan繞過機制。

在沉淀析出的早期階段,形成小尺寸的GP區和亞穩相η’相,位錯滑移需切割析出相,使基體得到明顯強化。隨著時效時間的延長,析出相的尺寸增大,合金強度增加。在沉淀析出的后期,主要發生亞穩相η’向平衡相η的轉變以及η相的粗化,此時位錯線采取繞過方式移動,因為繞過析出相所需的臨界切應力比切過所需的低。隨著時效時間的延長,析出相明顯長大,強化效果降低,強度下降。

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時效溫度提高,時效時間延長時,第二相以GP區為核心長大,形成過渡相GPⅡ區,過渡相與基體基本共格。由于GP區、GPⅡ區與基體共格,所以在基體中產生大量的晶格畸變,造成較強烈的應變場,增加了位錯阻力,對輸出電子造成強烈的散射作用,使導電電子的自由程減小,電導率較低,強度和硬度,尤其是屈服強度顯著提高。

機箱6063鋁型材-1

但是合金的電導率隨著時效溫度的升高和時效時間的延長而升高,這是由于隨著時效溫度的升高和保溫時間的延長,沉淀相不斷從基體中析出長大,彌散度不斷減小,沉淀相和基體的共格關系不斷減弱,從而使點陣內的晶格畸變程度不斷降低,基體點陣中的電子散射源數量和密度不斷減小,導電電子的自由程增加,使電子運動變得容易,從而使電導率迅速上升,合金強度和硬度下降。

(1)在230℃×14h時效工藝下,6063鋁合金鋁型材達到最高電導率為33.8MS/m;

(2)時效溫度分別為185℃、210℃、230℃時,6063鋁合金鋁型材的電導率峰值隨溫度升高而變大;

(3)過時效可以使6063鋁合金鋁型材電導率升高,但是會使硬度和強度下降。


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