值得研发的高速挤压MaxiFlow铝合金
2021-06-08王祝堂
聂 颖,王祝堂
(1.辽宁工程技术大学,辽宁 阜新 123000;2.中国有色金属加工工业协会,北京 100814)
俄罗斯联合铝业公司(UC Rual )赖亚博夫(D.Ryabov)等新近研发出一批新型可高速挤压的(MaxiFlow)6×××铝合金,它们并没有向传统的6060、6063型铝合金中添加新的合金化元素,也没有对原生产工艺进行重大调整,仅仅是对它们的成分与生产工艺作了一些调整,这些合金被称为“MaxiFIow (最大流速合金)”,它们的挤压速度比传统6×××铝合金的提高10%~30%,这在提高铝合金挤压速度方面是一件大事。
1 6×××系铝合金
6×××系铝合金即Al-Mg-Si系合金,是热处理强化型铝合金中唯一没有发现应力腐蚀开裂(SCC)现象的一个合金系,有中等强度和优秀的可焊性、抗蚀性,故又称抗蚀可焊铝合金。该系铝合金是世界销量最大、应用最广的变形铝合金,因为建筑及结构铝材的85%以上是用该系铝合金挤压的。据笔者匡算,在2019年全世界生产的约28 000 kt铝挤压材中,有近17 500 kt是用该系铝合金生产的。
Al-Mg-Si系合金的组织可用Al-Mg2Si系伪二元相图来说明,由相图可见,Mg2Si相(β)在铝中有明显的溶解度变化,共晶温度595 ℃时它的极限溶解度为1.85%,500 ℃时降到1.05%,200 ℃时仅为0.27%。因此,Al-Mg2Si系合金有明显的时效强化效应。
Al-Mg2Si合金过饱和固溶体α′的分解过程:
α′→针状GP区→有序针状GP区→β′→β(Mg2Si)
GP区是在时效温度T<204 ℃时沿〈100〉方向沉淀和长大,直径约为6 nm,长20 nm~100 nm的针状沉淀相。进一步时效则形成棒状β′相,面心立方晶格,取向关系:<100>β′//<100>α或<011>β′//<100>α。平衡相β(Mg2Si)也是面心立方晶格,a=0.639 nm。
Al-Mg2Si合金[ω(Mg2Si)>1.2%]的临界形核温度Tc较高、190 ℃,在150 ℃~160 ℃的时效组织由针状GP区或棒状β′组成,很少出现PFZ (无沉淀相区),也不在位错形核或沉淀。Mg2Si中的w(Mg)/w(Si)=1.73,所以合金的Mg、Si含量比值有正好等于Mg2Si中的,有的Si含量则高一些,因而性能和用途也不同。根……
