关于铝合金成分分析化验的难题，专业人士请进

6063铝合金化学成分的选择 黎伯豪 言淑纯 6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架，为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能，对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。 在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内，对化学成分的取值不同，会得到不同的材质特性，当化学成分的范围很大时，其性能差异会在很大范围内波动，以致型材的综合性能会无法控制。因此，优选6063铝合金的化学成分成为生产优质铝合金建筑型材的最重要的一环。 1 合金元素的作用及其对性能的影响 6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金，Mg和Si是主要合金元素，优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量(质量分数，下同)。 1．1 Mg的作用和影响 Mg和Si组成强化相Mg2Si，Mg的含量愈高，Mg2Si的数量就愈多，热处理强化效果就愈大，型材的抗拉强度就愈高，但变形抗力也随之增大，合金的塑性下降，加工性能变坏，耐蚀性变坏。 1．2 Si的作用和影响 Si的数量应使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在，以确保Mg的作用得到充分的发挥。随着Si含量增加，合金的晶粒变细，金属流动性增大，铸造性能变好，热处理强化效果增加，型材的抗拉强度提高而塑性降低，耐蚀性变坏。 2 Mg和Si含量的选择 2．1 Mg2Si量的确定 2．1．1 Mg2Si相在合金中的作用 Mg2Si在合金中能随着温度的变化而溶解或析出，并以不同的形态存在于合金中： (1)弥散相β’’固溶体中析出的Mg2Si相弥散质点，是一种不稳定相，会随温度的升高而长大。 (2)过渡相β’ 是β’’由长大而成的中间亚稳定相，也会随温度的升高而长大。 (3)沉淀相β是由β’ 相长大而成的稳定相，多聚集于晶界和枝晶界。 能起强化作用Mg2Si相是当其处于β’’弥散相状态的时侯，将β相变成β’’相的过程就是强化过程，反之则是软化过程。 2．1．2 Mg2Si量的选择 6063铝合金的热处理强化效果是随着Mg2Si量的增加而增大。参见图1[1]。当Mg2Si的量在0．71%～1．03%范围内时，其抗拉强度随Mg2Si量的增加近似线性地提高，但变形抗力也跟着提高，加工变得困难。但Mg2Si量小于0．72%时，对于挤压系数偏小(小于或等于30)的制品，抗拉强度值有达不到标准要求的危险。当Mg2Si量超过0.9%时，合金的塑性有降低趋势。 GB/T5237．1—2000标准中要求6063铝合金T5状态型材的σb≥160MPa，T6状态型材σb≥205MPa，实践证明．该合金的 最高可达到260MPa。但大批量生产的影响因素很多，不可能确保都达到这么高。综合的考虑，型材既要强度高，能确保产品符合标准要求，又要使合金易于挤压，有利于提高生产效率。我们设计合金强度时，对于T5状态交货的型材，取200MPa为设计值。从图1可知，抗拉强度在200MPa左右时，Mg2Si量大约为0．8%，而对于T6状态的型材，我们取抗拉强度设计值为230 MPa，此时Mg2Si量就提高到0．95%。 2．1．3 Mg含量的确定 Mg2Si的量一经确定，Mg含量可按下式计算： Mg%=（1.73×Mg2Si%）/2.73 2．1．4 Si含量的确定 Si的含量必须满足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由于Mg2Si中Mg和Si的相对原子质量之比为Mg/Si=1．73 ，所以基本Si量为Si基=Mg/1．73[2]。 但是实践证明，若按Si基进行配料时，生产出来的合金其抗拉强度往往偏低而不合格。显然是合金中Mg2Si数量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等杂质元素抢夺了Si，例如Fe可以与Si形成ALFeSi化合物。所以，合金中必须要有过剩的Si以补充Si的损失。合金中有过剩的Si还会对提高抗拉强度起补充作用。合金抗拉强度的提高是Mg2Si和过剩Si贡献之和。当合金中Fe含量偏高时，Si还能降低Fe的不利影响。但是由于Si会降低合金的塑性和耐蚀性，所以Si过应有合理的控制。我厂根据实际经验认为过剩Si量选择在0．09% ～0．13%范围内是比较好的。 合金中Si含量应是：Si%=(Si基+Si过)% 3 合金元素控制范围的确定 3．1 Mg的控制范围 Mg是易燃金属，熔炼操作时会有烧损。在确定Mg的控制范围时要考虑烧损所带来的误差，但不能放得太宽，以免合金性能失控。我们根据经验和本厂配料、熔炼和化验水平，将Mg的波动范围控制在0．04%之内，T5型材取0．47%～0．50%，T6型材取0．57%～0．60%。 3．2 Si的控制范围 当Mg的范围确定后，Si的控制范围可用Mg/Si比来确定。因为我厂控制Si过为0．09%～0．13%，所以Mg/Si应控制在1．18～1．32之间。 图2示出了我厂6063铝合金T5和T6状态型材化学成分的选择范围。图中示出了过Si上限线和下限线。若要变更合金成分时，比如想将Mg2Si量增加到0．95%，以便有利于生产T6型材时，可沿过Si上下限区间将Mg上移至0．6%左右的位置即可。此时Si约为0．46%，Si过为0．11%，Mg/Si为1．3。 4 结束语 根据我厂的经验，在6063铝合金型材中Mg2Si量控制在0．75%～0．80%范围内，已完全能够满足力学性能的要求。在正常挤压系数(大于或等于30)的情况下，型材的抗拉强度都处在200～240 MPa范围内。而这样控制合金，不仅材料塑性好，易于挤压，耐蚀性高和表面处理性能好，而且可节约合金元素。但是还应特别注意对杂质Fe进行严格控制。若Fe含量过高，会使挤压力增大，挤压材表面质量变差，阳极氧化色差增大，颜色灰暗而无光泽，Fe还降低合金的塑性和耐蚀性。实践证明，将Fe含量控制在0．15%～0．25%范围内是比较理想的。

2、你所使用的光谱仪是否稳定也有很大关系，首先开机预热稳定，同时保证光室的真空度也达到要求才可以

3、你的样品表面是用什么处理的，最好能用车床车一下，保证纹理朝向一个方向

4、氩气的纯度也有很大关系，如果纯度不够激发点可能偏白，结果也就不稳定了。

对于铝合金成膜的颜色，我在前面的文章中已做过详细的介绍。而铝合金钝化后膜色不均主要有以下原因引起：一是要钝化处理的铝合金工件表面状态不一致，导致成膜的厚薄、或成膜成分有所不同，不同的膜厚或不同的成分其吸收折射光纤不同，表现出来的颜色也不同；二是同一工件中不同的表面，光产生的折射状态不一样，人感受到的颜色也不同；三是同一工件，在钝化过程中，静电屏蔽位与突出的边角的静电荷集中部位，成膜成分厚薄及成分有所差别，导致颜色不均匀。

铝合金钝化，要做到膜色均匀，可以根据上面的原因分析，采取以下解决招数：一是消除工件表面状态不一致，确保工件表面材质和粗糙度一致，具体方法采用全面抛砂处理、外观全部切屑处理、化学拉白等方法处理；二是调控好工件钝化成膜厚度，尽可能采用高浓度、短时间的钝化方法，消除静电屏蔽位及净电荷聚集位的颜色差别；三是采用加温钝化，缩短钝化时间；四是采用活化剂，消除工件表面的离子对钝化的干扰，提高钝化效率；以上这些方法，都是解决膜色不均匀的好方法。

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粉尘刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔；溅到皮肤上，尤其是溅到粘膜，可产生软痂，并能渗入深层组织，灼伤后留有瘢痕；溅入眼内，不仅损伤角膜，而且可使眼睛深部组织损伤，严重者可致失明；误服可造成消化道灼伤，绞痛、粘膜糜烂、呕吐血性胃内容物、血性腹泻，有时发生声哑、吞咽困难、休克、消化道穿孔，后期可发生胃肠道狭窄。由于强碱性，对水体可造成污染，对植物和水生生物应予以注意。

一、物理方法：利用物理性质的不同来鉴别。

1、测密度，不锈钢首先是钢，密度大，大约是铝合金的2~3倍，你可以估计一下分量，沉重的是不锈钢，比较轻的是铝合金。

2、敲击法：敲打一下，如果声音清亮，维持时间长的是不锈钢，如果相对声音沉闷，持续时间短的是铝合金，因为声音在钢中传播速度一般情况下要快一些，当然，这个需要一定的经验。

3、硬度法：找个铁钉，划一下，感觉比较硬的是不锈钢，比较软的是铝合金。当然，如果不锈钢是奥氏体不锈钢则也比较软，铝合金如果是硬铝或超硬铝则比较硬，这个时候则不易判别，不过，硬铝或超硬铝通常是作为飞机材料，作为罐体材料的情况不多（不排除这种情况）。

4、其他方法：比如测电阻率之类因为需要仪器，就不多说了。

二、化学方法：利用化学性质鉴别，不锈钢之所以称为不锈钢，就是耐腐蚀，可以找一点酸，盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、氢氟酸等等都行，滴一滴在上面，发生反应的是铝合金，没有什么动静的是不锈钢。

当然，最准确的方法是取一点试样化验化学成分，当然，做光谱分析也行，不过这些需要专业设备仪器仪表，不是一般人能够做到的。