铝合金6063、6061强度

内容如下:

铝合金T6处理是固溶处理加人工时效处理，不同成分的铝合金只要热处理是固溶处理加人工时效处理就可以称为T6处理，表明其热处理状态。 但具体的工工艺参数根据成分的不同而有所不同，如固溶温度和时效温度等。 6061的T6工艺是： 固溶处理温度530度,人工时效做成T6状态是板材160度,棒材以及80厚度以上的板材175度。 6063铝合金属于可热处理强化铝合金，主要合金元素为镁与硅，主要强化相是Mg2Si，具有中等强度、耐蚀性 高、无应力腐蚀破裂倾向、焊接性能良好及焊接区耐蚀性能不变等优点。 这种铝合金淬火范围宽， 对淬火温度敏感性低，薄壁件可以实现风淬（强风冷却）。合金广泛用于建筑业和汽车工业的框架 承载结构及车身板。 该系合金在焊接过程中有相对较大的过时效趋势，直接原因是温度引起强化相发生了改变。 目前，对6000系铝合金的焊接接头组织和力学性能变化已有一些初步研究，该系部分合金的焊接接头有较严重的软化现象，软化原因主要是接头受焊 接热循环的影响强化相粒子发生过时效而粗化。以上研究主要集中在合金的焊接性、组织及热影响 区软化行为方面，但对6063铝合金的焊接接头力学性能变化与焊接热循环的关系以及人工时效 的影响还缺乏详细的研究。

T5状态是时效...铝合金T6处理是固溶处理加人工时效处理，不同成分的铝合金只要热处理是固溶处理加人工时效处理就可以称为T6处理，表明其热处理状态。 但具体的工工艺参数根据成分的不同而有所不同，如固溶温度和时效温度等。 6061的T6工艺是： 固溶处理温度530度,人工时效做成T6状态是板材160度,棒材以及80厚度以上的板材175度。 6063铝合金属于可热处理强化铝合金，主要合金元素为镁与硅，主要强化相是Mg2Si，具有中等强度、耐蚀性 高、无应力腐蚀破裂倾向、焊接性能良好及焊接区耐蚀性能不变等优点。 这种铝合金淬火范围宽， 对淬火温度敏感性低，薄壁件可以实现风淬（强风冷却）。合金广泛用于建筑业和汽车工业的框架 承载结构及车身板。 该系合金在焊接过程中有相对较大的过时效趋势，直接原因是温度引起强化相发生了改变。 

铝型材简介:

铝型材镀钛金工艺，属于镀膜技术它是在常规镀钛工艺基础上增加预镀和电镀工艺步骤，预镀工艺是将活化后的镀件置于食盐和盐酸的水溶液中进行化学处理。电镀工艺的镀液成分包括硫酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精、光亮剂，该工艺具有简单、实用、效果佳等优点，制得的钛金铝型材其膜层硬度HV≈1500、同等条件下比镀22K金耐磨150倍，可加工成各种形态的金色、彩色，黑色等光亮的多种系列铝型材产品。我国是世界上最大的铝型材生产基地和消费市场。

华特铝板(3张)1.热处理强化，冲击韧性高，对缺可不敏感。 2.有极好的热塑性，可以高速挤压成结构复杂.薄壁.中空的各种型材或锻造成结构复杂的锻件，淬火温度范围宽，淬火敏感性低，挤压和锻造脱模后，只要温度高于淬火温度。即可用喷水或穿水的方法淬火。薄壁件（6<3mm）还可以实行风淬。 3.焊接性能和耐蚀性优良，无应力腐蚀开裂倾向，在热处理可强化型铝合金中，Al-Mg-Si系合金是唯一没有发现应力腐蚀开裂现象的合金。4.加工后表面十分光洁，且容易阳极氧化和着色。其缺点是淬火后若在室温停放一段时间在时效，会对强度带来不利影响（停放效应）。

6063就是具体牌号，6063不是指系列牌号，类似6000系才是。

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)。

1．1Mg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。

1．2Si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。

含量的选择

2．1Mg2Si量的确定

2．1．1Mg2Si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’’弥散相状态的时候，将β相变成β’’相的过程就是强化过程，反之则是软化过程。

2．1．2Mg2Si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。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．该合金的抗拉强度最高可达到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%。

2．1．3Mg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

2．1．4Si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。 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)%

控制范围

3．1Mg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%。

3．2Si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。因为该厂控制Si过为0．09%～0．13%，所以Mg/Si应控制在1．18～1．32之间。

3．36063铝合金T5和T6状态型材化学成分的选择范围。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．

化学成分

硅Si：0.20-0.6

铁Fe: 0.35

铜Cu：0.10

锰Mn：0.10

镁Mg：0.45-0.9

铬Cr：0.10

锌Zn：0.10

钛Ti：0.10

铝Al：余量

其他：

单个：0.05 合计：0.15

力学性能

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力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥205

伸长应力 σp0.2 (MPa)：≥170

伸长率 δ5 (%)：≥7

注 ：棒材室温纵向力学性能

试样尺寸：直径≤12.5

表面腐蚀现象

硅引起6063铝合金型材腐蚀的行为完全是可以预防和控制的，只要对原材料的进货、合金成分进行有效控制，保证镁、硅比例在1.3～1.7范围内，并且对各工序的参数进行严格控制，避免硅产生偏析和游离，尽量使硅和镁形成有益的Mg2Si强化相。

如果发现有这种硅腐蚀点现象，在表面处理时就应该特别注意，在脱脂除油过程中，尽量使用弱碱性槽液，如果条件不允许，也应该在酸性除油液中浸泡的时间尽量缩短(合格的铝合金型材在酸性脱脂液中放20～30min无问题，而有问题的型材上只能放置1～3min)，而且以后的洗水pH值要高一些(pH>4，控制Cl-含量)，在碱腐蚀过程中尽量延长腐蚀时间，在中和出光时要使用硝酸出光液，在硫酸阳极氧化时应尽快通电氧化处理，这样，由硅引起的暗灰色腐蚀点就不明显，可满足使用要求。

现货规格

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6063板材现货规格：0.3mm-350mm(厚度)

6063棒材现货规格：3.0mm-500mm(直径)

6063线材现货规格：0.1mm-20mm(线径)

抗拉强度 σb (MPa)：≥150

条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥90

伸长率 δ10 (%)：≥10

注 ：型材室温纵向力学性能

试样尺寸：所有厚度

6063A与6063是两种不同铝合金牌号，两者化学成分接近，其中主要元素硅和镁，6063A均在6063成分内，但偏上限，且锰，锌等杂质元素范围，6063A比6063范围宽些，要求松些，特别是6063对铁元素是作为杂质控制为小于0.35%，但6063A则作为合金元素控制，为0.15-0.35%，故6063A力学性能大于6063，为要求力学性能高于6063时选用，如6063-T5抗拉强度为160MPa,而6063A-T5为200MPa,6063-T6抗拉为205MPa，6063A-T6为230MPa，但由于6063A杂质元素范围比6063宽，铁浓度也大于6063，故延伸率较差，相应指标为6063延伸率≥8%,6063A≥5%,所以有些铝材厂用6063A-T5代替6063-T6，因为两者力学性能相近，但对于穿条隔热型材和后续需拉弯的型材要慎用，因6063A塑性相对差些，易造成隔热型材辊压时开裂，拉弯时弧度半径较小时也易拉断或开裂。

参阅GB 5237.1-2004和GB/T 3190-1996《变形铝及铝合金化学成分》就比较清楚了，国外目前都是把6063A和6005作为用作结构件时，6063强度不够时的替代，且6005大有取代6063的趋势，6063A则应塑性稍差，应用受到一定限制。