均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响.pdf

均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响宁波科诺铝业有限责任公司，董培纯邱建平李博摘要：采用热分析技术、扫描电子显微镜、拉伸试验研究均匀化退火处理对于6056铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：6056铝合金铸态组织存在严重的枝晶偏析及明显的非平衡共晶组织，经过540℃×12h均匀化退火处理后，枝晶偏析和非平衡共晶组织明显消除，其强度降低、塑性大幅度提高。关键词：均匀化退火；微观组织；力学性能Theeffectofhomogenizingannealingonmicrostructureandpropertiesof6056aluminumalloy（NingboKENOAluminumCo.,Ltd，Ningbo315033，China）Abstract：Theinfluenceofhomogenizingannealingonmicrostructureandpropertiesof6056aluminumalloyisinvestigatedbyheatanalysistechnology，scanelectricalmicroscopeandtensiletest.Theresultsshowthatseveredendritic-segregationandunequilibriumphasesexistinitsas-caststructure，After540℃×12hhomogenizingannealingtreatment，dendritesegregationandunequilibriumeutecticphaseseliminate.Thestrengthdecreaseandtheductilityincreaseobviously.Keywords：Homogenizationannealing；Microstructure；Mechanicalproperties引言6056铝合金是广泛应用于汽车和航空领域的一种Al-Mg-Si-Cu合金，其强度比6061铝合金高15%，可焊性、耐腐蚀性能和切削加工性能均优于7075和2024铝合金[1,2]。6056铝合金成分复杂，在半连续铸造过程中，铸锭组织会不同程度地偏离平衡状态，产生严重的枝晶偏析，形成大量的非平衡凝固共晶组织，因此，6056铝合金铸锭必须进行均匀化退火处理，以消除枝晶偏析，同时使合金中非平衡凝固共晶组织溶入基体，最大限度地减少基体中残留的结晶相，提高合金的塑性[3,4]。均匀化退火处理是6056铝合金获得理想工艺性能和力学性能的关键环节之一。目前国内对于6065铝合金的均匀化退火处理的研究还不充分，本文通过研究均匀化退火对6065铝合金微观组织和性能的影响，为6056铝合金的生产提供试验指导。试验材料与试验方法按照表1所示的6056铝合金成分进行配料，使用中频感应炉熔炼，精炼后采用半连续铸造的方法铸成Φ85mm的铸棒。在铸棒上取样，采用DSC进行热分析试验，得到铸棒中低熔点共晶组织的熔化温度，以确定均匀化退火温度，DSC试验的升温速率5℃/min，从室温加热到600℃。截取Φ85×100mm的铸棒进行均匀化退火，均匀化退火温度为540℃，保温时间分别是6h、12h。从铸态和均匀化退火后的铸棒上切取金相试样，经机械研磨和抛光后，在2mlHF、3mlHCl、5mlHNO3、250mlH2O腐蚀液中腐蚀10s，用清水冲洗干净，然后用酒精擦净吹干，制得的试样采用扫描电子显微镜观察微观组织形貌。将铸态及均匀化退火后的6056铝合金铸棒加工成直径5mm，标距长25mm的拉伸试样，在万能材料试验机上进行拉伸试验，测定其强度和塑性。表16056铝合金的化学成分(wt%)MgCuZnSiMnAl0.90.60.31.10.8Bal.结果与讨论图1为未经过均匀化退火处理的6056铝合金DSC曲线，根据曲线可知，6056铝合金在554℃存在明显的吸热峰，说明了554℃是6056铝合金铸态组织中非平衡低熔点共晶相的熔化转变温度，在这个温度发生了低熔点组织的熔化，根据该热效应的变温吸热性质，可知此时己经开始发生过烧。后续580℃也存在明显的吸热峰，说明在这个温度发生了溶质的进一步熔化。均匀化退火是基于原子的扩散运动、根据菲克第一定律，单位时间通过单位面积的扩散物质量（J）正比于垂直于该截面方向上该物质的浓度梯度，即：（1）扩散系数D与温度之间的关系满足阿累尼乌斯方程（2）从式（1）和（2）可知，温度升高有利于加速扩散过程，也就是加速均匀化过程，应该尽可能的提高均匀化退火温度，但考虑到均匀化退火设备的精度以及生产实际，均匀化温度选在540℃。图2是经过540℃×12h均匀化处理的6056铝合金铸棒的DSC曲线。分析曲线可以看出，554℃处的吸热峰已消失，也