下载文档原格式
6063铝合金时效曲线6063铝合金是一种常用的铝合金材料，具有良好的可塑性、强度和耐腐蚀性。
它通常用于制造建筑材料、汽车零部件和电子产品外壳等。
在6063铝合金的生产过程中，时效是一个非常重要的工艺步骤。
时效处理可以显著提高铝合金的力学性能和耐腐蚀性能，从而使其更适合各种应用。
6063铝合金的时效曲线是指在时效过程中，材料的硬度随时间的变化曲线。
时效曲线可以帮助我们了解时效处理的效果，选择合适的时效工艺参数，以及预测材料的性能。
一般来说，6063铝合金的时效曲线可以分为两个阶段：自然时效阶段和人工时效阶段。
自然时效是指在铝合金经过固溶处理后，放置在室温下自行时效的过程。
在这个阶段，铝合金的硬度会随时间逐渐降低，同时强度和耐腐蚀性能会逐渐提高。
自然时效的时间通常为24-48小时，具体时间取决于合金的成分和固溶处理的温度。
人工时效是指在自然时效后，将铝合金置于一定温度下进行时效处理的过程。
在这个阶段，铝合金的硬度会再次提高，强度和耐腐蚀性能也会得到进一步提升。
人工时效的温度和时间是非常关键的工艺参数，不同的时效工艺参数将会对6063铝合金的性能产生不同的影响。
对于6063铝合金，一般来说，时效曲线的整体形状是一个“S”形的曲线。
曲线的起始部分是自然时效阶段，此时铝合金的硬度逐渐降低；曲线的中间部分是人工时效阶段，此时铝合金的硬度开始上升；曲线的末尾部分是稳定时期，此时铝合金的硬度基本保持不变。
时效曲线的形状和位置受到很多因素的影响，比如合金的成分、固溶处理的温度、时效处理的温度和时间等。
合金的成分对时效曲线的影响是非常显著的，不同的合金成分会导致不同的时效曲线。
固溶处理的温度和时效处理的温度和时间也是非常重要的因素，它们将直接影响铝合金的硬度和强度。
在实际应用中，我们可以通过对6063铝合金进行不同的时效处理，来获得不同的力学性能和耐腐蚀性能。
比如，通过调整时效处理的温度和时间，可以使6063铝合金具有较高的强度和硬度，也可以使其具有较高的耐腐蚀性能。
固溶时效处理对 6063 铝合金组织和性能的影响发布时间：2021-04-20T09:47:10.933Z 来源：《科学与技术》2021年1月第2期作者：蒋昊利韦顺文黄才英黎稳凌丽萍[导读] 通过研究固溶时效处理对6063铝合金组织和性能的影响，蒋昊利，韦顺文，黄才英，黎稳，凌丽萍百色学院广西百色 533000摘要：通过研究固溶时效处理对6063铝合金组织和性能的影响，通过实验研究固溶时效工艺（包括固溶温度、保温时间、时效温度）对6063铝合金铸件质量影响。
以6063 铝合金为研究对象，对其进行固溶和时效处理，分析不同固溶时效工艺下对铝合金组织及力学的影响，确定6063铝合金固溶时效处理最佳方案。
关键词：固溶时效;铝合金;组织;性能铝元素在地壳中的含量仅次于氧元素和硅元素，是金属元素中含量最高的。
随着铝的冶炼方法和工艺的不断发展与改进，铝工业发展速度惊人。
铝及其铝合金的密度较小，属于轻金属。
而铝合金则是近年来大量应用于在交通工具轻量化结构工作之中，进而带动铝及铝加工企业的迅速发展。
2017年全球原铝总产量为6340.4万吨，我国的原铝产量达到了3227.3万吨，是世界的产铝大国。
虽然我国的原铝产量高，但是生产技术、设备方面与世界的先进水平还是有差距的。
6063铝合金是以Mg、Si、或Mg、Si、Cu为主要合金元素，并且以Mg2Si相为主要强化相的合金，是可变形热处理强化铝合金。
该系铝合金具有无应力腐蚀开裂倾向、无应力腐蚀开裂倾向、淬火敏感性低、中等强度、良好的焊接性和工艺性能良好等优点。
6系铝合金的固溶体存在着亚稳的溶解度间隙，因此具有典型的固溶、时效强化特征。
6×××系铝合金的均匀化处理，使溶质原子的扩散能力得到提高，消除了组织和成分的不均匀性。
6×××系铝合金的固溶处理，使析出相能够重新溶解，形成过饱和固溶体产生固溶强化。
6×××系铝合金的时效处理，能够改善合金的显微组织。
人工时效时间对铝合金硬度的影响铝合金是一种常见的金属材料，具有轻质、高强度、导热性好等特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和电子等领域。
而铝合金的硬度是一个重要的性能指标，与材料的强度、耐磨性和使用寿命等密切相关。
人工时效是一种常用的工艺方法，通过加热和保温处理，来改善铝合金的硬度和综合性能。
人工时效时间对铝合金硬度的影响是一个复杂的过程，以下主要从以下几个方面进行论述：1. 晶粒尺寸和形貌：人工时效主要通过高温保温使合金中的固溶元素重新溶解并均匀分布，然后在自然冷却过程中形成稳定的强化相。
而保温时间的长短会直接影响晶粒的尺寸和形貌。
研究发现，在合适的保温温度下，适当延长保温时间可以使合金的晶粒尺寸变小，分布更加均匀，从而提高硬度。
2. 相变行为和相含量：铝合金中的强化相是提高硬度的主要因素之一。
人工时效时间的变化会影响合金中强化相的形成和含量。
研究表明，适当延长保温时间可以促进强化相的形成和增加其含量，从而提高合金的硬度。
3. 织构演变：人工时效会引起铝合金中晶粒的织构演变。
保温过程中晶粒的取向会重新调整，形成新的织构。
研究发现，织构演变与合金的硬度密切相关。
合金中出现一定的织构可以提高硬度，而过于均匀的取向则可能降低硬度。
需要注意的是，人工时效时间对铝合金硬度的影响具有一定的范围性，过短或过长的保温时间都可能导致硬度的下降。
需要根据具体合金的化学成分和热处理参数，确定一个适宜的时效时间，以获得最佳的硬度效果。
人工时效时间对铝合金硬度的影响是一个复杂而综合的过程。
通过调整保温时间可以改变合金中晶粒尺寸和形貌、强化相含量、织构演变和残余应力等因素，从而最终影响铝合金的硬度。
人工时效时间对铝合金硬度的影响
人工时效是指在一定的温度条件下，经过一定的时间后对铝合金进行处理，以改变其硬度、强度和耐腐蚀性能的一种热处理工艺。
而在这个过程中，人工时效时间对铝合金硬度的影响是非常重要的。
本文将对人工时效时间对铝合金硬度的影响进行详细探讨。
首先我们需要了解一下铝合金的硬度是如何形成的。
铝合金的硬度主要取决于固溶体中固溶度的大小和析出相的多少。
在固溶状态下，合金中的合金元素以固溶体的形式溶解在铝基体中，固溶体的强度和硬度相对较低。
而在时效处理中，合金中的溶解相将析出沉淀，形成一些颗粒状的析出相，这些析出相会对合金的硬度和强度起到很大的影响。
在人工时效处理中，人工时效时间对铝合金硬度的影响主要表现在两个方面：一是在固溶处理后的固溶体中，合金元素的扩散和析出相的形成；二是在析出相的形成和分布上。
在固溶处理后的固溶体中，合金元素的扩散和析出相的形成是人工时效时间对铝合金硬度影响的重要因素之一。
固溶体中的合金元素需要一定的时间才能达到均匀分布并形成稳定的析出相。
过短的时效时间会导致合金元素没有充分扩散并形成析出相，从而影响合金的硬度。
而过长的时效时间则会导致析出相过度生长，使得合金的硬度不断下降。
合适的人工时效时间可以使合金中的析出相形成均匀分布，进而提高合金的硬度和强度。
除了影响硬度外，人工时效时间还会对铝合金的耐腐蚀性能产生影响。
在适当的时效时间范围内，析出相的形成和分布可以有效增强合金的耐腐蚀性能。
而过长或过短的时效时间则会影响合金的耐腐蚀性能。
建筑用6063铝合金在不同淬火强度下的时效后力学性能变化与微观组织形貌变化摘要：本文研究了某铝型材生产企业在建筑用6063铝合金实际生产生产中为避免在线固溶导致铝型材变形，应用较低淬火强度风淬来固溶处理后进行人工时效的效果。
并与高淬火强度水淬处理的样品对比，研究不同淬火强度下人工时效后的铝合金时效性能变化以及对微观组织形貌影响。
研究发现在6063铝合金较低淬火强度风淬过程中，铝基体中易析出较大的析出相，并且由于基体中溶质元素的过饱和度下降导致人工时效强化相析出较差，时效强化效果不佳。
结果表明，该厂目前的生产条件下，6063铝合金风淬后人工时效的型材性能不够理想，需进一步改造风淬设备来提高合金的力学性能。
关键词：铝合金；淬火强度；时效强化前言：建筑用6063铝合金作为一种典型可热处理强化铝合金，不仅有良好的力学综合性能，而且具有优秀的抗腐蚀性能以及易于挤压塑性加工等优点，广泛应用于建筑用型材和机械结构件等方面。
6063铝合金的基本处理工艺为：铸锭均匀化热处理→挤压加工→固溶淬火→人工时效。
目前，出于成本控制、型材成型质量等方面的因素考虑，在某铝型材生产企业在实际工业生产中，在固溶淬火时使用较低淬火强度的风淬，而风淬的在线固溶效果效果不稳定。
本文目的旨在通过对比风淬与水淬的铝合金时效后性能以及微观组织结构，进一步了解风淬对该厂生产6063铝合金性能的影响，以期为生产改良提供帮助。
1 实验方案标准6063铝合金成分如表 1所示，圆铸锭铸造过程中加入了Al5TiB细化剂，用来细化晶粒改善组织提高综合性能。
在铸锭均匀化热处理之后，挤压加工成厚度约为2.5mm的板材，挤压出口温度为510~540℃，已达到6063铝合金的固溶温度工艺要求。
1#样品为挤压后未进行任何人为冷却，室温条件下空冷；2#样品为在某铝型材生产企业生产现场热挤后直接在使用现场设备进行冷却风淬火，后经人工时效处理。
3#样品则重新进行540℃/40min保温，水淬固溶处理后人工时效。
人工时效时间对铝合金硬度的影响铝合金是一种重要的结构材料，具有良好的强度和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
人工时效是铝合金制造中的一个重要工艺，通过对铝合金进行一定温度和时间的处理，可以显著改善其硬度和强度。
本文将探讨人工时效时间对铝合金硬度的影响，分析不同时效时间对铝合金性能的影响规律，为铝合金的工艺改进提供依据。
一、铝合金的人工时效处理铝合金的人工时效处理是通过在一定的温度下保持一定时间，使合金中的溶质元素在固溶体中析出和沉淀，形成强化相，从而提高合金的硬度和强度。
通常情况下，铝合金的人工时效处理分为两个阶段，首先是固溶处理，将合金加热至固溶温度，使溶质元素溶解在固溶体中；然后进行时效处理，将固溶态的合金在较低的温度下保持一定时间，溶质元素开始析出和沉淀，形成强化相。
人工时效处理对合金的性能影响深远，其中时效时间是影响硬度的一个重要因素。
1. 硬度与时效时间的关系时效时间是影响铝合金硬度的一个重要参数，不同的时效时间会导致合金内部强化相的形成和分布不同，从而影响合金的硬度。
一般来说，随着时效时间的增加，合金的硬度会先上升后下降。
当时效时间较短时，合金内部的强化相尚未充分析出，硬度较低；随着时效时间的增加，强化相逐渐形成并分布均匀，合金的硬度逐渐提高；但当时效时间过长时，强化相会出现过多的析出，导致晶界的脆化，硬度开始下降。
2. 时效时间对合金组织的影响不同的时效时间对合金内部组织的影响也不同。
经过适当时效处理的铝合金，强化相分布均匀，晶粒尺寸适中，晶界清晰，这样的合金具有良好的硬度和强度。
但是当时效时间过长时，强化相的析出过多会导致晶界的析出物团聚，晶界处产生裂纹，从而影响合金的力学性能。
时效时间的选择需要在硬度和晶界结构两方面加以考虑。
时效温度和时间是影响合金性能的关键因素，合理选择时效温度和时间可以有效提高合金的硬度和强度。
通过实验和理论分析，可以确定合金在何种温度下进行时效处理可以获得最佳的硬度和强度。
文章编号：2096 − 2983(2020)03 − 0029 − 06DOI: 10.13258/ki.nmme.2020.03.005时效时间对6063铝合金准静态压缩性能的影响孙 亮， 刘兆伟， 王洪卓， 李秋梅， 周 龙， 董刘颖（辽宁忠旺集团有限公司，辽宁 辽阳 111003）摘要：以6063铝合金汽车吸能型材为研究对象，采用准静态轴向加载方式，从组织、力学性能等方面研究不同时效制度对6063铝合金型材准静态压缩性能的影响。
结果表明：当时效温度为200 ℃时，随着时效时间的延长，合金组织中大尺寸析出相的数量呈先增加后减少的趋势，粗晶层厚度基本不变；随着时效时间的延长，6063铝合金型材的强度、硬度升高，同时准静态压缩的承载能力增强，时效时间6 h 时承载能力达到峰值；6063铝合金型材的吸能性能随时效时间的延长而提高，时效时间6 h 的吸收功较2 h 的提高了48%。
关键词：铝合金；型材；时效时间；准静态压缩；吸能性能中图分类号：TG 146 文献标志码：AEffect of Aging Time on Quasi -static CompressiveProperties of 6063 Aluminum AlloySUN Liang ， LIU Zhaowei ， WANG Hongzhuo ， LI Qiumei ， ZHOU Long ， DONG Liuying(Liaoning Zhongwang Group Co., Ltd., Liaoyang 111003, China)Abstract: The 6063 aluminum alloy energy-absorbing profile was selected as research object. By usingquasi-static axial loading method, the effects of different aging processes on the quasi-static compression properties of 6063 aluminum alloy profile were studied on the aspects of microstructure and mechanical properties. The results show that when the aging temperature is 200 °C, the amount of large-scale precipitated phase in the alloy microstructures firstly increases and then decreases with the increase of aging time, and the thickness of the coarse layer is basically unchanged. With the increase of aging time, the strength and hardness of 6063 aluminum alloy profile are increased, and the load carrying capacity of quasi-static compression is increased. The bearing capacity reaches the peak under the aging time of 6 h. The energy absorption performance of the 6063 aluminum alloy profile is increased with the increase of aging time, and the absorption energy at the aging time of 6 h is increased by 48% compared to that at 2 h.Keywords: aluminum alloy ; profile ; aging time ; quasi-static compression ; energy absorption performance有 色 金 属 材 料 与 工 程第 41 卷 第 3 期NONFERROUS METAL MATERIALS AND ENGINEERING Vol. 41 No. 3 2020收稿日期：2019−07−23基金项目：辽宁省科技重大专项资助（2019JH1/10100012）作者简介：孙亮（1993—），男，助理工程师。
《铝加-r 2009年第5期总第190期技术工程6063铝合金挤压型材强度影响因素及措施分析陈新孟(贵州铝厂生产处,贵州贵阳550058摘要:从6063铝合会化学成分控制.均匀化退火、挤压系数选择、铝棒加热温度、淬火温度和速度、拉伸变形量控制、时效工艺选择等方面,结合本厂生产实际。
分析了影响6063铝合舍型材强度的冈素及生产中采取的措施。
关键词:6063铝合金;强度;均匀化退火;挤压系数;风冷淬火;拉伸;人工时效中图分类号:TG37。
TGl66.3文献标识码:B 文章编号:1005-4898(2009J 05—0049—036063铝合金属低合金化的AI—Mg—Si系列可热处理强化型铝合金.塑性高,可高速挤压成断面复杂。
壁厚各异的型材。
淬火温度宽,淬火敏感性低.可实现在线风冷强制淬火,经人工时效后有中等强度.挤压后型材表面光洁.极易阳极氧化和着色。
还可生产电泳、喷涂、木纹、断桥隔热等型材.因此在建筑型材中具有垄断地位。
在我国经济的快速发展。
尤其是房地产市场的高速发展中得到极广泛的应用。
在其它用途上。
由于6063型材比钢结构轻, 室温下具有中等强度和高的冲击韧性,适于制作常用结构件以承受一定的载荷11I。
加上6063型材具有良好的耐腐蚀性能和易实现的多姿多彩的表面处理,在家朋电器、灯箱、车船工业、隔断、仪器仪表等方面也得到广泛应用。
在AI—Mg—Si组成的三元系合金中,没有i元化合物,只有二元化合物MgzSi 和M92A13,在Al— Mg—si系合金中。
主要强化相是M92Si,合金在淬火时。
固溶于基体中的MgzSi越多。
时效后的型材强度就越高,反之,则越低。
从近年6063铝合金型材国家标准的变化和市场的各种要求看,型材的强度指标有提高的趋势。
而在实际生产中,各家的6063铝合金挤压型材均有强度偏低或不达标的现象出现。
我厂的6063铝合金型材生产线建成投产已多年。
其问装备和T 艺均有局部改变、调整和提高。
人工时效时间对铝合金硬度的影响铝合金是一种常见的金属材料，用途广泛，包括航空航天、汽车制造、建筑等多个领域。
而对于铝合金的硬度，是一个非常重要的性能指标，它直接影响着材料的使用寿命和性能。
人工时效是一种常见的强化铝合金的方式，通过人工时效处理可以显著提高铝合金的硬度和强度。
本文将深入探讨人工时效时间对铝合金硬度的影响。
人工时效是指将铝合金经过固溶处理后，再在一定温度下进行时效处理。
时效处理可以使固溶处理后形成的固溶相或析出相成核长大，形成更细小、更均匀的析出相，从而提高合金的硬度和强度。
而人工时效时间作为时效处理的一个重要参数，直接影响着合金的硬度变化。
我们来了解一下铝合金的固溶处理和时效处理过程。
铝合金的固溶处理是将合金加热至固溶温度（通常为450~500℃），保持一定时间后，在快速冷却。
固溶处理的目的是使合金中的溶解相全部或部分溶解于基体中，形成固溶态。
而时效处理则是在固溶处理后，在一定温度下保持一定时间，使析出相成核长大，形成弥散的析出相，从而提高合金的硬度和强度。
人工时效时间对铝合金硬度的影响主要体现在析出相的数量和尺寸上。
通常情况下，随着时效时间的延长，析出相的数量会增加，且析出相的尺寸也会增大。
这是因为在时效处理过程中，固溶相逐渐析出，形成更细小、更均匀的析出相，从而提高合金的硬度。
但是当时效时间过长时，析出相的尺寸会达到一定的平衡值，继续延长时效时间并不能显著提高合金的硬度。
时效温度也是影响合金硬度的重要参数之一。
不同的合金体系对时效温度的要求也不同，合适的时效温度可以使析出相更加均匀地分布在基体中。
而在时效温度较低时，析出相的数量和尺寸会受到限制，无法形成理想的时效析出结构，从而影响合金的硬度。
除了时效处理参数的影响，铝合金的成分和热处理工艺也会对合金的硬度产生影响。
铝合金的成分对时效处理的响应是不同的，对于不同的铝合金系列，合金的硬度变化规律也是不同的。
因此在进行人工时效处理时，需要根据合金的成分和硬度要求来确定合适的时效处理参数。
人工时效时间对铝合金硬度的影响铝合金是一种重要的结构材料，其具有良好的机械性能、耐腐蚀性能和成型加工性能，因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
而人工时效是对铝合金进行热处理的一种方法，通过调节合金中的元素和制定合理的时效工艺，可以显著改善铝合金的硬度和强度。
本文将探讨人工时效时间对铝合金硬度的影响。
首先介绍铝合金的时效处理原理，然后分析不同时效时间对铝合金硬度的影响，最后探讨铝合金时效时间对材料性能的影响及其在工程中的应用。
一、铝合金的时效处理原理铝合金在固溶处理后，通过人工时效处理可以显著提高材料的硬度和强度。
时效处理的原理是通过在适当的温度下使析出硬化相形成和长大，从而提高合金的强度和硬度。
时效处理通常分为两个阶段，即时效硬化阶段和过时效软化阶段。
在时效硬化阶段，通过围点的析出可以显著提高合金的硬度和强度，但随着时效时间的增长，析出相开始增多并长大，导致合金的硬度和强度降低，即过时效软化。
选择适当的时效时间对于提高合金的硬度和强度至关重要。
二、不同时效时间对铝合金硬度的影响时效时间对铝合金的硬度有着显著的影响，不同的时效时间会导致不同的硬度变化规律。
一般来说，随着时效时间的增加，合金的硬度会呈现先上升后下降的趋势。
这是因为在时效硬化阶段，合金中的析出相会随着时间的增加而增多并长大，从而提高合金的硬度；而在过时效软化阶段，析出相过多会导致合金的硬度和强度降低。
三、铝合金时效时间对材料性能的影响及在工程中的应用铝合金的时效处理不仅可以显著提高材料的硬度和强度，还可以改善合金的耐腐蚀性能和疲劳性能。
通过合理控制时效工艺，可以使合金在不同场合下表现出不同的性能优势，从而满足不同的工程需求。
在汽车和建筑领域，铝合金的时效处理可以改善材料的强度和硬度，从而在保证产品质量的情况下降低成本。
时效处理还可以提高合金的疲劳性能和耐腐蚀性能，延长其使用寿命。
铝合金的时效处理在汽车和建筑领域也得到了广泛的应用。
人工时效时间对铝合金硬度的影响随着现代铝合金在工业应用中的越来越广泛，对其机械性能的要求也越来越高。
其中，硬度是铝合金性能中较为重要的一个指标。
而在铝合金制备过程中，热处理是一个不可或缺的工艺环节，可以通过调节人工时效时间（即固溶、淬火和时效处理的时间）来控制铝合金的硬度。
本文综述了人工时效时间对铝合金硬度的影响，以期为铝合金制备工艺的优化提供一定的参考。
固溶处理是铝合金制备过程中的第一步，其目的是将合金中的固溶体均匀地溶解在铝基体中，从而形成固溶度。
固溶时间对铝合金硬度的影响主要表现在两个方面：一是溶解过程中固溶体的溶解速率，即固溶度的形成程度；二是溶解后的固溶体在下一步关键的淬火处理中的析出率。
研究表明，在加热温度和固溶度相同的情况下，固溶时间的延长会使得固溶度形成得更加均匀，最终提高铝合金的硬度。
淬火处理是固溶处理的下一步，其主要目的是冷却合金至室温，以固定固溶度并形成所需的金属组织。
对于铝合金而言，淬火过程中的冷却速度往往比较快，因此淬火时间对铝合金硬度的影响较小。
当然，在进行淬火处理时，还需要注意淬火介质的选择，一般而言，水或风力等较强的淬火介质可以提高铝合金的硬度。
时效处理是铝合金制备过程中的最后一步，其目的是使固溶体释放出溶质原子，并通过析出来进一步改善金属组织，从而提高硬度。
时效处理时间对铝合金硬度的影响主要取决于合金中的稀土元素含量，一般而言，稀土元素含量较高的铝合金在时效处理过程中硬度会更高。
总结来看，人工时效时间对铝合金硬度的影响是复杂而综合的。
通过对铝合金的制备过程加以优化，调节不同工艺环节的处理时间，并精心选择合适的淬火介质和时效条件等，可以有效提高铝合金的硬度，进而满足各类应用中已提高的性能要求。
二次时效对6063铝合金硬度改善的研究摘要：6063铝合金挤压制品在时效后会出现硬度偏低的状况，对后续加工有一定不良影响。
本文通过验证不同时效工艺对硬度改善的效果来确认最佳的补救工艺。
验证表明：经175℃*4H二次时效处理，产品硬度提高最为明显。
关键词: 6063铝合金；人工时效；力学性能前言6063铝合金挤压制品已经广泛应用于3C电子行业中，制品硬度是保证后续加工的重要条件。
在生产中我们发现硬度在HV74-80之间的制品在后续加工中容易出现变形不良，而硬度在HV80-95的制品则鲜有此不良。
挤压制品淬火后需进行人工时效以达到加工需要的强度。
在实际生产中部分制品硬度达不到HV80，可通过二次时效进行挽救处理。
故对二次时效工艺进行探讨，以获得较佳的改善方案。
1.试验材料试验材料制备流程：6063铸棒均热→挤压→淬火→校直→板材合金主要成分（质量分数%）：Si 0.35-0.50, Mg 0.45-0.60,Fe<0.20,其它单个<0.052.试验方案选备原材5组，前4组依正常工艺（175℃保温8H）进行时效处理，第5组为T4状态。
依照下表所列热处理条件进行试验，记录并对比热处理前后之硬度变化。
图1 试验1/2热处理前后硬度3.2如图2试验3、4热处理前后数据分布可看出3.2.1在经过175℃*4H热处理后，产品硬度明显提高，且90%在HV85以上，硬度强化极为均匀。
3.2.2在经过175℃*8H热处理后，产品硬度明显提高，但幅度低于试验3，且加热时间过长，存在过时效风险并导致时效成本增加。
图3测试点硬度区间出现频次4试验分析AL6063为AL-Mg-Si合金，其热处理可强化相是β(M g2Si) 相,依照其脱溶理论，当β"相长大到一定尺寸,它的应力场遍布整个基体，应变区几乎相连, 此时合金的硬度最高。
随着时效过程的进一步发展，Mg、Si原子进一步富集形成局部共格的β′过渡相，其周围基体的弹性应变有所减轻,对位错运动的阻碍减少,此时强度达到最大值, 硬度已有所下降。
时效制度对6063铝合金板硬化指数n值的影响吴海旭;杨丽;王周兵;孟祥军;秦利【摘要】通过拉伸试验测试了6063铝合金板的硬化指数n值,研究了不同时效制度对6063铝合金硬化指数的影响.试验结果表明,6063铝合金硬化指数随时效温度的变化呈波动趋势,随温度的升高先减小后增大；而时效时间对其硬化指数的影响不明显.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2013(041)010【总页数】3页(P33-34,53)【关键词】6063铝合金板;时效制度;硬化指数【作者】吴海旭;杨丽;王周兵;孟祥军;秦利【作者单位】辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003;辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳111003【正文语种】中文【中图分类】TG166.3金属材料的硬化指数n值是材料非常重要的力学性能之一，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。
它在宏观上是材料形变强化特性的表征，微观上则反映材料不同的形变强化机制［1-2］。
6063铝合金广泛应用于建筑铝门窗、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，对该铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准［3］。
6063合金属铝-镁-硅系可热处理强化型铝合金，铸态组织为α(Al)+共晶(α+Mg2Si)组织，少数还含有少量的Si［4］。
6063铝合金应用广泛，对于其时效后的力学性能及热处理工艺研究较多，但对于其时效后的硬化指数研究较少。
本试验旨在研究不同时效制度对6063铝合金硬化指数n值的影响。
1 试验材料及方法1.1 试验材料试验材料为辽宁忠旺集团有限公司生产的6063铝合金挤压板，厚度为5 mm，热处理状态为T6，其合金成分见表1。
生产工艺参数:(1)铸造:铸造温度730℃，铸锭未采用均匀化处理;(2)挤压:挤压温度500℃，挤压系数λ=38;(3)固溶热处理:520℃保温50min，水冷;(4)按不同制度进行人工时效。
人工时效制度对6063铝合金型材质量的影响简介：6063合金挤压型材的力学性能和电化学性能除了与合金的化学成分有密切关系外，还与人工时效制度有较大关系。
低温长时间时效和高温短时间时效使力学性能有较大提高，但却降低了合金的电化学性能。
为了兼顾两种性能及确保生产效率，采用室温自然时效（停放）2h,再在195～205℃人工时效2h 的时效制度是适宜的。
关键字：6063铝合金 人工时效 过渡相 力学性能 电化学性能 铝工程师之家导航 挤压模具设计 熔炼与铸锭 表面处理 铝合金连接 板带箔轧制网站主题:铝合金,铝加工,挤压模具,铝型材,有色金属,熔炼铸锭,轧制精整,镁 按GB/T3190-1996规定,6063（LD31）合金的化学成分如表1。
为了兼顾力学性能和挤压性能，Mg 2Si 质量分数一般控制在0.7%左右。
应控制w(Mg)/w(Si)=1.73。
但是由于合金中存在杂质Fe,要消耗一部分Si,在生产实践中一般控制w(Mg)/w(Si)=1.1～1.3。
表2是日本6063合金的化学成分（%）及合金硬度与w(Mg)/w(Si)的关系（195℃，时效2h）。
表1 6063合金化学成分 %主成分 杂质 其它杂质Mg Si Fe Cu Mn Zn Cr Ti 单个 合计Al 0.45～0.9 0.2～0.6 0.35 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.05 0.15 余量表2 日本6063合金化学成分及Mg/Si(w (Mg)/w (Si)）与型材硬度的关系 合金 Si Mg Fe Cu Zn Mn Cr Ti Mg/Si HVA 0.39 0.48 0.11 0.01 0.01 0.01 0.01 0.0047 1.23 68.9B 0.40 0.53 0.17 0.01 0.02 0.01 0.00 0.0080 1.33 71.9C 0.44 0.48 0.25 0.02 0.03 0.02 0.01 0.0043 1.1 75.5从表2可以看出，杂质Fe 和Zn 对合金的力学性能也有较大的影响，这是因为在合金中生成αFe 2SiAl 8(以前报道为Fe 3SiAl 12),βFeSiAl 5(以前报道为Fe 2Si 2Al 9)及T-Al 2MgZn 3等杂质相的缘故。
这些杂质相都是硬的质点，位错不易切割，能够增强合金的力学性能，但却降低了合金的挤Un R e g i s t e r e d压性能（容易拉伤、划伤）、耐腐蚀性、电化学性能及着色材的颜色均匀性和光泽性。
6063合金型材的性能除了与化学成分有关之外，还与热处理条件即人工时效有关。
为了兼顾各种性能，本文结合合金的化学成分，着重研究了6063合金型材的人工时效机制及其对力学性能和电化学性能的影响。
1 6063挤压型材的时效过程中力学性能变化6063合金在挤压变形出口处的温度一般是520～540℃，在变形程度较大或变形复杂的情况下，出口温度可达570～580℃。
在这样的温度下Mg 2Si 强化相多数被溶解，随后经风淬冷却，产生溶质原子和空位双重过饱和的固溶体，又经过自然时效（100℃以下停放2h）形成球状GP 区，其大小为10～60×10-10m。
在100℃以下，时效几年才能长大到100×10-10m。
因此必须进行人工时效（100℃以上）使饱和固溶体进一步分解脱溶。
图1是在175℃、195℃、215℃下时效的型材力学性能与时效时间的变化曲线。
从图1可以看出，低温时效的6063合金型材力学性能提高最大，但是所需要的时间较长，生产效率较低。
另外还可以看出温度比时间的影响大得多。
因此在人工时效过程中应该重点严格控制温度。
图1 人工时效时间与强度的关系(B 合金) 2 w(Mg)/w(Si)、Fe、Zn 在合金时效图2、3分别是6063合金中w(Mg)/w(Si)比值与杂质Fe 对人工时效效果的影响。
从图中可以看出w(Mg)/w(Si)对时效硬度的影响曲线有一个低谷点；而Fe 则随其质量分数增加时效硬度也增加。
在w(Mg)/w(Si)<1.73的情况下，6063合金的人工时效硬度应该随着w(Mg)/w(Si)增加而增加，而图2中的时效硬度低谷是由于这些合金中生成的杂质相α-Fe 2SiAl 8、β-FeSiAl 5、T-Al 2Mg 3Zn 较少的缘故。
低谷处合金中Fe 的质量分数为0.11%,Zn 的为0.01%；低谷左边的Fe 的为0.25%,Zn 为0.03%,右边的Fe 的质量分数为0.17%,Zn 为0.02%,左、右边的一些合金晶界处生成较多的杂质相。
虽然6063合金人工时效中所生成的Fe、Zn 杂质相能提高型材的硬度，但由于杂质相质点粗大，约0.5～10μm，在变形中易成为裂纹源，降低合金的断裂韧性，而且对后来的阳极氧化着色造成不利影响，因此，还是应尽量避免它的生成。
U n R e g i s t e r e d图2 合金中w(Mg)/w(Si)值对时效硬度的影响图3 合金中Fe 的质量分数对时效硬度的影响 3 人工时效对6063合金电化学性能的影响3.1 对导电率的影响合金的导电率一般为50%IACS 左右。
随着时效温度和时效时间增加导电率增加，而杂质Fe 的质量分数及w(Mg)/w(Si)对它的影响较小，见图4和表3。
6063合金的时效分解序列为：α固溶体→球状GP 区→β"针状相→β’棒状相→β板状相（稳定相）。
在低温、短时人工时效时，主要生成GP 区β"相，由于它们微细、弥散分布，使自由电子运动的空隙较小，阻力大，电阻率增加。
随着时效温度和时效时间增加，过渡相逐渐向粗大的β’、β相转变，而自由电子运动的空隙增加，阻力减小，因而导电率增加。
而Fe、w(Mg)/w(Si)在时效过程中只影响相的组成，而不影响微细结构，因而对导电率影响甚微。
U n R e g i s t e r ed图4 导电率与人工时效温度和时间的关系表3 6063合金w(Fe)和w(Mg)/w(Si)量对导电率的影响 175℃195℃ 215℃ 序号 2h 5h 2h 5h 2h 5hw（Fe）/％ w（Mg）/（Si） 1 50.2 51 51.8 52.9 53.1 54.3 0.111.23 2 49.8 51 51.7 52.7 5.3 54.4 0.171.33 3 49.8 50.7 51.6 52.5 52.7 54.10.25 1.1 3.2 对阳极氧化的影响 合金的导电率对阳极氧化膜的生长有影响。
随着导电率增加阳极氧化膜的重量减少，见图5。
6063合金在时效过程中导电率是随着时效温度和时效时间增加而增加的，也就是说导电率随着合金中的Mg 2Si 相及杂质相析出、长大而增加，而耐电化学溶解和耐酸溶解腐蚀性却降低，因而膜的生成效率降低。
过时效的型材不但力学性能降低，而且耐电化学和耐化学腐蚀性也降低。
图5 合金导电率对阳极氧化膜生长的影响3.3 对阳极氧化膜和着色膜的光泽度的影响图6是阳极氧化膜的重量对光的反射率的影响。
表4是人工时效温度和时效时间对阳极氧化膜和着色膜的光泽度的影响。
可以看出，氧化膜和着色膜的光泽度（光反射率）是随着时效温度、时效时间的增加而减小的；也是随着合金中Fe 的质量分数增加而减小的，并且其减小程度较温度和时间的大，而对着色膜的色调（L 值）几乎没有影响。
L 值小，色调越暗。
U n R e g i s t e r e d图6 阳极氧化膜重量对光的反射率的影响表4 人工时效及合金成分对氧化和着色膜光泽度的影响 175℃ 195℃ 215℃时效条件2h 5h 12h 2h 5h 12h 0.83h 2h 5h氧化膜反射率/％ 14.3 13.3 10.5 11.5 9.4 8.7 10.6 10.5 7.6 着色膜反射率/％ 7.0 6.2 5.2 5.9 4.9 4.9 5.2 5.2 4.1 色调L 值 27.0 27.8 25.9 28.4 29.8 28.1 26.7 26.4 30.1 A 氧化膜反射率/％ 10.1 7.9 6.7 8.2 5.2 4.9 6.0 6.0 6.0 着色膜反射率/％ 5.0 4.5 4.1 5.0 3.1 3.4 3.6 3.7 3.2 色调L 值 25.5 26.5 27.5 29.6 29.8 30.3 29.3 29.4 38.4 B 氧化膜反射率/％ 7.2 6.5 5.3 6.7 5.5 5.5 5.9 6.0 9.7 着色膜反射率/％ 3.6 4.1 3.4 4.0 3.0 3.2 4.1 3.5 3.4 C 色调L 值 26.1 26.1 27.8 30.4 28.0 32.8 27.4 28.4 29.9一般认为阳极氧化膜越厚，对光的反射率越低，而图6中却是膜越重，对光的反射率越高，具有相反的结果。
这是因为随着时效温度、时效时间及合金中Fe 的质量分数增加，阳极氧化膜的耐蚀性降低，氧化膜变得疏松，致密度降低，重量相对减少，因而对光的反射率减小。
另一方面，随着时效时间和时效温度增加，Mg 2Si 强化相由β"→β＇→β相转变，析出量增加并粗大。
在阳极氧化中阻挡层变薄，氧化膜增厚，电容增加，着色等当点（着色离子刚析出所需时间）上升，因而着色浓，但光泽度降低。
图7是Mg 2Si 析出形态与氧化膜的电容C 及着色等当点t c 的关系。
U n R e g i s t e r e d图7 Mg 2Si 析出形态与氧化膜的电容C 及着色等当点tc 的关系4 结束语综上所述，6063合金型材的质量和性能除与合金的化学成分有密切关系外，还与人工时效制度有较大关系。
低温长时间时效和高温短时间时效及合金中的杂质Fe、Zn 等能提高型材的力学性能，但却降低其电化学性能。
为了兼顾两种性能及有较高的生产效率，需认真选择人工时效制度，而严格控制温度条件是至关重要的。
根据研究和生产实践，笔者认为选择自然时效2h 后再在195～205℃人工时效2～3h 较为适宜。
U n R e g i s t e r e d。
