6066铝合金及D60钢爆破壳体的破片分析

收稿日期:2008-10-27 第一作者简介:李晓波(1973-),山东淄博人,助理工程师。

60632H112铝合金板材加工裂纹产生的原因李晓波,邵海霞,苏玉洁,郭　红,王美琪(东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨150060)摘要:厚度25mm 的60632H112铝合金板材,用户在加工过程中发现个别加工件存在裂纹。

根据用户提供的试样,从裂纹的外观形貌、断口的显微组织特征和扫描电镜特征等几个方面进行了系统地分析,并结合生产工艺的特点,判断出厚度为25mm 的60632H112铝合金板材裂纹是由于铸锭侧表面的偏析瘤压入所致。

对其形成机制和预防措施进行了阐述。

关键词:60632H112合金板材;裂纹;板材分层;偏析瘤中图分类号:TG 146121 文献标识码:A 文章编号:1007-7235(2009)02-0024-03C ausal analysis of the cracks in machining pieces of 60632H 112aluminium alloy platesLI X iao 2bo ,SHAO Hai 2xia ,S U Y u 2jie ,G UO hong ,WANG Mei 2qi(N ortheast Light Alloy Co.,Ltd.,H arbin 150060,China)Abstract :Several machining pieces of 60632H112plates with thickness 25mm were discovered s ome cracks in processing them by customers.Based on that the testing sam ples supplied by customers had been systematically observed in the ways as the shape of crack appearance ,and the features of their fracture and microscopic structures ,and of electronic scanning ,as well as combination with the features of the process of production ,the cracks in the plates of 60632H112with thickness 25mm have been analyzed and decided ,that is which were caused by the laminating at the sides of the plates into which the segregated building 2ups located in the sides of slabs had pressed.In addition ,the mechanism of forming the cracks and precautions to address them have been depicted.K ey w ords :60632H112alloy plate ;crack ;lamination of plate ;segregated building 2up 厚度为25mm 的60632H112铝合金板材,用户经过锯切、机械加工、表面处理后进行组装过程中发现,有个别零件存在裂纹,长度达8mm 。

第26卷　第9期2005年9月焊接学报TRANS ACTI O NS OF THE CH I N A W ELD I N G I N STI T UTI O NVol .26 No .9Sep te mber 20056063铝合金搅拌摩擦焊接头冲击断裂分析 柴　鹏,　简　波,　季亚娟,　栾国红 (北京航空制造工程研究所中国搅拌摩擦焊中心,北京　100024)摘　要:以6063铝合金为主要研究对象,简要介绍了铝合金型材的搅拌摩擦焊接工艺及设备,研究了6063-T651铝合金的冲击断裂性能、塑性变形能力及其搅拌摩擦焊接头的微观组织。

研究表明,搅拌摩擦焊接头中为较细的再结晶组织,且强化相呈弥散分布,其冲击断裂性能和塑性变形能力与母材相近。

关键词:6063铝合金型材;搅拌摩擦焊接;冲击韧度中图分类号:TG453 文献标识码:A 文章编号:0253-360X (2005)09-27-04柴　鹏0　序 言6000系列铝合金的高温屈服强度低,挤压成形性能优良,所以轨道车辆中使用的中空挤压型材主要采用6000系铝合金[1]。

其中,6063铝合金强度中等、塑性较好、可挤压成形,故在型材制造中得到了广泛使用。

由于型材挤压设备所限,所以大型铝合金挤压型材一般采用焊接等方法拼接。

但是,采用熔焊方法焊接铝合金材料存在许多问题,如对零件表面氧化膜敏感、裂纹倾向大、易产生气孔等。

对于高速列车用铝合金型材,采用熔焊方法最大的缺点是接头冲击韧度低。

对1999年发生在英国Lad 2br oke Gr ove 的列车相撞事故进行详细调查后,专家建议,在铝型材的焊接中采用搅拌摩擦焊接技术替代熔焊[2]。

搅拌摩擦焊技术(fricti on stir welding,FS W )是由英国焊接研究所于1991年发明的一项固相连接新技术[3]。

搅拌摩擦焊接过程中的主要热量来源是摩擦热与塑性变形能。

焊接起始阶段,由于搅拌头与接头金属之间属于"冷"接触,因而摩擦热起主要作用。

某型号发动机壳体热裂纹失效分析袁钰坤;张鹏博;杨立合;张志正【摘要】某型号发动机铝合金壳体在工艺试验过程中出现热处理裂纹，通过对裂纹失效壳体的化学成分和力学性能进行分析，借助光学显微镜和扫描电镜观察了裂纹的宏观、微观形态及断口形貌，分析了裂纹与金相组织的关系，指出了造成热处理裂纹的主要原因是过烧和第二相粒子夹杂，并提出了预防产生裂纹的措施。

【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2016(000)015【总页数】3页(P34-35,36)【关键词】发动机;铝合金;热处理;裂纹分析【作者】袁钰坤;张鹏博;杨立合;张志正【作者单位】航天科工集团第六研究院210所;航天科工集团第六研究院210所;航天科工集团第六研究院210所;航天科工集团第六研究院210所【正文语种】中文某型号发动机壳体（下文简称为壳体）为薄壁多孔筒型结构（见图1）。

2A12铝合金因其具有密度小、比强度高、导电导热性好、耐腐蚀等特点，成为我所某型号发动机壳体的设计选材，采用该材料生产加工的壳体在热处理工艺试验过程中出现裂纹。

本文就开裂情况较严重的壳体展开分析。

（1）热处理裂纹情况统计失效件名称：壳体。

毛坯尺寸：φ320mm×25mm×295mm，2件，材料为2A12-H112厚度为25mm的铝管（热轧）。

壳体加工工序为：材料复验→下料→粗车→钳→热处理→半精车→稳定化处理→数控铣→高低温循环→精车→数控铣→表面处理。

裂纹发生在第一次热处理后（工艺参数：498℃，保温90min，水冷），淬水后目视检测发现2件壳体毛坯均有不同程度的裂纹。

对裂纹最严重的部位目视及着色观察，发现裂纹宏观外貌细直、非连续，两端尖细，裂纹棱边起源，裂纹长度20～30mm；深度2～4mm；裂纹扩展方向垂直于管料的轴向（见图2）（2）失效壳体化学成分和力学性能采用能量色散X射线荧光分析了失效壳体的化学成分，结果如表1所示。

从表1中可看出，材料的化学成分符合技术要求。

6061国标成分（原创实用版）目录1.6061 国标成分概述2.6061 国标的主要成分3.6061 国标成分的特点4.6061 国标成分的应用领域5.结论正文一、6061 国标成分概述6061 铝合金是我国铝合金材料中的一种，其国标成分规定了该材料的化学成分及其含量。

这种合金具有良好的综合性能，包括较高的强度、良好的耐腐蚀性以及良好的焊接性能。

因此，6061 铝合金被广泛应用于各种工业领域。

二、6061 国标的主要成分根据我国国家标准GB/T 3191-2018《铝合金化学成分和力学性能》，6061 铝合金的主要成分包括：铝（Al）99.50%、硅（Si）0.40%、铜（Cu）0.10%、镁（Mg）0.60%、锰（Mn）0.10%、铬（Cr）0.10%、镍（Ni）0.10%。

三、6061 国标成分的特点6061 铝合金国标成分的特点主要表现在以下几个方面：1.高强度：6061 铝合金具有较高的强度，可以满足各种工程结构件的需求。

2.良好的耐腐蚀性：6061 铝合金含有适量的硅、镁和铜等元素，能够形成致密的氧化膜，具有良好的耐腐蚀性能。

3.良好的焊接性能：6061 铝合金的焊接性能较好，可以采用各种焊接方法进行连接。

4.良好的冷加工性能：6061 铝合金具有较好的冷加工性能，可以进行各种冷加工如冲压、拉伸等。

四、6061 国标成分的应用领域由于 6061 铝合金具有优良的综合性能，因此被广泛应用于各种工业领域，如：1.建筑行业：6061 铝合金可用于制作门窗、幕墙等建筑构件。

2.交通运输领域：6061 铝合金可用于制作汽车、船舶、飞机等交通工具的结构件。

3.电子消费品：6061 铝合金可用于制作手机、电脑等电子产品的壳体。

4.机械设备制造：6061 铝合金可用于制作各种机械设备的结构件。

五、结论6061 国标成分的铝合金在各个领域都有广泛的应用，这主要得益于其优良的综合性能。

6061铝合金是一种可热处理强化的中高强度铝合金，它的强度因素主要包括以下几个方面：
1.屈服强度：屈服强度是指材料在拉伸或压缩过程中开始发生塑性变形时的
应力水平。

6061铝合金的屈服强度通常为276MPa。

2.抗拉强度：抗拉强度是指材料在拉力作用下发生断裂之前所能承受的最大
拉应力。

6061铝合金的抗拉强度通常为310MPa。

3.弹性模量：弹性模量是指材料在弹性变形范围内的应力和应变之间的比例
关系。

6061铝合金的弹性模量通常为69GPa。

此外，多向锻造工艺能强列细化晶粒，有效改善材料力学性能。

随着变形道次的增加，6061铝合金材料内部晶粒细化程度和组织均匀性不断增大，力学性能进一步提高，但2道次后增幅逐渐减小。

经4道次多向锻造后，材料硬度和强度明显提高，显微硬度与抗拉强度分别为861HV与223MPa相比于初始铸态，增幅分别为140.5%和102.7%。

铝合金6061调研报告第一篇：铝合金6061调研报告铝合金选材技术报告一．1-8系列铝合金用途介绍:1×××系列铝板材1×××系列铝板材：代表1050、1060、1100。

在所有系列中1×××系列属于含铝量最多的一个系列。

纯度可以达到99.00%以上。

由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。

目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。

1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。

我国的铝合金技术标准(GB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。

2×××系列铝板材2×××系列铝板材：代表2A16（LY16）、2A06（LY6）。

2×××系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。

2×××系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。

我国目前生产2×××系列铝板的厂家较少。

质量还无法与国外相比。

目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。

随着我国航空航天事业的发展，2×××系列的铝板生产技术将进一步提高。

3×××系列铝板材3×××系列铝板材：代表3003、3004、3A21为主。

又可以称为防锈铝板。

我国3×××系列铝板生产工艺较为优秀。

3×××系列铝板是由锰元素为主要成分，含量在1.0-1.5%之间。

6063铝合⾦型材氧化缺陷原因分析及解决6063铝合⾦型材氧化缺陷原因分析及解决1问题的提出在实际⽣产中,加⼯率⼤(ε>95%),壁厚较薄(δ≤1.5mm)的T5状态的6063铝合⾦挤压型材在经硫酸阳极氧化处理后,其表⾯会呈现有规律(⽽有时⽆规律)分布的⽩⾊斑点(或⽆光斑痕)；严重时呈现深⾊斑痕——“⽩斑”。

“⽩斑”的分布规律及特征是：它是在平⾏于挤压⽅向的平⾯上⼤致等间距的、呈线状或扁四边形状或不规则星点(⽚)状的、相对于基体表⾯有微⼩深度⽽呈凹槽形的⼀种表⾯缺陷。

⽩斑通常分布于型材的⼀个或⼏个表⾯,有时会分布在型材的所有表⾯(对薄壁空⼼型材,则是分布于某⼀平⾯或曲⾯的内外两侧)。

2原因分析在现场见到,“⽩斑”形成于“碱蚀”⼯序,在经随后的稀硝酸(或硫酸)“中和”之后,并未消失；经硫酸阳极氧化处理后,⼜更加清晰地呈现出来。

笔者专门截取了两段“⽩斑”点⾯积较⼤(F=30～40mm2)的碱蚀洗(槽液中,ω(Zn2＋)≥5×106)型材试样。

然后,采⽤DV－5型原⼦发射⽕花直读光谱仪分别对上述两段试样的“⽩斑”区的成分做了定量分析,其结果如下(表中数据均为质量分数)：由表1的分析结果可见：“⽩斑”处Si、Mg、Zn元素的含量明显增加：⽽表2的结果表明：“⽩斑”处Si、Zn元素的含量明显增加,⽽Mg元素的含量却有所下降。

从⾦属材料腐蚀的观点看来,Mg2Si这种表⾯缺陷实质上是6063铝合⾦材料发⽣“剥落腐蚀”的结果。

剥落腐蚀是⼀种浅表⾯的选择腐蚀,腐蚀是沿着⾦属表⾯发展的,其产物的体积往往⽐发⽣腐蚀的⾦属⼤得多,因⽽膨胀。

⼀般⽽⾔,当铝与呈阴极性的异种⾦属相邻接时,“剥落腐蚀”程度上升。

在电⼦显微镜下观察发现：“剥落腐蚀”通常沿不溶组成物(如Si,Mg2Si等),或沿晶界进⾏。

2.1铸锭质量的影响6063铝合⾦的主要相组成是：α(Al)固溶体、游离Si(阳极相)和F eAl3(阳极相)；当铁含量⼤于时,有β(F e Si Al)(阳极相)；⽽当铁含量⼩于时,有α(F e Si Al)(阴极相)；其他可能的杂质相是：MgZn2、CuAl2等。

6061断裂应变与应力三轴度的关系在材料科学领域，6061铝合金是一种应用广泛且性能优异的金属材料。

其优良的机械性能使得它在航空航天、汽车制造、船舶建造和建筑工程等领域得到广泛应用。

在6061铝合金的应力三轴度关系方面，有着丰富的研究成果。

本文将深入探讨6061铝合金的断裂应变与应力三轴度的关系，通过分析其内在机理和应力应变特性，为读者提供深度和广度兼具的知识。

1. 6061断裂应变与应力三轴度关系的基本概念6061铝合金的断裂应变与应力三轴度关系是指在不同应力状态下，材料内部的应变和应力分布情况。

通俗地讲，当外力施加在6061铝合金上时，会产生应力，而材料的形变则表现为应变。

而这其中的应变与应力之间的关系，受到材料本身的内在特性和外部环境的影响。

了解6061铝合金的断裂应变与应力三轴度关系，对于材料的设计和使用具有重要意义。

2. 6061铝合金的断裂应变与应力三轴度关系分析在应力大的情况下，6061铝合金的断裂应变与应力三轴度关系表现出复杂的特性。

一般来说，当外部应力作用于6061铝合金时，材料内部会出现多种应力状态，如拉伸、压缩、剪切等。

这些应力状态将直接影响材料的断裂应变和应力三轴度关系。

通过实验和模拟分析，可以得出6061铝合金在不同应力状态下的应变和应力分布规律，从而揭示其断裂机理和三轴度关系的内在规律。

3. 6061铝合金的断裂应变与应力三轴度关系的意义了解6061铝合金的断裂应变与应力三轴度关系，能够为材料的使用和改进提供重要的理论指导。

通过深入研究6061铝合金的断裂应变与应力三轴度关系，可以指导材料的合理设计和工艺优化，以提高其机械性能和抗疲劳性能。

对于材料的性能预测和损伤分析也具有重要意义，有助于减少材料的失效风险，延长其使用寿命。

4. 个人观点和总结6061铝合金的断裂应变与应力三轴度关系是一个复杂而又富有挑战性的课题，需要通过理论分析和实验研究相结合来深入探讨。

我认为探究6061铝合金的断裂应变与应力三轴度关系，不仅有利于推动材料科学的发展，而且对于促进材料工程领域的创新和进步具有重要意义。

基于GISSMO断裂准则的6016铝合金断裂行为研究
孔婕;邓璐璐;刘亿;闵峻英
【期刊名称】《精密成形工程》
【年(卷),期】2022(14)4
【摘要】目的研究零部件在成形与碰撞过程中,6016铝合金在不同应力状态下的断裂行为。

方法通过准静态拉伸实验,获得了6016铝合金的基本力学性能。

利用Nakajima成形极限实验,获得了6016铝合金材料的断裂成形极限曲线。

设计了7种涵盖成形及碰撞过程中应力状态的断裂极限测试试样,采用数字图像相关技术(DIC)记录了试样在变形过程中的全场应变。

利用实验-有限元反求方法标定了6016铝合金的GISSMO断裂准则的参数,并用帽形件三点弯曲实验验证了模型的合理性。

结果相比于传统断裂成形极限图的预测结果,基于GISSMO断裂准则的仿真结果与实验具有更好的一致性。

结论所建立的GISSMO模型可以用于预测6016铝合金在复杂应力状态下的断裂行为。

【总页数】10页(P1-10)
【作者】孔婕;邓璐璐;刘亿;闵峻英
【作者单位】同济大学机械与能源工程学院;泛亚汽车技术中心有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.21
【相关文献】
1.金属材料的断裂准则及断裂行为数值模拟
2.Lode相关断裂准则在6061-
T6511H铝合金Taylor杆断裂预报中的应用3.韧性断裂机理的理论探讨与基于铝合金薄板韧性断裂准则的修正4.基于DEFORM-3D软件模拟7075铝合金切削力及其断裂准则的选择5.基于热成形-淬火一体化工艺的7075-T4铝合金板材的高温流变及断裂行为研究
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6061铝合金性能研究综述概述：性能研究：1.机械性能：6061铝合金具有较高的强度、硬度和塑性，具备良好的切削性能和焊接性能。

研究表明，通过合适的热处理工艺，可以进一步提高其强度和硬度。

2.耐蚀性：6061铝合金在常温下具有良好的耐腐蚀性，但在高温、潮湿或含有氯离子的环境中容易发生腐蚀。

因此，学者们通过添加合适的合金元素、表面处理或涂层技术来提高其耐蚀性。

3.热处理工艺：热处理工艺对6061铝合金的性能改善具有重要作用。

通过固溶处理和时效处理，可以提高其强度和硬度，同时保持良好的塑性和韧性。

4.组织与性能关系：学者们通过金相显微镜、扫描电子显微镜等手段研究6061铝合金的组织结构与性能之间的关系。

研究发现，合金化元素对细化晶粒、形成析出物、晶界强化等有重要影响。

5.应力腐蚀性能：应力腐蚀是一种常见的金属失效模式。

6061铝合金的应力腐蚀性能受到多种因素的影响，包括合金元素、应力水平、腐蚀介质等。

学者们通过实验和模拟计算等方法研究其应力腐蚀性能，并提出相应的控制策略。

应用领域：1.航空航天领域：6061铝合金因其良好的强度和耐蚀性被广泛应用于航空航天领域，如飞机结构件、喷气发动机部件等。

2.汽车制造领域：6061铝合金因其较高的韧性和耐蚀性，被用于汽车车身、发动机部件、底盘等制造。

3.电子工业：6061铝合金具有较好的导电性和散热性能，被广泛用于电子器件、散热器等领域。

4.建筑与交通：6061铝合金被用于建筑结构、桥梁、轨道交通等领域，因其轻质高强，便于施工和运输。

5.运动器材：6061铝合金因其轻量化和高强度被广泛应用于自行车、登山器材等运动器材制造。

总结：本文综述了6061铝合金的性能研究，并归纳了其在不同领域的应用。

通过研究6061铝合金的机械性能、耐蚀性、热处理工艺、组织与性能关系以及应力腐蚀性能，可以进一步优化其性能和拓宽其应用领域。

随着科学技术的不断发展，相信6061铝合金在各个领域的应用将会得到更广泛的推广和应用。