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服務宗旨:雄厚的實力、優質的產品、低廉的價格、優質的服務
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在 標準GB/T3190中規定的6063鋁合金成分范圍內,對化學成分的取值不同,會得到不同的材質特性,當化學成分的范圍很大時,其性能差異會在很大范圍內波動,以致型材的綜合性能會無法控制。
6063鋁合金的化學成分成為生產優質鋁合金建筑型材的重要的一環。
一、合金元素的作用及其對性能的影響
6063鋁合金是AL-Mg-Si系中具有中等強度的可熱處理強化合金,Mg和Si是主要合金元素,優選化學成分的主要工作是確定Mg和Si的百分含量(質量分數,下同)。
1.1Mg的作用和影響 Mg和Si組成強化相Mg2Si,Mg的含量愈高,Mg2Si的數量就愈多,熱處理強化效果就愈大,型材的抗拉強度就愈高,但變形抗力也隨之增大,合金的塑性下降,加工性能變壞,耐蝕性變壞。
1.2Si的作用和影響 Si的數量應使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在,以確保Mg的作用得到充分的發揮。隨著Si含量增加,合金的晶粒變細,金屬流動性增大,鑄造性能變好,熱處理強化效果增加,型材的抗拉強度提高塑性降低,耐蝕性變壞。
二、Mg和Si含量的選擇
2.1Mg2Si量的確定
2.1.1Mg2Si相在合金中的作用 Mg2Si在合金中能隨著溫度的變化而溶解或析出,并以不同的形態存在于合金中: (1)彌散相β’’固溶體中析出的Mg2Si相彌散質點,是一種不穩定相,會隨溫度的升高而長大。 (2)過渡相β’ 是β’’由長大而成的中間亞穩定相,也會隨溫度的升高而長大。(3)沉淀相β是由β’ 相長大而成的穩定相,多聚集于晶界和枝晶界。 能起強化作用Mg2Si相是當其處于β’’彌散相狀態的時候,將β相變成β’’相的過程就是強化過程,反之則是軟化過程。
2.1.2Mg2Si量的選擇 6063鋁合金的熱處理強化效果是隨著Mg2Si量的增加而增大。當Mg2Si的量在0.71%~1.03%范圍內時,其抗拉強度隨Mg2Si量的增加近似線性地提高,但變形抗力也跟著提高,加工變得困難。但Mg2Si量小于0.72%時,對于擠壓系數偏小(小于或等于30)的制品,抗拉強度值有達不到標準要求的危險。當Mg2Si量超過0.9%時,合金的塑性有降低趨勢。 GB/T5237.1—2000標準中要求6063鋁合金T5狀態型材的σb≥160MPa,T6狀態型材σb≥205MPa,實踐證明.該合金的 可達到260MPa。但大批量生產的影響因素很多,不可能確保都達到這么高。綜合的考慮,型材既要強度高,能確保產品符合標準要求,又要使合金易于擠壓,有利于提高生產效率。我們設計合金強度時,對于T5狀態交貨的型材,取200MPa為設計值。
2.1.3Mg含量的確定 Mg2Si的量一經確定,Mg含量可按下式計算: Mg%=(1.73×Mg2Si%)/2.73 2.1.4Si含量的確定 Si的含量必須滿足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由于Mg2Si中Mg和Si的相對原子質量之比為Mg/Si=1.73 ,所以基本Si量為Si基=Mg/1.73。 但是實踐證明,若按Si基進行配料時,生產出來的合金其抗拉強度往往偏低而不合格。顯然是合金中Mg2Si數量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等雜質元素搶奪了Si,例如Fe可以與Si形成ALFeSi化合物。所以,合金中必須要有過剩的Si以補充Si的損失。合金中有過剩的Si還會對提高抗拉強度起補充作用。合金抗拉強度的提高是Mg2Si和過剩Si貢獻之和。當合金中Fe含量偏高時,Si還能降低Fe的不利影響。但是由于Si會降低合金的塑性和耐蝕性,所以Si過應有合理的控制。我廠根據實際經驗認為過剩Si量選擇在0.09% ~0.13%范圍內是比較好的。 合金中Si含量應是:Si%=(Si基+Si過)%
5005:與3003合金類似,具有中等強度與杰出的抗蝕性。用作導體、炊具、外表板、殼與建筑裝修件。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜愈加亮堂,并與6063合金的色彩協調一致
5050:薄板可作為致冷機與冰箱的內襯板,轎車氣管、油管與農業灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等
5052:此合金有杰出的成形加工功能、抗蝕性、可燭性、疲勞強度與中等的靜態強度,用于制作飛機油箱、油管,以及交通車輛、船只的鈑金件,外表、街燈支架與鉚釘、五金制品等
5056:鎂合金與電纜護套鉚釘、拉鏈、釘子等;包鋁的線材廣泛用于加工農業捕蟲器罩,以及需求有高抗蝕性的其他場合
5083:用于需求有高的抗蝕性、杰出的可焊性和中等強度的場合,比如艦艇、轎車和飛機板焊接件;需嚴厲防火的壓力容器、致冷設備、電視塔、鉆探設備、交通運送設備、元件、裝甲等
5086:用于需求有高的抗蝕性、杰出的可焊性和中等強度的場合,例如艦艇、轎車、飛機、低溫設備、電視塔、鉆井設備、運送設備、零部件與甲板等
5154:焊接結構、貯槽、壓力容器、船只結構與海上設備、運送槽罐
5182:薄板用于加工易拉罐蓋,轎車車身板、操作盤、加強件、托架等零部件
5252:用于制作有較高強度的裝修件,如轎車等的裝修性零部件。在陽極氧化后具有亮光通明的氧化膜
5254:過氧化氫及其他化工產品容器焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲
5454:焊接結構,壓力容器,海洋設備管道
5456:裝甲板、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船只材料
5457:經拋光與陽極氧化處理的轎車及其他配備的裝修件
5652:過氧化氫及其他化工產品儲存容器
5657:經拋光與陽極氧化處理的轎車及其他配備的裝修件,但在任何情況下有必要保證材料具有細的晶粒安排 5A02飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船只結構件
5A03:中等強度焊接結構,冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來替代5A02合金
5A05:焊接結構件,飛機蒙皮骨架
5A06:焊接結構,冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機蒙皮骨部件
5A12:焊接結構件,防彈甲板
5050:薄板可作為致冷機與冰箱的內襯板,轎車氣管、油管與農業灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等
5052:此合金有杰出的成形加工功能、抗蝕性、可燭性、疲勞強度與中等的靜態強度,用于制作飛機油箱、油管,以及交通車輛、船只的鈑金件,外表、街燈支架與鉚釘、五金制品等
5056:鎂合金與電纜護套鉚釘、拉鏈、釘子等;包鋁的線材廣泛用于加工農業捕蟲器罩,以及需求有高抗蝕性的其他場合
5083:用于需求有高的抗蝕性、杰出的可焊性和中等強度的場合,比如艦艇、轎車和飛機板焊接件;需嚴厲防火的壓力容器、致冷設備、電視塔、鉆探設備、交通運送設備、元件、裝甲等
5086:用于需求有高的抗蝕性、杰出的可焊性和中等強度的場合,例如艦艇、轎車、飛機、低溫設備、電視塔、鉆井設備、運送設備、零部件與甲板等
5154:焊接結構、貯槽、壓力容器、船只結構與海上設備、運送槽罐
5182:薄板用于加工易拉罐蓋,轎車車身板、操作盤、加強件、托架等零部件
5252:用于制作有較高強度的裝修件,如轎車等的裝修性零部件。在陽極氧化后具有亮光通明的氧化膜
5254:過氧化氫及其他化工產品容器焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲
5454:焊接結構,壓力容器,海洋設備管道
5456:裝甲板、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船只材料
5457:經拋光與陽極氧化處理的轎車及其他配備的裝修件
5652:過氧化氫及其他化工產品儲存容器
5657:經拋光與陽極氧化處理的轎車及其他配備的裝修件,但在任何情況下有必要保證材料具有細的晶粒安排 5A02飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船只結構件
5A03:中等強度焊接結構,冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來替代5A02合金
5A05:焊接結構件,飛機蒙皮骨架
5A06:焊接結構,冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機蒙皮骨部件
5A12:焊接結構件,防彈甲板
艦船與海洋設備鋁構件、結構的防腐辦法包含:合金及狀況挑選、規劃、有機涂層、緩蝕劑、陰極維護、增厚表面氧化膜、改進環境等。 合金及狀況挑選 在選用合金時,首要考慮的是材料力學功能、可焊功能與資源,其次是抗腐蝕功能。在海洋環境中,5XXX系合金的抗蝕性 ,其次是1XXX系合金,以下的次第是:3XXX系合金,6XXX系合金,2XXX系及7XXX合金,在8XXX系合金中,除AL-Li合金外,其他合金與1XXX系合金的抗蝕性差不多。6XXX系合金的抗蝕性比3XXX系合金的略差一些,在運用中可不進行防腐蝕處理,建筑材料的涂漆與陽極氧化首要是為了漂亮、裝修與衛生。 材料狀況對晶間腐蝕與應力腐蝕開裂對海洋材料的重要性已如前述。包鋁的2XXX系合金與7XXX系合金有很好的抗蝕性,包覆層電位至少比被包覆芯層的負100mV,以便進行有用的陰極維護。有包覆層的3004合金屋面板在海洋大氣中運用30年后,包覆層的腐蝕深層只不過76μm。 規劃 規劃考慮不周會形成嚴峻的腐蝕,規劃時應特別注意三點:正確挑選材料的合金與狀況;正確地斷定與鋁構件接蝕的其他金屬或非金屬材料;正確地選定填密材料。以下原則規劃時宜充分考慮。 1.防止異種金屬觸摸,防止鋁件與吸水率>20%木材觸摸。假如規劃需求,則應采納緊密的防腐蝕辦法。據中國船舶部分計算,在艇體中修替換的外板中,歸于結構不合理形成的腐蝕占25%,異種金屬接蝕形成的腐蝕占15%,與木材觸摸引起的腐蝕占15%,歸于電化學腐蝕的45%。明顯,精心規劃可削減工件腐蝕,延伸艦船修補期限。 2.防止縫隙。對不可防止的縫隙緊密密封,防止海水與潮氣進入。 3.盡量選用接連焊,不必或少用點焊與鉚接, 的焊接辦法是沖突拌和焊(FSW)。 4.選用易排水、清洗便利結構。 5.祼鋁表面不易吸水、吸潮材料觸摸,不可防止時,應采納有用防潮辦法。 6.管路體系內盡量防止急轉彎外。 7.防止熱傳遞到熱門。 8.防止流體直接碰擊。 9.防止大的機械應力會集。 10.設備安于腐蝕小處。 11.假如設備或設備要涂油漆,應尖利的邊際。 為防止觸摸腐蝕,在規劃上應做到: 1.異種金屬電位應盡或許地與鋁電位附近。 2.緊固不同金屬工件時,緊固件對鋁應呈陰極。例如可用不銹鋼螺釘固定鋁-鋼件,不得運用鋁螺釘, 運用鍍鋁的不銹鋼螺釘。 3.兩種金屬間須徹底電絕緣時,采選用不導電的絕緣墊。一起兩種金屬間不得與外部電路相連。 4.假如須在兩種金屬接合面上刷涂油漆,應涂于陰極金屬上,不得涂于鋁上,不然會引起針孔腐蝕。 5.鋁管與其他金屬銜接時,應選用可替換的厚壁鋁接頭或凸緣,不得選用螺拉。 6.盡或許將異種金屬接頭處遠離腐蝕處。 7.向異種金屬制的液體循環體系中增加緩蝕劑。 8.選用陰極維護。 9.在導電性環境中,陰-陽極面積比。例如在海水中,此比值至少應為1∶5。 防止堆積腐蝕原則: 1.不選用重金屬零件。 2.在可引起腐蝕的金屬件上涂油漆。 3.選用包鋁的鋁材。