(1) 6xxx sērijas alumīnija sakausējumu raksturojums
6xxx sērijas alumīnija sakausējumi ir alumīnija sakausējumi ar magniju un silīciju kā galvenajiem sakausējumiem un Mg2Si fāzi kā stiprināšanas fāzi. Tie ir termiski apstrādājami alumīnija sakausējumi. Sakausējumu priekšrocības ir vidēja stiprība, augsta izturība pret koroziju, nav tendence uz korozijas plaisāšanu, laba metināšanas veiktspēja, nemainīga korozijas veiktspēja metināšanas zonā, laba formējamība un apstrādājamība. Ja sakausējumā ir varš, sakausējuma stiprība var būt tuvu 2xxx sērijas alumīnija sakausējumu stiprumam, un apstrādājamība ir labāka nekā 2XXx sērijas alumīnija sakausējumiem, taču pasliktinās izturība pret koroziju. Sakausējumam ir laba kalšanas veiktspēja. Visplašāk izmantotie sakausējumi šajā sērijā ir 6061 un 6063 sakausējumi, kuriem ir vislabākā visaptverošā veiktspēja un ekonomija. Galvenie produkti ir ekstrudēti profili, un lielākais šī sakausējuma pielietojums ir arhitektūras profili.
(2) Galveno sakausējumu un piemaisījumu elementu nozīme
6XXX sērijas alumīnija sakausējumu galvenie leģējošie elementi ir Mg, Si un Cu, un to lomas ir šādas.
1) g un Si loma
Mg un Si satura izmaiņām ir maza ietekme uz Al-Mg-Si sakausējuma stiepes izturību un pagarinājumu atkausētā stāvoklī.
Palielinoties Mg un Si saturam, Al-Mg-Si sakausējuma stiepes izturība rūdītā dabiskā novecošanās stāvoklī palielinās, un pagarinājums samazinās. Ja kopējais Mg un Si saturs ir nemainīgs, Mg un Si satura attiecības izmaiņām ir arī liela ietekme uz veiktspēju. Ar fiksētu Mg saturu sakausējuma stiepes izturība palielinās, palielinoties Si saturam. Ar fiksētu Mg2Si fāzes saturu un Si satura pieaugumu uzlabojas sakausējuma stiprinošais efekts, bet nedaudz uzlabojas pagarinājums. Ar fiksētu Si saturu sakausējuma stiepes izturība palielinās, palielinoties Mg saturam. Sakausējumiem ar nelielu Si saturu maksimālā stiepes izturība atrodas (Al)-Mg2Si-Mg2Al trīsfāžu reģionā. A1-Mg-Si sakausējuma trīskāršā sakausējuma maksimālā stiepes izturība atrodas a(Al)-Mg2Si-Si trīsfāzu reģionā.
Mg un Si ietekme uz sakausējuma mehāniskajām īpašībām rūdītā mākslīgā novecošanas stāvoklī būtībā ir tāda pati kā sakausējuma ietekmei rūdītā dabiskā novecošanās stāvoklī, taču stiepes izturība ir ievērojami uzlabota, un maksimālā vērtība joprojām ir. a(Al)-MgzSi-Si trīsfāzu reģionā, savukārt pagarinājums attiecīgi samazinās.
Ja sakausējumā ir atlikušie Si un MgSi, izturība pret koroziju samazinās, palielinoties to daudzumam. Tomēr, ja sakausējums atrodas a(Al-MgzSi divfāžu apgabalā un sakausējums vienfāzes apgabalā, kur MgSi fāze ir pilnībā izšķīdusi matricā, izturība pret koroziju ir vislabākā. Visiem sakausējumiem nav tendences lai uzsvērtu korozijas plaisāšanu.
Kad sakausējums ir metināts, tendence metināt plaisas ir salīdzinoši liela, bet a(Al-Mg2Si divfāžu reģionā sakausējums ar sastāvu 0.2%~0.4 %Si un 1,2%~1,4%Mg un a(Al)-Mg2Si-Si trīsfāzu reģionā sakausējums ar sastāvu 1,2%~2.0%Si un 0. 8%~2.{22}}%Mg ir salīdzinoši neliela tendence metināt plaisas.
2) Cu ietekme
Pēc Cu pievienošanas AI-Mg-Si sakausējumam Cu esamības forma struktūrā ir atkarīga ne tikai no Cu satura, bet arī no Mg un Si satura. Kad Cu saturs ir ļoti mazs un Mg:Si attiecība ir 1,73:1, veidojas MgSi fāze un viss Cu ir izšķīdis matricā; ja Cu saturs ir augsts un Mg:Si attiecība ir mazāka par 1,08, var veidoties W (AlCuMgsSi) fāze un atlikušais Cu veido CuAl; ja Cu saturs ir augsts un Mg:Si attiecība ir lielāka par 1,73, var veidoties S (AlCuMg) un CuAl fāzes. W fāze atšķiras no S fāzes, CuAl fāzes un MgSi fāzes. Tas ir tikai daļēji izšķīdis cietā stāvoklī, un tā stiprinošais efekts nav tik liels kā MgSi fāzei.
Cu pievienošana sakausējumam ne tikai būtiski uzlabo sakausējuma plastiskumu karstās apstrādes laikā, bet arī palielina termiskās apstrādes stiprinošo efektu. Tas var arī nomākt ekstrūzijas efektu un samazināt anizotropiju, kas rodas pēc Mn pievienošanas.
3) Mn, Cr, Ti, Fe un Zn loma
6XXX sērijas A1 sakausējumā pievienotie mikroelementi ietver Mn, Cr un Ti, savukārt piemaisījumu elementi galvenokārt ietver Fe, Zn utt., un to funkcijas ir šādas.
Mn: Mn pievienošana sakausējumam var uzlabot izturību, izturību pret koroziju, triecienizturību un lieces īpašības. Kad Cu un Mn pievieno AlMg{0}}.7Si1.0 sakausējumam, kad Mn saturs ir mazāks par 0,2%, sakausējuma stiprība palielinās, palielinoties Mn saturam. Tomēr, turpinot palielināties Mn saturam, Mn un Si veido AlMnSi fāzi, kas zaudē daļu no Si, kas nepieciešama Mg2Si fāzes veidošanai, un AlMnSi fāzes stiprinošais efekts ir mazāks nekā Mg2Si fāzei. Tāpēc sakausējuma stiprinošais efekts samazinās.
Ja Mn un Cu pievieno vienlaikus, stiprinošais efekts nav tik labs kā tikai Mn pievienošana, taču tas var palielināt atkausētā produkta pagarinājumu un uzlabot graudu izmēru.
Ja sakausējumam pievieno Mn, Mn nopietnās intrakristāliskās segregācijas dēļ a fāzē tiek ietekmēts sakausējuma pārkristalizācijas process, kā rezultātā atkvēlinātā produkta graudi kļūst rupji. Lai iegūtu smalkgraudainus materiālus, lietnis jāhomogenizē augstā temperatūrā (550 grādi), lai novērstu Mn segregāciju. Atlaidināšanas laikā labāk ir ātri uzkarst.
Cr: Cr un Mn ir līdzīga iedarbība. Cr kavē Mg2Si fāzes nogulsnēšanos uz graudu robežas, aizkavē dabisko novecošanās procesu un uzlabo izturību pēc mākslīgās novecošanas. Cr var attīrīt graudus un padarīt tos slaidus pēc pārkristalizācijas, tādējādi uzlabojot sakausējuma izturību pret koroziju. Cr saturs parasti ir 0,15%~0,3%.
Ti: pievienojot {{0}}.02%~0,1% Ti un 0,01%~0,2% Cr 6XXX sērijas alumīnija sakausējumiem, var samazināt kolonnveida kristāla struktūru. lietņos, uzlabo sakausējuma kalšanas veiktspēju un uzlabo izstrādājuma graudus.
Fe: neliels Fe daudzums (mazāk nekā {{0}},4%) var rafinēt graudus. Fe saturam pārsniedzot 0,7%, veidojas nešķīstošā (AlMnFeSi) fāze, kas samazina izstrādājuma izturību, plastiskumu un izturību pret koroziju. Ja sakausējums satur Fe, produkta krāsa pēc anodēšanas var pasliktināties.
Zn: neliels daudzums Zn piemaisījumu maz ietekmē sakausējuma stiprību, un tā saturs ir atļauts līdz 0,3%.