[发明专利]一种与CuH共溶的6082铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度铝合金，还涉及其制备方法。

背景技术

铜(Cu)是所有热处理可强化铝合金中最主要最基本合金化元素，它主要通过与其他元素形成可溶解的金属化合物强化相，起到提高合金强度和耐热性的作用。6XXX系合金中的铜可弥补停放效应造成的强度损失，并能细化Mg₂Si，提高T6状态的强度。

但当6XXX系合金中的Cu含量超过0.5％(质量百分数)时，在铸造过程中容易产生粗大的第二相质点和共晶组织，以及固溶体内部成分浓度的不均匀。

各种非金属夹杂与显微疏松等阻碍第二相扩散的特点，决定了铸铝合金要有足够的淬火加热温度和较长的保温时间，以使强化相在固溶体内达到最大的溶解度，以便达到淬火、时效强化的目的。若固溶温度低，或保温时间短，强化相未得到充分溶解，显微组织中保留有较多的残留强化相，或淬火转移速度较慢，冷却速度不够，使强化相沿晶析出，都会降低铸造铝合金热处理后的力学性能和耐蚀性能。而消除这种缺陷必须再次进行热处理，以保证强化相的充分固溶和快速转移淬火冷却，使合金得到过饱和的固溶体，然后进行时效，即可获得良好的力学性能。

铸造铝合金中合金元素多，杂质元素比较复杂，固溶处理加热温度和合金过烧温度较接近，如果固溶加热温度过高，或炉内循环气流不良，温度不均匀，控温仪表失灵，工件过于靠近加热器等，则容易引起合金中低熔点共晶体复熔，使组织中出现复熔球和共晶体复熔。严重过烧时，组织中将出现黑色过烧三角，晶界熔化，工件表面呈灰黑色，有所谓汗珠渗出现象。合金成分不同，过烧特征各异。当合金出现过烧，尤其是严重过烧时，将使力学性能迅速降低，因此合金出现过烧时只能作报废处理。

由于铸造铝合金的组织是不均匀的，存在着低熔点共晶体。例如ZAlSi7Mg铝合金，根据Al-Si-Mg铝合金三元液相投影图处于α(Al)+Si二元相区中，其平衡组织为初生α(Al)+(α(Al)+Si)共晶体，还可能出现少量的Mg₂Si相，由于分散度较高，一般金相组织中不易发现和分辨，但在工业生产的结晶条件下，使该合金处于α(Al)+Si+Mg₂Si三相区内，所以铸组织中可出现α(Al)+Si+Mg₂Si三元共晶及杂质铁相等构成多元复杂共晶体。根据Al-Si-Mg三元相图含硅量为8％(wt)的垂直截面，Al-Si-Mg三元共晶熔点为555℃，在固溶处理(535±5℃)时很容易发生低熔点共晶体熔化，形成过烧复熔球和共晶硅聚集长大，严重时出现带状复熔物和三角晶界的复熔物。Al-Si-Mg合金中α(Al)固溶体复熔温度与含Mg量有关，含Mg量越高，复熔温度越低，所以金相检验取样时，当零件截面大、成分偏析严重、Mg₂Si相较集中、三元共晶多的部位，容易发现过烧组织。

Al-Cu和Al-Mg为基的固溶体型铝合金，由于铸时的不平衡结晶，容易形成Al₂Cu、β(Mg₂Al₃)或Mg₂Si等沿晶分布的共晶体，所以过烧特征表现为晶界和共晶体熔化，呈细小的三角形分布在晶粒交汇处。而Al-Cu为基的ZAlCu5Mn铝合金在正常淬火状态下的金相组织，应以α(Al)固溶体为基，枝晶内有均匀弥散的二次T(Al₁₂Mn₂Cu)相质点，枝晶和晶间有初生T相，当淬火温度较高发生轻微过烧时，在显微组织中可出现T相聚集长大，并有较大的空白区，少量共晶体开始复熔。严重过烧时，显微组织中除了上述特征更为明显外，还会出现大量三角形和圆形共晶复熔物，以及晶界熔化。

过烧工件表面往往呈深灰色至黑色，出现起泡、结瘤、工件挠曲变形，甚至淬火开裂。Al-Si系合金过烧断口呈黑色，晶粒粗大。Al-Cu系铝合金过烧断口上可出现白色亮斑。而Al-Mg系铝合金的过烧断口则出现黄色的亮斑等宏观特征。