6005铝合金型材粗晶对组织和力学性能的影响.pdf

2023,16(3)上海电气技术176005铝合金型材粗晶对组织和力学性能的影响王宇辽宁忠旺集团有限公司同辽宁辽阳1111003摘要：从力学性能、宏观组织、微观组织三方面分析6 0 0 5 铝合金型材粗晶对组织和力学性能的影响，为铝合金加工技术和工艺提供参考。通过分析确认，晶粒越小，6 0 0 5 铝合金型材的抗拉强度越大。6 0 0 5 铝合金型材断面上晶粒大小不一，截面周边晶粒特别粗大，形成环状或月牙状组织。6 0 0 5 铝型材皮质层晶粒度满足客户标准要求，但基体晶粒度低于客户标准要求。关键词：铝合金型材；粗晶；组织；力学性能；影响中图分类号：TG146.21Abstract:The influence of 6005 aluminum alloy profile coarse crystal on structure and mechanicalproperty was analyzed from three aspects of mechanical property,macro organization and microstructure toprovide reference to aluminum alloy processing technology and craft.It is confirmed from analysis that thesmaller the grain,the higher the tensile strength of 6005 aluminum alloy profile.Variously sized grains are onthe section of 6005 aluminum alloy profile,with grains around the section being particularly coarse,to formannular or crescent structure.Cortical layer grain size of 6005 aluminum alloy profile meets clients standardrequirement,but matrix grain size is below clients standard requirement.Keywords:Aluminum Alloy Profile;Coarse Crystal;Structure;Mechanical Property;Influence文献标志码：A文章编号：1 6 7 4-5 4 0 X（2 0 2 3)0 3-0 1 7-0 51分析背景目前，机器人技术在国际上已经较为成熟，使用较为广泛。在国外，机器人本体主要由ABB、发那科、三菱、安川、川崎、库卡等厂商生产制造。国内机器人的研究始于2 0 世纪7 0 年代，主要研究集中在机器人系统集成、机器人控制系统和程序，由此进行自主设计制造。目前，很多国内企业仍然采用ABB、三菱等国外品牌喷涂机器人，照搬国外整条生产线，国产机器人在涂装生产线中的应用还较少。高速、节能、安全、舒适、环保是交通运输及机器制造的重要目标，轻量化是实现上述目标的最有效途径。由此可见，机器人材料的研究非常重要。笔者通过分析6 0 0 5铝合金型材粗晶对组织和力学性能的影响，为铝合金加工技术和工艺提供参考。收稿时间：2 0 2 3-0 1作者简介：王宇（1 9 8 5 一），男，本科，高级工程师，主要从事铝及铝合金组织分析工作2试验方法选用直径为36 0 mm，长度为1 4 7 0 mm的6 0 0 5铝合金铸锭，6 0 0 5 铝合金化学成分质量分数见表1。试验所用6 0 0 5 铝合金型材质量为1 0.37 7 kg/m，断面如图1 所示。生产工艺流程为加热、挤压、淬火、拉伸矫直、成品锯切、人工时效、验收、交货。通过55MN挤压机进行挤压生产，挤压前车皮1 0 mm，有利于减小表面粗糙度值。挤压工艺参数见表2，冷却方式为风冷。从力学性能、宏观组织、微观组织三方面分析6 0 0 5 铝合金型材粗晶对组织和力学性能的影响。3试验结果3.1力学性能选取有粗晶区域的试验6 0 0 5 铝合金型材作为18元素0.60%0.40%标准0.35%0.10%0.10%0.10%0.10%0.10%0.01%0.05%0.15%0.90%0.60%实测0.70%0.52%0.15%0.04%0.06%0.03%0.03%0.02%0.00%0.05%2503.2宏宏观组织分别选取1 号、2 号试样进行金相组织检验。环境温度为2 3，将洗削加工好的试样放人浓度为20%的NaOH溶液中,腐蚀2 5 min。将试样取出，迅速转入流动的清水中冲洗，然后再放人2 5%的HNO，溶液中，酸洗1 5 min，除去黑色碱蚀产物，达到清洁。再将试样取出，用流动的清水冲洗干净，进行观察。宏观组织照片如图2 所示。根据客户标准要求，对腐蚀后的试样进行检验。首先定性分析缺陷类别，然后定量分析，根据标准要求判定是否合格。宏观组织检验结果见表4。在淬火处理后的挤压制品试样上出现了粗大再结晶晶粒组织区,即为粗晶。在挤压棒材中，大多数表现为粗晶环。粗晶环是沿挤压制品边缘形成的粗大再结晶晶粒区。由于铝合金型材在挤压过程中金属变形程度大，边缘金属破碎严重，因此导致粗晶出现在试样横向截面上。粗晶环深度从尾端向头端逐渐减小，直至完全消失。1 号、2 号试样通过宏观检验发现，断面上晶粒大小不一，截面周边晶粒特别粗大，形成环状或月牙状组织。伸长率强度/MPa27928228328428016.0%16.0%16.5%15.5%8%2023,16(3)上海电气技术19(a)1号试样20um(a)5号试样(b)2号试样图2 宏观组织照片20um表4 宏观组织检验结果(b)6号试样图3腐蚀后显微组织级，8-5 号试样皮质层晶粒度为一5 级，基体晶粒度为一1.5 级。可见8-1 号、8-5 号试样皮质层晶粒度缺陷裂纹缩尾夹渣粗晶成层1号试样无2号试样无3.3微观组织在环境温度为2 3的条件下，采用AXIO万能研究级倒置式材料显微镜进行微观组织观察。过烧试样取样位置为图1 中5 和6，试样编号分别为5、6。过烧试样制备过程为取样、磨制、机械抛光、腐蚀。晶粒度试样取样位置为图1 中1 和5，试样编号分别为7-1、7-5、8-1、8-5。晶粒度试样制备过程为取样、磨制、机械抛光、阳极覆膜。在明场条件下，检测过烧组织。在偏光条件下，进行晶粒度评级。试样腐蚀后显微组织如图3所示，试样阳极覆膜后晶粒度组织如图4 所示。由图3可以看出，试样未发生过烧。根据图4检测晶粒尺寸，依据NFA04-503晶粒度检验标准，7-1号试样皮质层晶粒度为一1 级，基体晶粒度为一4.5 级，7-5 号试样皮质层晶粒度为一1.5 级，基体晶粒度为一3.5 级。根据客户标准要求，皮质层晶粒度应大于等于一5 级，基体晶粒度应大于等于3级。7-1 号、7-5 号试样皮质层晶粒度满足标准要求，基体晶粒度低于标准要求，属于不合格品。8-1无无无无有无号试样皮质层晶粒度为一5 级，基体晶粒度为一2.5有无满足标准要求，基体晶粒度低于标准要求，同样属于不合格品。4结论检查变形铝合金挤压制品的宏观金相组织时，常发现粗大晶粒现象，称为粗晶。晶粒的大小主要取决于单位时间内晶核生成的数量及晶粒长大的速度。采用5 5 MN挤压机进行挤压生产，从力学性能、宏观组织、微观组织三方面对6 0 0 5 铝合金型材粗晶对组织和力学性能的影响进行分析，可以得出以下结论：（1）晶粒越小，6 0 0 5 铝合金型材的抗拉强度越大，粗晶的晶粒之间有空隙，晶粒大小会对空隙的大小产生影响；（2）6 0 0 5 铝合金型材断面上晶粒大小不一，截面周边晶粒特别粗大，形成环状或月牙状组织；（3）6 0 0 5 铝合金型材未发生过烧，皮质层晶粒度满足客户标准要求，但是基体晶粒度低于客户标准要求。20上海电气技术2023,16(3).0.421mma.mm26S100.um(a)7-1号试样皮质层(b)7-1号试样基体uW99901.461.0m0.423mm660(c)7-5号试样皮质层(d)7-5号试样基体2852mm1.278mm200.(e）8-1 号试样皮质层.044mm(f)8-1号试样基体1.023.mm200.Hm(g)8-5号试样皮质层(h)8-5号试样基体图4阳极覆膜后晶粒度组织(下转第 4 5 页）2023,16(3)上海电气技术45监测到某一进线电流值大于设定值继电器电电流突变量启动计算正序电流相位差，得到 S2,S,S,IS2,S,S,全为0S2,S,S,全为1NYS为1文NS为1N：S,为1图9 保护动作逻辑能互补综合能源系统的运行可靠性。参考文献1宁进荣.光伏电源接入对变电站保护及自动装置的影响J .电工技术,2 0 17(11):13 5-13 6,13 9.2志华，冯兴田，殷铭泽，等.基于序电流故障分量的含DER点状网络逆功率保护新方法 J.电网技术，2 0 16，40(11):3566-3573.3彭亮.分布式电源对配电网保护的影响分析及改进 J.Y逆功率保护不动作Y跳开回路1断路器跳开回路2 断路器Y跳开回路3 断路器：.Y跳开回路n断路器广东电力，2 0 12,2 5（1)：5 9-6 3.4 杨帆.分布式电源对继电保护的影响探讨 J.企业技术开发,2 0 14,3 3(3 5)：8 8,9 0.5孙东，张昊，任伟，等.基于正序电流故障分量相位比较的电压暂降扰动源分界J.电力工程技术，2 0 2 1，4 0（1)：115-122,137.6 林湘宁，刘琦，范理想，等.基于突变能量比值的多端柔性直流电网闭锁式纵联保护方案J.电力自动化设备，2020,40(4):2-8,16.7孙东，仇志华，赵倩鹏，等.基于配网自动化的电缆配电环网短路故障定位与隔离方法 J.电力系统及其自动化学报，2 0 18,3 0(10)：2 1-2 7.(编辑：尔东）(上接第2 0 页)48.参考文献6 李洪林，王宇，秦利，等.全截面粗晶对汽车用6 0 6 0 铝1马韬，杨晓芳.轨道车辆车体涂装国产机器人生产线设计 J.机车车辆工艺，2 0 2 0（2：6-8.2 肖亚庆.铝加工技术实用手册M.北京：冶金工业出版社，2 0 0 5.3 王宇，韩世涛，王周冰，等.不同挤压方法对6 0 8 2 合金棒材粗晶环的影响J.有色金属加工，2 0 19，4 8（1）：2 4-27,23.4 李恩波，王宇，谢海光，等.热处理工艺对6 0 6 1铝合金力学性能的影响 J.热处理技术与装备，2 0 2 2，4 3（1）：16-19.5 王宇，韩世涛，王周冰，等.动车组车体底边梁用6 0 0 5 A铝型材检验分析 J.有色金属材料与工程，2 0 19,4 0(3)：4 3-型材性能的影响 J.铝加工，2 0 19（2）：19-2 2.7 变形铝及铝合金制品组织检验方法第2 部分：低倍组织检验方法：GB/T3246.22012S.8 王宇，于桂斌，曹振华，等.航空用7 0 7 5 铝合金挤压棒材粗晶环测试分析 J.热处理技术与装备，2 0 19,4 0（6)：2 0-23.9 李学朝.铝合金材料组织与金相图谱M.北京：冶金工业出版社，2 0 10.10 何金，卢小磊，李延军，等.均匀化退火冷却速度对6 0 0 5 A挤压型材粗晶及力学性能的影响 J.热处理技术与装备,2 0 18,3 9(3)16-19.(编辑：尔东）