少年易學老難成，一寸光陰不可輕-百度文庫均勻化退火對6056鋁合金組織與性能的影響寧波科諾鋁業有限責任公司，董培純邱建平李博摘要：采用熱分析技術、掃描電子顯微鏡、拉伸試驗研究均勻化退火處理對于6056鋁合金微觀組織和力學性能的影響。結果表明：056鋁合金鑄態組織存在嚴重的枝晶偏析及明顯的非平衡共晶組織，經過540°Cxl2h均勻化退火處理后，枝晶偏析和非平衡共晶組織明顯消除，其強度降低、塑性大幅度提高。關鍵詞：均勻化退火；微觀組織；力學性能Theeffectofhomogenizingannealingonmicrostructureandpropertiesof6056aluminumalloy(NingboKENOAluminumCo.,Ltd,Ningbo315033,China)Abstract：Theinfluenceofhomogenizingannealingonmicrostructureandpropertiesof6056aluminumalloyisinvestigatedbyheatanalysistechnology,scanelectricalmicroscopeandtensiletest.Theresultsshowthatseveredendritic-segregationandunequilibriumphasesexistinitsas-caststructure,After540Cx12hhomogenizingannealingtreatment,dendritesegregationandunequilibriumeutecticphaseseliminate.Thestrengthdecreaseandtheductilityincreaseobviously.Keywords：Homogenizationannealing；Microstructure；Mechanicalproperties引言6056鋁合金是廣泛應用于汽車和航空領域的一種Al-Mg-Si-Cu合金，其強度比6061鋁合金高15%,可焊性、耐腐蝕性能和切削加工性能均優于7075和2024鋁合金［1,2］。6056鋁合金成分復雜，在半連續鑄造過程中，鑄錠組織會不同程度地偏離平衡狀態，產生嚴重的枝晶偏析，形成大量的非平衡凝固共晶組織，因此，6056鋁合金鑄錠必須進行均勻化退火處理，以消除枝晶偏析，同時使合金中非平衡凝固共晶組織溶入基體，最大限度地減少基體中殘留的結晶相，提高合金的塑性［3,4］。均勻化退火處理是6056鋁合金獲得理想工藝性能和力學性能的關鍵環節之一。目前國內對于6065鋁合金的均勻化退火處理的研究還不充分，本文通過研究均勻化退火對6065鋁合金微觀組織和性能的影響，為6056鋁合金的生產提供試驗指導。試驗材料與試驗方法按照表1所示的6056鋁合金成分進行配料，使用中頻感應爐熔煉，精煉后采用半連續鑄造的方法鑄成①85mm的鑄棒。在鑄棒上取樣，采用DSC進行熱分析試驗，得到鑄棒中低熔點共晶組織的熔化溫度，以確定均勻化退火溫度，DSC試驗的升溫速率5C/min,從室溫加熱到600C。截取①85"00mm的鑄棒進行均勻化退火，均勻化退火溫度為540C，保溫時間分別是6h、12h。從鑄態和均勻化退火后的鑄棒上切取金相試樣，經機械研磨和拋光后，在2mlHF、3mlHCl、5mlHNO3、250mlH2O腐蝕液中腐蝕10s，用清水沖洗干凈，然后用酒精擦凈吹干，制得的試樣采用掃描電子顯微鏡觀察微觀組織形貌。將鑄態及均少年易學老難成，一寸光陰不可輕-百度文庫勻化退火后的6056鋁合金鑄棒加工成直徑5mm,標距長25mm的拉伸試樣，在萬能材料試驗機上進行拉伸試驗，測定其強度和塑性。表16056鋁合金的化學成分（wt%）MgCuZnSiMnAl0.90.60.31.10.8Bal.結果與討論圖1為未經過均勻化退火處理的6056鋁合金DSC曲線，根據曲線可知，6056鋁合金在554°C存在明顯的吸熱峰，說明了554C是6056鋁合金鑄態組織中非平衡低熔點共晶相的熔化轉變溫度，在這個溫度發生了低熔點組織的熔化，根據該熱效應的變溫吸熱性質，可知此時己經開始發生過燒。后續580C也存在明顯的吸熱峰，說明在這個溫度發生了溶質的進一步熔化。均勻化退火是基于原子的擴散運動、根據菲克第一定律，單位時間通過單位面積的擴散物質量（J）正比于垂直于該截面方向上該物質的濃度梯度，即：:抵（1）擴散系數D與溫度之間的關系滿足阿累尼烏斯方程D=Df）ezpjf-g/RT）（2）從式（1）和（2）可知，溫度升高有利于加速擴散過程，也就是加速均勻化過程，應該盡可能的提高均勻化退火溫度，但考慮到均勻化退火設備的精度以及生產實際，均勻化溫度選在540C。圖2是經過540°Cx12h均勻化處理的6056鋁合金鑄棒的DSC曲線。分析曲線可以看出，554C處的吸熱峰已消失，也就是說經過均勻化退火處理后，非平衡凝固低熔點共晶組織大部分消失。

少年易學老難成，一寸光陰不可輕-百度文庫圖2經過540°Cxl2h均勻化退火處理6056鋁合金鑄棒的DSC曲線圖3分別為未均勻化退火處理和經過540Cx6h、540°Cxl2h均勻化退火處理的6056鋁合金SEM照片。從圖3(a)可以看出，未經過均勻化退火處理的鑄態6056鋁合金中的共晶組織的數量最多，聚集在晶界區域，同時可以明顯觀察到MgSi2、CuAl2、S(CuMgAl2)、W(Cu4Mg5Si4Alx)等相［5］。從圖3(b)可以看出，隨著均勻化的進行，晶界處的共晶組織逐漸溶解，枝晶網絡變得稀薄，表明經過均勻化處理，鑄棒中的溶質原子充分擴散。從圖3(C)可以看出枝晶組織基本消失，晶界處非平衡凝固共晶相的尺寸和數量大為減少。從圖4可以看出，未經過均勻化退火處理的6056鋁合金強度最高、達到225MPa，但塑性較差，延伸率只有3.8%，其主要原因是由于鑄態合金中Mg2Si、CuAl2等相使6056鋁合金的位錯運動受到阻礙，同時起到了釘扎晶界的作用，造成強度升高，而枝晶偏析和非平衡凝固共晶相存在，以及鑄造應力的存在，導致材料的延伸率較低［7-9］。隨著均勻化退火處理的進行，6056鋁合金的強度開始逐漸下降，塑性增加，540Cx6h均勻化退火處理的6056鋁合金的強度降低到214MPa，塑性增加至6.0%，