(1) 6xxx serijos aliuminio lydinių charakteristikos
6xxx serijos aliuminio lydiniai yra aliuminio lydiniai, kurių pagrindiniai legiravimo elementai yra magnis ir silicis, o stiprinimo fazė yra Mg2Si fazė. Jie yra termiškai apdorojami aliuminio lydiniai. Lydinių privalumai yra vidutinio stiprumo, didelis atsparumas korozijai, nėra polinkio į korozijos įtrūkimus, geras suvirinimo efektyvumas, nepakitusios korozijos savybės suvirinimo zonoje, geras formavimas ir apdirbamumas. Kai lydinyje yra vario, lydinio stiprumas gali būti artimas 2xxx serijos aliuminio lydinių stiprumui, o apdirbamumas yra geresnis nei 2XXx serijos aliuminio lydinių, tačiau atsparumas korozijai pablogėja. Lydinys pasižymi geromis kalimo savybėmis. Plačiausiai naudojami šios serijos lydiniai yra 6061 ir 6063 lydiniai, kurie pasižymi geriausiomis visapusiškomis savybėmis ir ekonomiškumu. Pagrindiniai gaminiai yra ekstruziniai profiliai, o didžiausias šio lydinio pritaikymas yra architektūriniai profiliai.
(2) Pagrindinių legiravimo ir priemaišų elementų vaidmuo
Pagrindiniai 6XXX serijos aliuminio lydinių legiravimo elementai yra Mg, Si ir Cu, o jų vaidmenys yra tokie.
1) g ir Si vaidmuo
Mg ir Si kiekio pokytis turi mažai įtakos Al-Mg-Si lydinio tempimui ir pailgėjimui atkaitintoje būsenoje.
Didėjant Mg ir Si kiekiui, Al-Mg-Si lydinio tempiamasis stipris gesinto natūralaus senėjimo būsenoje didėja, o pailgėjimas mažėja. Kai bendras Mg ir Si kiekis yra pastovus, Mg ir Si kiekio santykio pokytis taip pat turi didelę įtaką veikimui. Esant fiksuotam Mg kiekiui, lydinio atsparumas tempimui didėja didėjant Si kiekiui. Su fiksuotu Mg2Si fazės kiekiu ir padidinus Si kiekį, lydinio stiprinamasis poveikis pagerėja, o pailgėjimas šiek tiek pagerėja. Esant fiksuotam Si kiekiui, lydinio atsparumas tempimui didėja didėjant Mg kiekiui. Lydiniams, kurių Si kiekis yra mažas, didžiausias tempiamasis stipris yra (Al)-Mg2Si-Mg2Al trifazėje srityje. Didžiausias A1-Mg-Si lydinio trijų komponentų lydinio tempiamasis stipris yra a(Al)-Mg2Si-Si trifazėje srityje.
Mg ir Si įtaka lydinio mechaninėms savybėms gesinto dirbtinio senėjimo būsenoje iš esmės yra tokia pati kaip lydinio gesinto natūralaus senėjimo būsenoje, tačiau tempiamasis stipris labai pagerėjo, o maksimali vertė vis dar išlieka. a(Al)-MgzSi-Si trifazėje srityje, o pailgėjimas atitinkamai mažėja.
Kai lydinyje yra likučių Si ir MgSi, atsparumas korozijai mažėja didėjant jų kiekiui. Tačiau kai lydinys yra a(Al-MgzSi dvifazėje srityje, o lydinys – vienfazėje, kur MgSi fazė visiškai ištirpusi matricoje, atsparumas korozijai yra geriausias. Visi lydiniai neturi tendencijos korozijos įtrūkimams įtempti.
Kai lydinys suvirinamas, polinkis į suvirinimo įtrūkimus yra gana didelis, tačiau a(Al-Mg2Si dviejų fazių srityje lydinys, kurio sudėtis yra 0.2%~0.4 %Si ir 1,2%~1,4%Mg ir a(Al)-Mg2Si-Si trifazėje srityje lydinys, kurio sudėtis yra 1,2%~2.{18}}%Si ir 0. 8% ~ 2.{22}}%Mg turi santykinai mažą polinkį suvirinti įtrūkimus.
2) Cu poveikis
Įdėjus Cu į AI-Mg-Si lydinį, Cu egzistavimo forma struktūroje priklauso ne tik nuo Cu kiekio, bet ir nuo Mg bei Si kiekio. Kai Cu kiekis labai mažas ir Mg:Si santykis 1,73:1, susidaro MgSi fazė ir visas Cu ištirpsta matricoje; kai Cu kiekis yra didelis ir Mg:Si santykis mažesnis nei 1,08, gali susidaryti W (AlCuMgsSi) fazė, o likęs Cu sudaro CuAl; kai Cu kiekis yra didelis ir Mg:Si santykis didesnis nei 1,73, gali susidaryti S (AlCuMg) ir CuAl fazės. W fazė skiriasi nuo S fazės, CuAl fazės ir MgSi fazės. Jis tik iš dalies ištirpsta kietoje būsenoje, o jo stiprinantis poveikis nėra toks stiprus kaip MgSi fazės.
Cu pridėjimas prie lydinio ne tik žymiai pagerina lydinio plastiškumą karšto apdorojimo metu, bet ir padidina stiprinamąjį terminio apdorojimo poveikį. Jis taip pat gali slopinti ekstruzijos efektą ir sumažinti anizotropiją, atsirandančią po Mn pridėjimo.
3) Mn, Cr, Ti, Fe ir Zn vaidmuo
Prie 6XXX serijos A1 lydinio pridėtinių elementų yra Mn, Cr ir Ti, o priemaišų elementai daugiausia apima Fe, Zn ir kt., o jų funkcijos yra tokios.
Mn: Mn pridėjimas prie lydinio gali pagerinti stiprumą, atsparumą korozijai, atsparumą smūgiams ir lenkimo savybes. Kai Cu ir Mn dedami į AlMg{0}}.7Si1.0 lydinį, kai Mn kiekis mažesnis nei 0,2%, lydinio stiprumas didėja didėjant Mn kiekiui. Tačiau toliau didėjant Mn kiekiui, Mn ir Si sudaro AlMnSi fazę, kuri praranda dalį Si, reikalingo Mg2Si fazei susidaryti, o AlMnSi fazės stiprinamasis poveikis yra mažesnis nei Mg2Si fazės. Todėl lydinio stiprinamasis poveikis mažėja.
Kai Mn ir Cu pridedami tuo pačiu metu, stiprinamasis poveikis nėra toks geras, kaip vien tik Mn, tačiau jis gali padidinti atkaitinto produkto pailgėjimą ir pagerinti grūdelių dydį.
Kai į lydinį pridedama Mn, dėl rimtos intrakristalinės Mn segregacijos a fazėje paveikiamas lydinio rekristalizavimo procesas, todėl atkaitintas produktas grūdėja. Norint gauti smulkiagrūdžių medžiagų, luitas turi būti homogenizuotas aukštoje temperatūroje (550 laipsnių), kad būtų pašalintas Mn segregacija. Atkaitinimo metu geriau greitai įkaisti.
Cr: Cr ir Mn turi panašų poveikį. Cr slopina Mg2Si fazės nusodinimą ties grūdelių riba, atitolina natūralų senėjimo procesą ir pagerina stiprumą po dirbtinio sendinimo. Cr gali patobulinti grūdelius ir padaryti grūdus po perkristalizacijos plonus, taip pagerindamas lydinio atsparumą korozijai. Cr kiekis paprastai yra 0,15% ~0,3%.
Ti: į 6XXX serijos aliuminio lydinius pridėjus {{0}}.02%~0.1% Ti ir 0,01%~0,2% Cr, gali sumažėti stulpelio formos kristalinė struktūra. luitą, pagerinti lydinio kalimo savybes ir patobulinti gaminio grūdelius.
Fe: nedidelis Fe kiekis (mažiau nei {{0}},4%) gali patobulinti grūdus. Kai Fe kiekis viršija 0,7 %, susidaro netirpi (AlMnFeSi) fazė, kuri sumažina gaminio stiprumą, plastiškumą ir atsparumą korozijai. Kai lydinyje yra Fe, po anodavimo gali pablogėti gaminio spalva.
Zn: nedidelis Zn priemaišos kiekis mažai veikia lydinio stiprumą, o jo kiekis gali būti iki 0,3 %.