固溶處理對6082鋁合金組織與性能的影響

程雪婷，程仁寨

（1.煙臺南山學院， 山東 煙臺 265700；2.山東南山鋁業股份有限公司， 山東 煙臺 265700）

6082鋁合金屬于可熱處理強化Al-Mg-Si系合金，在半連續鑄造過程中，鑄棒坯料通常為非平衡凝固合金，組織晶粒分布不均勻，易出現晶內偏析，影響合金的力學性能。在合金的快速凝固過程中，雜質元素Fe易與Al和Si元素，形成針狀或片狀的β-AlFeSi相，該化合物硬且脆可成為合金的應力集中源，降低其綜合性能[1，2]。 研究表明：合金的性能主要取決于組織中的二次相的種類(GP區、β″、β′等)、分布情況、晶粒尺寸和體積分數等；而合金腐蝕常在組織晶粒之間沿著晶界發生，晶粒組織均勻分布以及晶界析出二次相的分布非常重要。對6082鋁合金的力學性能和加工性能都有重要作用。本文作者研究以6082鋁合金擠壓型材為對象，研究固溶溫度對其力學性能和耐腐蝕性能的影響規律，確定合金的最優固溶處理制度，提高其綜合性能，為工業生產提供理論依據和實踐指導。

1 實驗材料與方法

試驗棒材6082鋁合金， 規格為準Φ485mm，4孔擠壓，擠壓系數18，生產出來的厚度為22mm 擠壓型材，型材截面見圖1，在型材不同位置取樣，制成標準試驗樣本。固溶處理工藝見表1。

表1 6082鋁合金不同的固溶處理工藝參數

拉伸試驗在CSS-4410萬能材料拉伸機上進行，拉伸速度設定為1 mm/min，每種狀態測試3個試樣，取平均值。晶間腐蝕性能采用靜態失重法分別測試和計算合金的腐蝕速率進行，將材料制成尺寸為Ф50 mm×30 mm圓餅狀的試樣，腐蝕前需要用砂紙打磨拋光氧化層，用無水乙醇清洗完畢后，分別將其浸入3.5% NaCl腐蝕液中，在室溫下浸泡3 h后取出，沖洗干凈、吹干，通過Sirion200 掃描電鏡觀察合金表面腐蝕情況。按照 GB/T3246.1-2000 對制備試樣，采用Olympus-CX22光學顯微鏡和TECNAIG220 型透射電鏡進行觀察合金的顯微組織結構，第二相大小、形貌和分布，同時觀察合金再結晶晶界形貌等。

圖1 鋁合金型材截面

2 實驗結果與分析

2.1 合金的拉伸性能

圖2為不同固溶溫度的6082鋁合金拉伸力學性能。隨著固溶溫度的增大，合金的抗拉強度和延伸率都是呈現先升高后降低的趨勢，當固溶溫度從480℃上升至540 ℃時，合金的抗拉強度和延伸率迅速增大，Rp0.2 從247 MPa增大至366 MPa，δ%從8.4%升至14.5%；固溶溫度繼續上升時，強度開始下降，延伸率略微下降后再次升高。由此可見，540 ℃是6082鋁合金最佳的固溶溫度。

圖2 不同固溶溫度的合金拉伸力學性能

2.2 合金的耐腐蝕性能

圖3 為6082鋁合金腐蝕后的SEM形貌圖，在固溶溫度580℃時，合金表面上出現腐蝕的位置較少，只有少量顆粒狀的腐蝕物出現，試樣表面形貌發生了變化。零星的腐蝕坑處出現一些明顯的晶粒和亞晶粒的特征。因為合金腐蝕常沿著組織的晶界和亞晶界擴展，從而顯示出表面組織形貌。固溶溫度540 ℃時，合金表面腐蝕深度不斷增加，腐蝕物明顯增多變大，由顆粒狀的腐蝕物轉變為塊狀，合金表面出現較深的腐蝕坑。固溶溫度480 ℃時，合金表面腐蝕深度最為嚴重，完全成坑蝕形貌，多數腐蝕坑較深，有縱向延伸的現象。

2.3 合金的顯微組織

圖4 固溶溫度對合金顯微組織的影響

圖4 為不同固溶溫度的6082鋁合金金相組織。480～540 ℃固溶時，合金組織都有明顯細化。擠壓變形過程中，合金溫度升高，組織的畸變能增大，產生回復沒有再結晶，導致晶粒沒有長大，大量等軸晶沿擠壓方向被拉長(見圖3(a)和(b))；溫度升高，合金出現再結晶現象，580 ℃固溶時，溫度增大會使合金組織儲存能升高，當合金的能量達到極限是就會發生再結晶基本完全再結晶，晶粒較粗大，且都呈長塊狀(見圖3(c))。

3 結論

（1）隨固溶溫度升高，6082 鋁合金型材力學性能呈現出先上升后下降的趨勢，540 ℃時，合金的性能最好，而耐腐蝕性能逐漸增強。

（2）6082鋁合金組織在固溶溫度為480～540 ℃時，合金組織都有明顯細化，析出大量二次相，540℃以上，合金出現再結晶現象，晶粒粗化。