一种Al-Mg-Si-Cu铝合金的均匀化处理

　　Al-Mg-Si系铝合金(6XXX系铝合金)具有中等强度、良好的耐蚀性及可焊性，已广泛应用于现代建筑、交通运输、兵器、装饰和家用电器等领域[1]。随着运载工具和车辆朝高速化和轻量化方向发展，对Al-Mg-Si铝合金的性能提出了更高的要求。研究表明:金属和合金在凝固时都存在枝晶偏析[2-4]，在晶界和晶内各组元分布不均匀，必须通过均匀化处理消除或降低晶体内化学成分和组织的不均匀性[5-6]。均匀化处理能促进合金中低熔点可溶解共晶相完全或接近完全溶解，减少第二相的体积分数，使合金铸锭化学成分分布趋于均匀，组织达到或接近平衡状态，提高合金元素在基体中的固溶度，同时改善合金塑性，提高合金强度，最终改善合金的加工性能及使用性能[7-9]。

　　近年来，国内外研究Al-Mg-Si系铝合金已有大量报道：丁科等[10]研究了铝合金中Mg2Si相的时效析出过程，总结出Al-Mg-Si系铝合金强化相的析出顺序。马政等[11]对Al-Mg-Si-Cu合金的热处理工艺进行了研究。Vissers[12]研究了Al-Mg-Si合金中亚稳相的晶体结构。Roven等[13]研究了一种Al-Mg-Si铝合金剧烈塑性变形时的动态析出行为。而有关Al-Mg-Si系铝合金均匀化处理前后显微组织变化、成分变化和性能的系统研究鲜有报道文在6061合金基础上，设计出一种新型Al-Mg-Si-Cu铝合金，通过调整合金元素含量，显著降低了铜含量，适量增加Mg和Si含量，降低生产成本，改善合金加工性能，提高表面加工质量。并针对新型Al-Mg-Si-Cu铝合金铸态和均匀化处理后的显微组织和成分变化进行研究，对比均匀化处理前后的性能，优化出最佳均匀化工艺，对于指导实际生产具有重要的意义。

　　1 实验材料及方法

　　实验所用新合金主要化学成分(质量分数，%)为：0.85Si，1.04Mg，0.018Cu，0.026Cr，0.23Zn，0.1Mn，0.15Fe，0.02Ti，其余为Al。熔炼采用坩埚电阻炉，熔炼温度为750℃，将熔体浇铸成 准50mm的圆铸锭。利用线切割将铸锭切成准10mm×15mm的试样。试样分别在490、520、550、580和610℃下进行均匀化处理，处理时间24h。在选定的最佳均匀化温度下分别处理12、24和36h。均匀化处理所用设备为程序控温SX2-8-10箱式电阻炉。采用POLYVER-MET显微镜观测金相组织，金相试样采用Kellers试剂腐蚀;Sirion200场发射扫描电镜观察铸锭枝晶组织、定性观测枝晶网络溶解程度和残留相的大小、数量和分布特征; 采用面扫描和线扫描分析晶界和晶内的化学成分分布;第二相组成分析采用Sirion200扫描电镜上配套的EDX设备进行;DTA分析在Netzsch-STA-449-C热分析仪上进行; 硬度检测采用HV-10B小负荷维氏硬度计，加载砝码3kg，持续加压10s后用10倍显微镜头测出两条压痕对角线长度，然后算出硬度值，每个样品取3个压痕对应硬度的平均值。