江蘇6061鋁管合金成分鑫碩金屬13395181789
一、合金元素的作用及其對性能的影響
6063鋁合金是AL-Mg-Si係中具有中等強度的可熱處理強化合金，Mg和Si是主要合金元素，優選化學成分的主要工作是確定Mg和Si的百分含量(質量分數，下同)。
1．1Mg的作用和影響 Mg和Si組成強化相Mg2Si，Mg的含量愈高，Mg2Si的數量就愈多，熱處理強化效果就愈大，型材的抗拉強度就愈高，但變形抗力也隨之增大，合金的塑性下降，加工性能變壞，耐蝕性變壞。
1．2Si的作用和影響 Si的數量應使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在，以確保Mg的作用得到充分的發揮。隨著Si含量增加，合金的晶粒變細，金屬流動性增大，鑄造性能變好，熱處理強化效果增加，型材的抗拉強度提高塑性降低，耐蝕性變壞。
二、Mg和Si含量的選擇
2．1Mg2Si量的確定
2．1．1Mg2Si相在合金中的作用 Mg2Si在合金中能隨著溫度的變化而溶解或析出，並以不同的形態存在於合金中： (1)彌散相β’’固溶體中析出的Mg2Si相彌散質點，是一種不穩定相，會隨溫度的升高而長大。 (2)過渡相β’ 是β’’由長大而成的中間亞穩定相，也會隨溫度的升高而長大。(3)沉淀相β是由β’ 相長大而成的穩定相，多聚集於晶界和枝晶界。 能起強化作用Mg2Si相是當其處於β’’彌散相狀態的時候，將β相變成β’’相的過程就是強化過程，反之則是軟化過程。
2．1．2Mg2Si量的選擇 6063鋁合金的熱處理強化效果是隨著Mg2Si量的增加而增大。當Mg2Si的量在0．71%∼1．03%範圍內時，其抗拉強度隨Mg2Si量的增加近似線性地提高，但變形抗力也跟著提高，加工變得困難。但Mg2Si量小於0．72%時，對於擠壓係數偏小(小於或等於30)的制品，抗拉強度值有達不到標準要求的危險。當Mg2Si量超過0.9%時，合金的塑性有降低趨勢。 GB/T5237．1—2000標準中要求6063鋁合金T5狀態型材的σb 160MPa，T6狀態型材σb 205MPa，實踐證明．該合金的 高可達到260MPa。但大批量生產的影響因素很多，不可能確保都達到這麼高。綜合的考慮，型材既要強度高，能確保產品符合標準要求，又要使合金易於擠壓，有利於提高生產效率。我們設計合金強度時，對於T5狀態交貨的型材，取200MPa為設計值。
2．1．3Mg含量的確定 Mg2Si的量一經確定，Mg含量可按下式計算： Mg%=（1.73×Mg2Si%）/2.73 2．1．4Si含量的確定 Si的含量滿足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由於Mg2Si中Mg和Si的相對原子質量之比為Mg/Si=1．73 ，所以基本Si量為Si基=Mg/1．73。 但是實踐證明，若按Si基進行配料時，生產出來的合金其抗拉強度往往偏低而不合格。顯然是合金中Mg2Si數量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等雜質元素搶奪了Si，例如Fe可以與Si形成ALFeSi化合物。所以，合金中要有過剩的Si以補充Si的損失。合金中有過剩的Si還會對提高抗拉強度起補充作用。合金抗拉強度的提高是Mg2Si和過剩Si貢獻之和。當合金中Fe含量偏高時，Si還能降低Fe的不利影響。但是由於Si會降低合金的塑性和耐蝕性，所以Si過應有合理的控制。我廠根據實際經驗認為過剩Si量選擇在0．09% ∼0．13%範圍內是比較好的。 合金中Si含量應是：Si%=(Si基+Si過)%
三、 合金元素控制範圍的確定
3．1Mg的控制範圍 Mg是易燃金屬，熔煉操作時會有燒損。在確定Mg的控制範圍時要考慮燒損所帶來的誤差，但不能放得太寬，以免合金性能失控。我們根據經驗和本廠配料、熔煉和化驗水平，將Mg的波動範圍控制在0．04%之內，
T5型材取0．47%∼0．50%，
T6型材取0．57%∼0．60%。
3．2Si的控制範圍 當Mg的範圍確定後，Si的控制範圍可用Mg/Si比來確定。
因為控制Si過為0．09%∼0．13%，所以Mg/Si應控制在1．18∼1．32之間。
3．36063鋁合金T5和T6狀態型材化學成分的選擇範圍。若要變更合金成分時，比如想將Mg2Si量增加到0．95%，以便有利於生產T6型材時，可沿過Si上下限區間將Mg上移至0．6%左右的位置即可。
此時Mg約為0．46%，Si過為0．11%，Mg/Si為1．
3．4在6063鋁合金型材中Mg2Si量控制在0．75%∼0．80%範圍內，已完全能夠滿足力學性能的要求。在正常擠壓係數(大於或等於30)的情況下，型材的抗拉強度都處在200∼240 MPa範圍內。而這樣控制合金，不僅材料塑性好，易於擠壓，耐蝕性高和表面處理性能好，而且可節約合金元素。但是還應特別注意對雜質Fe進行嚴格控制。若Fe含量過高，會使擠壓力增大，擠壓材表面質量變差，陽極氧化色差增大，顏色灰暗而無光澤，Fe還降低合金的塑性和耐蝕性。實踐證明，將Fe含量控制在0．15%∼0．25%範圍內是比較理想的。
6063鋁合金的熔化溫度是655度以上，6063鋁型材擠壓溫度是棒溫490-510℃，擠壓筒420-450℃，一般來說，每個擠型材的溫度設計都不一樣的，但大概都是在這個範圍：模溫470-490℃，根據自身的狀況來設定！
四位數字表示的以鎂和硅為主要合金元素並以Mg2Si相為強化相的鋁合金。 第一位是數字，用以區分組別。 後兩位用於區分同一組別係列內的材料牌號，沒有特殊意義。 四位數字體係和四位字符體係牌號第一個數字表示鋁及鋁合金的類別，其含義如下：
1）1XXX係列 工業純鋁；
2）2XXX係列 Al-Cu、Al-Cu-Mn合金
3）3XXX係列 Al-Mn、可加工純鋁；
4）4XXX係列 Al-Si合金；
5）5XXX係列 Al-Mg合金；
6）6XXX係列 Al-Mg-Si合金；
7）7XXX係列 Al-Zn-Mg-Cu合金；
屬於Al-Mg-Si係合金,使用範圍廣泛,特別是建築業離不開此合金，是有前途的合金。耐蝕性好，焊接性優良，冷加工性較好，並具有中等強度。
豫公網安備41010502000017號 
