不同热处理状态下的5A06铝合金显微组织分析.doc

不同热处理状态下的5A06铝合金显微组织分析 赵磊1牛博1马小昭2董小媛1 (1.中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安710068； 2.中航工业西安航空动力控制科技有限公司，陕西西安710077) 【摘要】采用原始状态为H112态的5A06板材，通过箱式电阻炉加热得到不同热处理状态下的金相试样。扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)分析表明，5A06铝合金中的主要第二相有Al6(FeMn)相、Mg2Si相以及Al8Mg5相。热处理过程对于Al6(FeMn)相、Mg2Si相的分布和形态影响不大。Al8Mg5相随热处理温度的增高发生固溶，使得材料的塑性提高而强度略微下降。5A06铝合金板材在550热处理时既有小概率出现包铝层起泡现象，在570将发生明显过烧，故5A06铝合金的热加工温度应控制在550以下为宜。 关键词5a06铝合金；热处理；显微组织 0引言 5A06铝合金属于Al-Mg系防锈铝1，具有较好的耐蚀性2、较高的强度以及良好的焊接性能3，多用于有轻量化和耐蚀性要求的结构件，是航空、航天及航海领域不可缺少的重要材料4。但由于5A06是不可热处理强化铝合金，因此，多年来有关于其热处理工艺的研究发表不多，更缺乏系统分析各种热处理状态下对应显微组织的研究。鉴于此，本文分析了5A06板材常见热处理状态下所对应的显微组织，并对更高温度下固溶后的显微组织变化以及过烧情况进行了探讨。 实验 .1实验材料 实验材料选择2mm厚的5A06板材，原始状态为H112，其化学成分如表1所示1。 1.2实验方法 将试样用中性水基清洗剂清洗干净后分别放入箱式电阻炉中加热至240（低温退火）、330（高温退火）、490、510、530、550、570，保温20min后出炉，其中240、330对应试样采用空冷，490、510、530、550、570对应试样采用风冷。 1.3实验设备 采用箱式电阻炉进行试样的加热及保温；采用扫描电子显微镜(SEM)背散射成像结合能谱(EDS)观察试样中各相的分布形态并标定各相。 结果与讨论 图1至图8为500倍放大的SEM背散射成像照片，其中图1对应的是原材料H112态；图2对应的是240处理试样；图3对应330处理试样；图4对应490处理试样；图5对应510处理试样；图6对应530处理试样；图7对应550处理试样；图8对应570处理试样。 通过各相形貌结合能谱（EDS）分析可以标定出各相。如图1至8所示，呈白色相为Al6(FeMn)颗粒，其分布较为离散、边缘及大小不规则，在图1至7中都可以观察到不规则的形态及边界，说明该相直到550依然没有发生明显的固溶，在图8中看到Al6(FeMn)相的边缘相对变得较为光滑，说明该相在570应该发生了部分固溶。在图1至8中，呈黑色、外形不规则、尺寸较大的为Mg2Si相，该相为硬脆质点，且往往边界棱角分明，该相对于冷塑性变形较为不利，由图7可知该相在550时固溶效果依然不明显。在图1至8中，呈离散分布的黑色小颗粒为Al8Mg5相，该相颗粒尺寸较小，形态较规则且边界光滑，是Al-Mg系铝合金中的主要强化相，由图1至8可知，随热处理温度升高，基体中分布的Al8Mg5相逐渐减少，这是由于在较高温度下，Al8Mg5相会重新固溶进Al基体中，该相的存在可以提高铝合金的强度，但塑性会有所下降，耐蚀性能也会相应降低。图8中可以观察到清晰的晶界融化现象，说明5A06铝合金在570发生了过烧，过烧对于材料性能有极大的危害，在实际生产中应当尽力避免，且一旦发生过烧，则无法再通过热处理进行挽救，需直接判废。在实验中还发现，当设定炉温达到550时，处理过的板材会有小概率出现包铝层起泡现象，当温度达到570时，则近乎100%会出现包铝层起泡现象。 3结论 采用原始状态为H112态的5A06板材，通过箱式电阻炉加热至不同温度处理，从而得到各种热处理状态下的5A06防锈铝合金。扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)分析表明，5A06铝合金中的主要第二相有Al6(FeMn)相、Mg2Si相以及Al8Mg5相。其中Al6(FeMn)相、Mg2Si相在低于过烧温度（570）前都没有明显的固溶现象，说明热处理过程对于其分布和形态影响不大。Al8Mg5相随热处理温度的增高发生固溶，在基体中的分布逐渐减少，使得材料的塑性提高而强度略微下降。5A06铝合金板材在550热处理时既有小概率出现包铝层起泡现象，在570将发生明显过烧，故5A06铝合金的热加工温度应控制在550以下为宜。 参考文献 张宝昌.有色金属及其热处理M.北京:国防工业出版社,1981. HeZhubin,FanXiaobo,XuYongchao,etal.Inerstigationontheformabilityof5A06sheetforrapidgasformingJ.RareMetalMaterialsandEngineering,xx,40(S3):144-145. 方昆凡.工程材料手册-有色金属材料卷M.北京:北京出版社,20