《铝合金管材相关要求》

7A04-T6合金Φ30mmx5mm管材是制造某军工产品的毛料,对其性能和表面质量要求严格。这种管材,在用户车削加工过程中,发现沿管材的纵向存在一条颜色比周围部位的浅、长短不一的挟窄区域,管材经阳极氧化后更加明显,称之为“亮线”。此现象在以往的7A04-T6金管材上从未出现过,对组织特征、形成原因及其对管材力学性能的影响尚未做过研究。

7A04-T6 铝合金管材表面“亮线”的本质及其形成原因

7A04-T6 合金 Φ30mmx5mm 管材是制造某军工产品的毛料，对其性能和表面质量要求严 格。我公司供给用户的这种管材，在用户车削加工过程中，发现沿管材的纵向存在一条颜 色比周围部位的浅、长短不一的挟窄区域，管材经阳极氧化后更加明显，称之为“亮线”。 此现象在以往的 7A04-T6 金管材上从未出现过， 对组织特征、 形成原因及其对管材力学性 能的影响尚未做过研究 本次试验从几个方面对有“亮线”的 7A04-T6 合金 Φ30mmx 5 mm 管材进行分析， 确定 “亮线”的本质，找出产生此类缺陷的原因，为生产中进行上艺改进提供依据。 1 试验及结果 1.1 组织分析 (1)宏观组织 取有“亮线”的 7A04-T6 合金管料长 200mm,表面纤机械加厂成楔形，“亮线”沿着管材 的纵向分布，观察发现“亮线”呈两种形态：一种基本上与管料表面平齐，另一种略低于管 料表面，呈凹陷状：“亮线”宽度为 1mm 左右，第一种形式的“亮线”出现得较多。 (2)显微组织 将有“亮线”的金相试样置于光学显微镜厂观察， 它们的显微组织见图 1a 、 和图 2a、 1b 2b 所示；从图中可见，“亮线”与基体组织之间完全融合，未见夹杂和裂纹等缺陷，其中与 表面平齐的“亮线”处的化合物与基体其他部位相比，其大小未见差异，但化合物的数量略 少一些，纤混合酸侵蚀后呈现的晶粒的尺寸相差不明显；而凹陷入表面的“亮线”处的组织 与基体其他部位相差明显；只能看到零星少量化合物，该处品粒的尺寸比基体其他部位的 大得多。

7A04-T6合金Φ30mmx5mm管材是制造某军工产品的毛料,对其性能和表面质量要求严格。这种管材,在用户车削加工过程中,发现沿管材的纵向存在一条颜色比周围部位的浅、长短不一的挟窄区域,管材经阳极氧化后更加明显,称之为“亮线”。此现象在以往的7A04-T6金管材上从未出现过,对组织特征、形成原因及其对管材力学性能的影响尚未做过研究。

1.2 定量金相分析 “亮线”和基体其他部位处组织参数的定量测量结果见表 1 所示。从表 1 可以看出，“亮 线”处的第二相体积分数明显低于正常部位的，其中与表面平齐的“亮线”处的第二相体积分 数少 30%,而凹陷人表面的“亮线”处的第二相体积分数少 92%。 表 1 7A04-T6 合金管材“亮线”处与正常基体部位的第二相体积分数 试样种类 与表面平齐的“亮线”试样 凹陷入表面的“亮线”试样 “亮线”处 3.9 0.35 %

正常基体部位 5.6 4.6

1.3 扫描电镜能谱分析 对 7A04-T6 合金管材“亮线”处进行能谱分析表明凹陷入表面的“亮线”处的第二相基本 上是含有 Fe、SI 元素的化合物组成，与纯铝中的相似；而与表面平齐的“亮线”处的化合物 与正常部位的化合物相同，且该处合金元素的含量偏低。 1.4 显微硬度试验 由于 7A04-T6 合金管材的“亮线”宽度仅为 1mm, 只能测定“亮线”处与基体其他部位的 显微硬度值，见表 2 所示。可以看出，与表面平齐的“亮线”处的显微硬度值比正常部位的

略低，而凹陷入表面的“亮线”处的显微硬度值比正常部位的低得多，接近于纯铝的。

7A04-T6合金Φ30mmx5mm管材是制造某军工产品的毛料,对其性能和表面质量要求严格。这种管材,在用户车削加工过程中,发现沿管材的纵向存在一条颜色比周围部位的浅、长短不一的挟窄区域,管材经阳极氧化后更加明显,称之为“亮线”。此现象在以往的7A04-T6金管材上从未出现过,对组织特征、形成原因及其对管材力学性能的影响尚未做过研究。

7A04-T6合金Φ30mmx5mm管材是制造某军工产品的毛料,对其性能和表面质量要求严格。这种管材,在用户车削加工过程中,发现沿管材的纵向存在一条颜色比周围部位的浅、长短不一的挟窄区域,管材经阳极氧化后更加明显,称之为“亮线”。此现象在以往的7A04-T6金管材上从未出现过,对组织特征、形成原因及其对管材力学性能的影响尚未做过研究。

1 讨 论 从上述组织特征， 扫描电镜能谱分析结果和显微硬度值可以看出， 凹陷入表面的“亮线” 与纯铝相似，属于白斑缺陷；而与表面平齐的“亮线”则符合光亮晶粒缺陷的特征，在半连 续铸造的过程中。当熔体进入结晶槽与其底座接触时，冷却速度特别大，如 2A12、7A04、 7075 等铝合金易在铸锭底部人而形成裂纹，最后引起大面积开裂，产生废品，因此，在 铸造这些铝合金时，需使用纯铝预先铺底，将避免小现裂纹。如果铸造操作不当，引入铝 合金熔体过快，猛烈冲击铺底的纯铝，使钔液飞溅，或者漏斗放入过早其底部粘结少量纯 铝，它们落入铸锭中形成白斑.前者势必出现在铸锭的底部，而后者就难以断定其存在位 置。 光亮晶粒的形成，通常分为两个途径：其一是在不平衡结晶过程中，由于铸造漏斗不 平稳又预热不足，或铸造温度低、结晶速度慢，与此相应的在分配漏斗的底部和液穴底部 存在着浓度梯度和温度梯度，易在漏斗的下方表面挂有先期结晶的树枝状晶体，该晶体不 断被固定成分的金属熔体冲刷，在较高的温度下几乎总是按照同一成分的条件结晶长大成 为贫乏合金成分的固溶体，随着铸造过程的进行，在漏斗下方逐渐形成较大的底结物，由 于重量的不断增加或机械振动等原因，使底结物落入液穴中，与基体金属一起凝固形成光 亮晶粒；其二是当熔体温度更低时，在结晶器液穴表层，溶体温度接近结晶温度，以某些 质点为核心，首先结晶出少量晶粒悬浮在液穴内，随着结晶过程的进行，这些先期结晶出 来的晶粒不断长大，并落入液穴底部，形成分散颗粒状的光亮晶粒。 7A06-T6 合金 Φ30mmX5mm 管材的生产工艺是将空心锭经两次挤压后成管材，中间 经过 400℃加热两次和最终成品淬火与时效。 在从 Φ305mm 锭坏→Φ30mm 管材如此大的 变形量下，铸锭中存在的白斑和光亮晶粒将沿着挤压方向被拉长成线状。而几次高温加热

7A04-T6合金Φ30mmx5mm管材是制造某军工产品的毛料,对其性能和表面质量要求严格。这种管材,在用户车削加工过程中,发现沿管材的纵向存在一条颜色比周围部位的浅、长短不一的挟窄区域,管材经阳极氧化后更加明显,称之为“亮线”。此现象在以往的7A04-T6金管材上从未出现过,对组织特征、形成原因及其对管材力学性能的影响尚未做过研究。

过程，势必造成基体中的合金元素向缺陷处扩散，使缺陷处的硬度和合金元素含量略有升 高，但是这也改变不了白斑和光亮晶粒的组织特征，尤其对白斑缺陷来说，由于它的本质 是纯铝，化合物含量少，再结晶温度低，在 400℃以上的温度下，已完全再结晶并且晶粒 已经长大，晶界稀少。白斑和光亮晶粒缺陷处的化合物稀少，使得缺陷处的颜色比其他正 常部位的亮一些，形成所谓的“亮线”。 2 结论 7A04-T6 铝合金管材表面上的“亮线”实质是白斑和光亮晶粒缺陷。 白斑和光亮晶粒缺陷都是铸造坯锭过程中造成的

。 严格执行生产工艺操作规程可以杜绝此类缺陷。

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