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中國注冊的首個(gè)變形鋁合金6043

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至2016年末,中國在美國鋁業(yè)協(xié)會(huì)公司注冊的變形鋁合金僅有3個(gè):2006年注冊的6043合金,2008年注冊的5154C合金,2010年注冊的6027合金。變形鋁合金的注冊審批歸美國鋁業(yè)協(xié)會(huì)公司技術(shù)處注冊委員會(huì)管理,參加該委員會(huì)的國家、組織與單位共有21個(gè),分別為美國鋁業(yè)協(xié)會(huì)公司、法國鋁業(yè)公司、俄羅斯金俄航空材料研究院、羅馬尼亞阿羅鋁業(yè)公司、加拿大鋁業(yè)協(xié)會(huì)、比利時(shí)鋁業(yè)中心、英國鋁業(yè)聯(lián)合會(huì)公司國家金屬成形中心、南非鋁業(yè)聯(lián)合會(huì)、瑞士鋁業(yè)協(xié)會(huì)、巴西鋁業(yè)協(xié)會(huì)、荷蘭冶金工業(yè)協(xié)會(huì)、意大利有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)、澳大利亞鋁業(yè)協(xié)會(huì)公司、奧地利有色金屬協(xié)會(huì)、西班牙國家冶金發(fā)展中心、中國有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院、歐洲鋁業(yè)協(xié)會(huì)、歐洲航天標(biāo)準(zhǔn)組織、德國鋁業(yè)協(xié)會(huì)、波蘭有色金屬協(xié)會(huì)輕金屬分會(huì)、墨西哥鋁業(yè)協(xié)會(huì)、阿根廷標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)院、日本鋁業(yè)協(xié)會(huì)、瑞典鋁業(yè)協(xié)會(huì)。


  合金成分


  6043合金是一種Al-Mg-Si-Cu-Bi-Sn系合金,是中國在國際組織打開注冊先河的變形鋁合金。該合金2006年注冊,是國際注冊組織1954年成立52年以來中國注冊的首個(gè)合金,是中國1919年開始生產(chǎn)小鋁片87年來注冊的唯一變形鋁合金,它還是一個(gè)綠色的、可高速切削的鋁合金。通常,凡是可高速切削的變形鋁合金都含有低熔點(diǎn)合金元素如Bi、Pb、Sn等。如6018、6023、6028、6040、6041、6042、6262A、6064、6064A、6068合金等。


  低熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn):Pb的327.4℃,Sn的231.9℃,Bi的271℃,Cd的320.9℃。但Cd與Pb對人體健康有害,對環(huán)境不利,不宜采用,所以凡是含有Pb的需切削加工的鋁合金會(huì)逐步被少用或不用而被淘汰,代之而起的是含Bi與Sn的合金或其他合金,6043合金就是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的綠色合金。


  Bi和Sn不與Al形成化合物,也幾乎不固溶于Al,而是以游離質(zhì)點(diǎn)形式分布于鋁固溶體中,切削時(shí)在摩擦熱作用下熔化呈液態(tài),有很好的潤滑作用,這就是為什么含Bi和Sn的鋁合金可進(jìn)行高速切削的原因。


  6043合金的化學(xué)成分(質(zhì)量%):Si0.40~0.9,F(xiàn)e0.50,Cu0.30~0.9,Mn0.35,Mg0.6~1.2,Cr0.15,Zn0.20,Ti0.15,Bi0.40~0.7,Sn0.20~0.40,其他雜質(zhì)單個(gè)0.05、總計(jì)0.15,其余為Al。6043合金在Si、Mg、Cu等主要合金元素含量上與6040及6041合金的沒有多大差別,但Sn的含量比它們的少,因此它們的性能相當(dāng),而6043合金的生產(chǎn)成本會(huì)略低一些。


  基本性能


  6043合金的密度2710kg/m3,廣泛用于擠壓棒材與管材,T9狀態(tài)材料的典型力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)度Rm=402N/mm2,屈服強(qiáng)度Rp0.2=380N/mm2,伸長率A=11%,它的正彈性模量E=70GN/mm2,切變彈性模量G=60GN/mm2,泊松比μ=0.33。6043合金沒有低溫脆性,可用于制造深冷機(jī)器零部件。


  6043合金的液相線溫度652℃,固相線溫度582℃,20℃~100℃的平均線脹系數(shù)23.4μm/(m·k)。20℃時(shí)T9狀態(tài)材料的熱導(dǎo)率172W/(m·k),等體積電導(dǎo)率44%IACS,電阻率39nΩ·m,電阻溫度系數(shù)0.1nΩ·m/k。


  6043合金的退火規(guī)范415℃/(2h~3h),固溶處理溫度540℃,軋制棒材、冷精拉棒材、拉伸管材的人工時(shí)效規(guī)范170℃/(6h~12h),擠壓管、棒、型材的人工時(shí)效規(guī)范176℃/12h。合金的抗蝕性高,表面處理性能好。


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