7B04_T6铝合金型材黑色条纹的原因分析

　　LAFT40轻　合　金　加　工　技　术2009,Vol.37,№1

　　7B042T6铝合金型材黑色条纹的原因分析

　　郭　红,邵海霞,李晓波,曹新宇,张晓　,胡国勇

　　(东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060)

　　摘要:通过对7B042T6铝合金DQ2544型材外观形貌、断口组织特征、显微组织特征、扫描电镜特征等几方面进行系统地观察,并结合生产工艺的特点,找出7B042T6铝合金型材黑色条纹产生的原因,对其形成机制进行了阐述,为改善产品质量提供了依据,提出了避免该缺陷的方法。

　　关键词:能谱分析;过蚀;第二相;定量金相分析

　　中图分类号:TG146121文献标识码:A文章编号:1007-7235(2009)01-0040-03

　　Analysisaboutcausesofblackstripeof7B042T6alloyDQ2544profilesGUOHong,SHAOHai2xia,LIXiao2bo,CAOXin2yu,ZHANGXiao2yuGuo2yong

　　(NortheastLightAlloyCo.,Ltd.,Harbin,Abstract:Some7B042T6aluminiumalloyDQ2544extrusioninthewaysastheappear2anceofthesurface,http://www.wendangwang.combinationwiththefeaturesoftheprocessofproduction,thetheholesandtheandtheblackstripewaystoeliminateithadbeenfoundout.Inaddition,cracksandprecautionstoaddressthemhavebeendepicted,itprovidessomebasisesfortheproduction.

　　Keywords:E;secondcomponent;measuring2metallography

　　我公司提供给中国救生研究所的7B04铝合金淬火

　　人工时效状态DQ2544型材,在交货后经用户进行复验

　　时发现,在低倍试样的横截面上存在黑色条纹现象,用

　　户对此提出质量异议。为了查明黑色条纹现象产生的

　　原因,从而改善产品质量,特做此项试验研究。低倍试样上靠近型材表面沿型材外形轮廓分布有线条状黑色条纹,如图1所示。条纹最深处距型材表面有7mm,且沿型材纵向穿透试样(试样厚20mm)。

　　1　试验方法

　　试验用料为我公司生产的、用户检查不合格的

　　7B042T6铝合金

　　DQ2544挤压型材。

　　对试验料分别进行宏观组织分析,显微组织分

　　析,能谱分析,力学性能检测试验,根据分析和检测

　　结果对黑色条纹现象进行研究。图1　有线条状黑色条纹试样的低倍组织2.2　断口组织分析

　　2　试验结果

　　2.1　型材的宏观组织

　　首先对用户提出异议的试样进行观察,发现在将图1所示的有线条状黑色条纹处进行断口检查,发现线条状黑色条纹在型材纵向断面上是灰色条状平台组织,平台并不像氧化膜或缩尾缺陷那样平滑,也没收稿日期:2008-09-04

　　第一作者简介:郭红(1968-),女,黑龙江哈尔滨人,工程师。

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　　有黑色脏物、裂纹等,颜色与基体金属的灰色相同,并且条状平台上多有组织隆起。如图2所示。2.3　化学成分分析

　　将有线条状黑色条纹的型材试样做化学成分分析,并与国家标准中7B04合金成分进行比较,结果见表1。从表中的数据可知该型材的化学成分完全符合国家标准的要求

　　。

　　图2　线条状黑色条纹的断口组织

　　表1　7B042T6铝合金DQ2544型材化学成分(质量分数)

　　Cu

　　Mg1.8～2.82.07

　　Zn5.0～7.06.06

　　Fe0.500.38

　　Mn0.2～0.60.3

　　Si0.500.10

　　Cr0.1～0.250.16

　　Ni

　　Ti0.10

　　%Al

　　国家标准

　　DQ2544型材

　　1.4～2.01.76

　　余量余量

　　≤0.05≤0.05

　　2.4　力学性能

　　将三块有线条状黑色条纹的型材试样进行力学

　　性能测试,其结果见表2。从表中数据可以看出该型材的各项性能指标均满足技术标准要求。

　　表2　7B042CS铝合金DQ2544型材力学性能

　　试样试样1试样2试样3技术标准

　　(N?Rp0.2Πmm-2)

　　476475475470

　　(N?RmΠmm-2)

　　540

　　A356.26

　　10

　　图4　正常的显微组织

　　2.5　型材的微观组织

　　2.5.1　显微组织

　　2.5.2　定量金相测定

　　在试样上有线条状黑色条纹的地方取高倍试样,经抛光后在光学显微镜下观察,发现其组织为呈带状分布的第二相,如图3所示。这种第二相是针状的灰色相,与基体金属融为一体,周围没有黑色脏物和裂纹缺陷。而低倍组织合格试样的显微组织如图4所示,它为正常的金相高倍组织,第二相分布均匀、细小呈块状。

　　将制备好的金相试样进行定量测量,结果是正

　　常组织中的第二相平均尺寸为215μm,相间距是75185μm,第二相体积分数为218%,最大相尺寸约为6μm。而有条纹处的针状化合物的针最大长度为30μm,宽为5μm。2.5.3　扫描电镜能谱分析

　　利用扫描电镜对黑色条状区域中不同形态特征的化合物进行能谱分析,如图5所示。结果表明试样条纹处存在三种化合物:一是S(Al2CuMg)相;二是T(Al2Mg3Zn3)相;三是FeMnAl6相。用混合酸浸蚀后S(Al2CuMg)相和T(Al2Mg3Zn3)相都呈黑色,且这两

　　种相都是该合金的强化相

　　[1]

　　。而第三种相FeMnAl6

　　相是灰亮色针状化合物,不易受混合酸浸蚀。在挤压制品正常组织中,

　　该相通常经变形后被破碎成块

　　[2]

　　状,很难见到针状的FeMnAl6相。

　　图3　有线条状条纹处的显微组织

　　3　分析与讨论

　　根据上述试验结果分析认为,7B042T6铝合金

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　　从上述组织特征、定量金相分析和能谱分析结

　　果还可看出,7B042T6铝合金DQ2544型材正常的显微组织中第二相细小,呈块状,分布均匀。而有条纹处的第二相主要是呈带状分布的较大的针状FeMnAl6相。而在挤压制品中该相通常经变形后被破碎成块状,那么针状的FeMnAl6相从何而来呢?根据对该合金铸锭表面组织分析,在铸锭的偏析浮出物处存在大量的较大的第二相,其中FeMnAl6相呈较大的针状或带孔眼的块状。在正常的生产工艺中,作为型材毛料的铸锭必须车皮,直到将铸锭表面的偏析浮出物全部车去为止。如果在车皮过程中,车皮的深度不够,或车皮时偏心,将部分偏析浮出物保留下来,不管哪种情况,铸锭表面的偏析浮出物都会带入挤压型材表面。在铸锭的挤压变形过程中,铸锭的边部组织经变形,也变成型材的边部组织,。,经宏观浸蚀,,如,这种现象则不会再有。

　　图5　有线条状黑色条纹处的扫描电镜图片

　　DQ2544型材边部出现的线条状黑色条纹,是显微组

　　织中带状分布的较大针状FeMnAl6相造成的。

　　较大的针状FeMnAl6相能造成宏观的黑色条纹的原因是FeMnAl6相虽然不易受混合酸浸蚀,但很容易受氢氧化钠水溶液浸蚀。当低倍试片浸蚀时间

　　稍长和浸蚀温度较高时,发生化学反应,严重,最后使FeMnAl6,线条状黑色条纹。为条纹处主要是由带状的、密集的FeMnAl6相组成的,该相硬而脆,所以打断口时,受力后呈解离状平台形断口组织。断口和显微组织都表明带状化合物与基体融为一体,周围没有黑色脏物,也没有裂纹等存在。

　　4　结　论

　　(1)我公司为中国救生研究所生产的7B042T6铝

　　合金DQ2544型材,在低倍组织检查时发现的黑色“孔洞”现象并非组织缺陷,是用户过浸蚀造成的。

　　(2)型材边部的线条状黑色条纹处的第二相呈带状聚集分布、尺寸较大。

　　(3)线条状黑色条纹是由于铸锭车皮不够,将表面的偏析浮出物带入挤压制品,使型材边部局部组织不均匀所造成的。

　　参考文献:

　　[1]　《轻合金材料加工手册》编写组.轻合金材料加工手册(下册)[M].北京:冶金工业出版社,1980:715-841.

　　[2]　王祝堂,田荣璋.铝合金及其加工手册(1版)[M].长沙:中南工业大学出版社

　　,1989:610-646.(上接第5页)

　　有利于行业结构与产品结构调整;经济上有利可图,各项技术经济指标先进(由于篇幅有限未计算);基本上以废旧铝为原料生产平轧产品技术先进,进入门坎高;投资总额比以重熔铝锭为原料生产能力同等的企业的高一些,但投资回报比后者的高。

　　笔者提出这个设想希望能引起投资者的兴趣与

　　关注,能引起对铝加工感兴趣的读者的关注。

　　关于废旧铝的用量由于市场需要一个开拓过程,技术有一个提高过程,管理有一个完善过程,设备有一个磨合过程,在投产后的头几年内是逐渐上升的,希望第一年用量占35%,第二年占50%,第三年占75%,从第四年起能占到85%以上。

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