CN1123644C - 含镁及硅的铝合金 - Google Patents
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Abstract
含镁及硅的合金混合物0.5-2.5重量%的一种铝合金，其Mg/Si摩尔比在0.70-1.25范围，硅的添加量约等于合金中存在的Fe、Mn及Cr量的1/3，其余为铝、不可避免的杂质及其他合金剂，此合金在冷却后受到了均质化、挤出前预热、挤出及时效处理，其时效是在160-220℃的温度范围内进行。对挤出产物冷却后的时效实行双时效速率的操作，包括第一阶段，其中以30℃/小时以上的加热速率加热该挤出件至温度100-170℃的范围，和第二阶段，其中以5至50℃/小时之间的加热速率加热该挤出件至最终保持的温度160-220℃的范围，其中总时效周期施行的时间在3-24小时之间。
Description
本发明涉及处理铝合金的一种方法，该铝合金由以下所组成：
-镁与硅的合金混合物0.5-2.5重量％，其Mg/Si摩尔比在0.70
至1.25之间，
-硅添加量约等于合金中存在的Fe、Mn及Cr的1/3，按重量％表
示，
-其它合金元素及不可避免的杂质，和
-其余为铝，此合金冷却后受到均质化、挤出前预热、挤出及时效处理，其时效是在挤出后按双步骤时效操作在最终保持温度160-220℃的范围内进行的。
此类方法在WO 95.06759中已有描述。按照该专利，时效是在温度150-200℃范围内进行，其加热速率在10-100℃/小时之间，优选在10-70℃/小时之间。并提出了另一种两步加热的方案，其中建议保持温度在80-140℃的范围，以使总加热速率处在上述特定范围内。
一般认为，Mg与Si的总量较高会对最终产品的机械性能产生有利影响，然而对铝合金却对可挤出性产生了不利的影响。以前曾有人预料，Al-Mg-Si合金中的硬化相组成接近于Mg2Si。但是，又认为过量的Si会形成较高的机械性能。
后来实验表明，其析出顺序相当复杂，除平衡相外，所涉及相都不含有化学计量比的Mg2Si。S.J。安德森(Andersen)等人在刊物(Actamater，Vol.46 No.9p.3283-3298，1998)中提出，Al-Mg-Si合金中有一个硬化相接近于Mg5Si6的组成。
因此，本发明目的在于提供一种处理铝合金的方法，这种方法会使合金具有更好的机械性能及更好的可挤出性，该合金含有最低量的合金剂及尽可能接近传统铝合金的一般组成。这个目的及其它目的可以达到，是因为时效包括第一阶段，其中以超过100℃/小时的加热速率加热该挤出件至100-170℃的温度范围，和第二阶段，其中以5至50℃/小时之间的加热速率加热该挤出件至最后保持温度，并因为总时效周期实行时间在3-24小时的范围。
Mg/Si最佳比是可使所有的Mg及Si都转变成Mg5Si6相的Mg/Si比。Mg与Si的这种组合可耗费最少的合金元素Mg及Si，产生最大的机械强度。据发现，最高挤出速度几乎与Mg/Si比无关。因此，由于Mg/Si比最佳而使达到某一强度要求所需的Mg与Si的总量最小，这种合金也的机械强度。据发现，最高挤出速度几乎与Mg/Si比无关。因此，由于Mg/Si比最佳而使达到某一强度要求所需的Mg与Si的总量最小，这种合金也因此具有最好的可挤出性。采用按照本发明的组合物，结合按照本发明的双速率时效方法，已使强度及可挤出性达到最大，总时效时间最短。
除该Mg5Si6相外，还有另一个硬化相，此相含有比Mg5Si6相中更多的Mg。但是，此相并不像Mg5Si6相那样有效，对机械强度也未达到像Mg5Si6相所给出那样多的贡献。由于Mg5Si6相富含Si，它很可能不含硬化相，Mg/Si比在5/6以下会不利。
低温下延长时间一般会增加形成较高密度的Mg-Si析出，可以说明双速率时效方法对机械强度的有利影响。如果整个时效操作都在这种低温度下进行，总时效时间又会超过实际极限，而且时效炉处理能力也会太低。而缓慢增加温度至最终时效温度，可使低温成核的大量析出物不断长大。结果由于时效温度低而总时效时间却又显著较短，析出物会很多及机械强度值很高。
二步时效虽也改善了机械强度，但由于从第一保持温度快速加热到第二保持温度，最小析出物的逆转概率会很大，硬化析出物会较少，并由此导致机械强度较低的结果。与正常时效法以及二段时效法相比，双速率时效方法还有另一个好处，就是缓慢的加热速率可保证负载物内较好的温度分布。负载物内挤出件的温度经历几乎与负载物尺寸、充填密度及挤出件壁厚无关。结果会是其机械性能比用其它类型时效方法的更协调。
与WO 95.06759中所述的从室温开始加热速率缓慢的时效方法相比，双速率时效实行从室温快速加热到100-170℃温度范围的方法，使总时效时间缩短。在中等温度下开始缓慢加热，所得强度几乎同样地好，如像从室温开始缓慢加热似的。
取决于所设想的强度级别，各种组成都可能包括在本发明一般范围内。
所以有可能使铝合金拉伸强度达到F19-F22的级别，硅的镁合金混合物量在0.60-1.10重量％之间。对于拉伸强度在F25-F27级别内的合金，有可能利用含镁与硅合金混合物0.80-1.40重量％的铝合金，对于拉伸强度在F29-F31级别的合金，有可能利用含镁与硅的合金混合物1.10-1.80重量％的铝合金。
优选地，并按照本发明，F19(185-220MPa(兆帕))级别的拉伸强度是通过含该合金混合物达0.60-0.80重量％的一种合金达到的，在F22(215-250MPa)级别的拉伸强度是通过含该合金混合物达0.70-0.90重量％的一种合金达到的，在F25(245-270MPa)级别的拉伸强度是通过含该合金混合物达0.85-1.15重量％的一种合金达到的，在F27(265-290MPa)级别的拉伸强度是通过含该合金混合物达0.95-1.25重量％的一种合金达到的，在F29(285-310MPa)级别的拉伸强度是通过含该合金混合物达1.10-1.40重量％的一种合金达到的，及在F31(305-330MPa)级别的拉伸强度是通过含该合金混合物达1.20-1.55重量％的一种合金达到的。
至于添加Cu，按照经验，每加0.10重量％的Cu会使机械强度提高10MPa，Mg与Si的总量可降低，而强度级别仍然相当于比单独添加Mg及Si的高的级别。
由于上述理由，Mg/Si摩尔比优选在0.75-1.25范围，更优选在0.8-1.0范围。
在本发明的一组优选实施方案中，最终时效温度至少165℃，更优选该时效温度最高205℃。在采用优选温度时，已发现使机械强度达到最大，同时总时效时间仍然保持在合理的极限内。
为了缩短双速率时效操作中的总时效时间，优选的是第一加热阶段在最高可能达到的加热速率下进行，而通常这取决于所提供的设备。因此优选的是在第一加热阶段采用至少100℃/小时的加热速率。
在第二加热阶段，由于总时间效率及合金最后的品质必须使加热速率最佳化。由于这个原因，第二加热速率优选至少7℃/小时和最多30℃/小时。在加热速率在7℃/小时以下时，总时效时间会长，而导致时效炉处理能力低的后果，而加热速率在30℃/小时以上时，其机械性能会比理想的低。
优选地，第一加热阶段在130-160℃范围结束，在这种温度下Mg5Si6相会充分析出，得到高机械强度的合金。第一阶段的终止温度较低，一般会导致总时效时间增长。优选总时效时间最多12小时。
为了获得在时效操作前几乎所有Mg及Si都进入固态溶液中的挤出制品，重要的是要控制挤出过程及挤出后冷却过程的参数。参数合适就可通过正常预热作到这一点。但是，采用EP 0302623中所述的所谓过热方法，它属于一种预热操作，是在挤出前的预热操作过程中使该合金加热至510-560℃的温度范围，然后冷却该金属坯段至正常挤出温度，这样就可保证所有加至合金中的Mg及Si是被溶解的。通过恰当地对挤出制品进行冷却，可保持Mg及Si溶解及供给时效操作中形成硬化析出物。
对于低合金组合物，只要挤出参数恰当，在挤出操作中可以达到Mg及Si的溶解，而不会过热。但是，对于高合金组合物，正常预热条件并不总足以使所有Mg及Si进入固态溶中。在此情况下，过热可能会使该挤出过程更强固，而且在其压制成为型条时，始终会保证所有的Mg及Si都在固态溶液中。
通过以下对用按照本发明合金进行的许多检测的描述，其它特征及优点都会是清楚的。
实施例1
将表1所列八种组成不同的合金，按6060合金标准铸块条件，铸造成为Φ95毫米金属坯段。以约250℃/小时的加热速率使该金属坯段均质化，在575℃下保持时间为2小时15分钟，均质化后的冷却速率为约350℃/小时。最后切割该圆材为长200毫米的金属坯段。
表1
| 合金 Si Mg Fe 总Si+Mg |
| 1 0,34 0,40 0,20 0,742 0,37 0,36 0,19 0,733 0,43 0,31 0,19 0,744 0,48 0,25 0,20 0,735 0,37 0,50 0,18 0,876 0,41 0,47 0,19 0,887 0,47 0,41 0,20 0,888 0,51 0,36 0,19 0,87 |
在800吨压榨机中施行挤出试验，该压榨机配有Φ100毫米的容器和挤出前对该金属坯段加热的感应电炉。
用于可挤出性实验的模具产生一种圆柱形杆条，其直径7毫米，两肋线宽0.5毫米及高1毫米，按相距180度固定。
为了取得型条机械性能的良好测定，用产生2*25平方毫米巴的一种模具进行单独测试。挤出前预热该金属坯段至约500℃。挤出后在无风下冷却型条，冷却时间约2分，直到温度降至250℃以下。挤出后拉伸该型条0.5％。时效前控制室温下的存放时间。借助于拉力测试方法获得机械性能。
这些合金的可挤出性测试全部结果示于表2及3中。
表2合金1-4的挤出试验
| 合金编号 推杆速度 坯段温度 备注mm/sec. ℃ |
| 1 16 502 正常1 17 503 正常1 18 502 断裂1 17 499 正常1 19 475 正常1 20 473 正常1 21 470 断裂 |
| 2 16 504 正常2 17 503 微细断裂2 18 500 断裂2 20 474 正常2 19 473 正常2 18 470 正常2 21 469 微细断裂 |
| 3 17 503 断裂3 16 505 正常3 15 504 正常3 19 477 正常3 18 477 正常3 20 472 正常3 21 470 断裂 |
| 4 17 504 正常4 18 505 断裂4 16 502 正常4 19 477 正常4 20 478 正常4 20 480 微细断裂4 21 474 断裂 |
对于合金1-4，其Mg与Si总量大致相同，但Mg/Si比不同，在可比金属坯段温度下，断裂前最高挤出速度大致相同。
表3合金5-8的挤出试验
| 合金编号 推杆速度 坯段温度 备注mm/sec. ℃ |
| 5 14 495 正常5 14,5 500 断裂5 15 500 断裂5 14 500 微细断裂5 17 476 断裂5 16,5 475 正常5 16,8 476 微细断裂5 17 475 断裂 |
| 6 14 501 微细断裂6 13,5 503 正常6 14 505 断裂6 14,5 500 断裂6 17 473 断裂6 16,8 473 断裂6 16,5 473 正常6 16,3 473 正常 |
| 7 14 504 断裂7 13,5 506 微细断裂7 13,5 500 正常7 13,8 503 微细断裂7 17 472 微细断裂7 16,8 476 断裂7 16,6 473 正常7 17 475 断裂 |
| 8 13,5 505 正常8 13,8 505 断裂8 13,6 504 正常8 14 505 断裂8 17 473 微细断裂8 17,2 474 微细断裂8 17,5 471 断裂8 16,8 473 正常 |
对于合金5-8，其Mg与Si的总量大致相同，但Mg/Si比不同，在可比的金属坯段温度下，其断裂前最高挤出速度大致相同。但是，通过对Mg与Si的总量较低的合金1-4号与合金5-8号的比较，合金1-4号的最高挤出速度一般较高。
在不同时效周期下时效的各种不同合金的机械性能示于表4-11中。
作为对这些表的解释，参考图1，其中不同时效周期是用字母图解表示及区别的。在图1中，X轴表示总时效时间，Y轴表示所用温度。
此外，该不同列具有以下的意义：
总时间＝该时效周期的总时效时间。
Rm＝极限抗拉强度；
Rpo2＝屈服强度；
AB＝断裂伸长率；
Au＝均匀伸长率。
所有这些数据都是用标准拉力试验方法获得的，所示数字均为挤出型条的二个平行样品的平均值。
表4
| 合金1-0.40Mg+0.34Si总时间[小时] Rm Rp02 AB AuA 3 143,6 74,0 16,8 8,1A 4 160,6 122,3 12,9 6,9A 5 170,0 137,2 12,6 5,6A 6 178,1 144,5 12,3 5,6A 7 180,3 150,3 12,3 5,2B 3,5 166,8 125,6 12,9 6,6B 4 173,9 135,7 11,9 6,1B 4,5 181,1 146,7 12,0 5,4B 5 188,3 160,8 12,2 5,1B 6 196,0 170,3 11,9 4,7C 4 156,9 113,8 12,6 7,5C 5 171,9 134,7 13,2 6,9C 6 189,4 154,9 12,0 6,2C 7 195,0 168,6 11,9 5,8C 8 199,2 172,4 12,3 5,4D 7 185,1 140,8 12,9 6,4D 8,5 196,5 159,0 13,0 6,2D 10 201,8 171,6 13,3 6,0D 11,5 206,4 177,5 12,9 6,1D 13 211,7 184,0 12,5 5,4E 8 190,5 152,9 12,8 6,5E 10 200,3 168,3 12,1 6,0E 12 207,1 176,7 12,3 6,0E 14 211,2 185,3 12,4 5,9E 16 213,9 188,8 12,3 6,6 |
表5
| 合金2-0.36Mg+0.37Si总时间[小时] Rm Rp02 AB AuA 3 150,1 105,7 13,4 7,5A 4 164,4 126,1 13,6 6,6A 5 174,5 139,2 12,9 6,1A 6 183,1 154,4 12,4 4,9A 7 185,4 157,8 12,0 5,4B 3,5 175,0 135,0 12,3 6,3B 4 181,7 146,6 12,1 6,0B 4,5 190,7 158,9 11,7 5,5B 5 195,5 169,9 12,5 5,2B 6 202,0 175,7 12,3 5,4C 4 161,3 114,1 14,0 7,2C 5 185,7 145,9 12,1 6,1C 6 197,4 167,6 11,6 5,9C 7 203,9 176,0 12,6 6,0C 8 205,3 178,9 12,0 5,5D 7 195,1 151,2 12,6 6,6D 8,5 208,9 180,4 12,5 5,9D 10 210,4 181,1 12,8 6,3D 11,5 215,2 187,4 13,7 6,1D 13 219,4 189,3 12,4 5,8E 8 195,6 158,0 12,9 6,7E 10 205,9 176,2 13,1 6,0E 12 214,8 185,3 12,1 5,8E 14 216,9 192,5 12,3 5,4E 16 221,5 196,9 12,1 5,4 |
表6
| 合金3-0.31Mg+0,43Si总时间[小时] Rm Rp02 AB AuA 3 154,3 111,0 15,0 8,2A 4 172,6 138,0 13,0 6,5A 5 180,6 148,9 13,0 5,7A 6 189,7 160,0 12,2 5,5A 7 192,5 164,7 12,6 5,3B 3,5 187,4 148,9 12,3 6,3B 4 193,0 160,3 11,5 5,9B 4,5 197,7 168,3 11,6 5,1B 5 203,2 177,1 12,4 5,5B 6 205,1 180,6 11,7 5,4C 4 170,1 127,4 14,3 7,5C 5 193,3 158,2 13,4 6,2C 6 207,3 179,2 12,6 6,4C 7 212,2 185,3 12,9 5,7C 8 212,0 188,7 12,3 5,6D 7 205,6 157,5 13,2 6,7D 8,5 218,7 190,4 12,7 6,0D 10 219,6 191,1 12,9 6,7D 11,5 222,5 197,5 13,1 5,9D 13 226,0 195,7 12,2 6,1E 8 216,6 183,5 12,6 6,8E 10 217,2 190,4 12,6 6,9E 12 221,6 193,9 12,4 6,6E 14 225,7 200,6 12,4 6,0E 16 224,4 197,8 12,1 5,9 |
表7
| 合金4-0.25Mg+0.48Si总时间[小时] Rm Rp02 AB AuA 3 140,2 98,3 14,5 8,6A 4 152,8 114,6 14,5 7,2A 5 166,2 134,9 12,7 5,9A 6 173,5 141,7 12,8 5,7A 7 178,1 147,6 12,3 5,2B 3,5 165,1 123,5 13,3 6,4B 4 172,2 136,4 11,8 5,7B 4,5 180,7 150,2 12,1 5,2B 5 187,2 159,5 12,0 5,6B 6 192,8 164,6 12,1 5,0C 4 153,9 108,6 13,6 7,7C 5 177,2 141,8 12,0 6,5C 6 190,2 159,7 11,9 5,9C 7 197,3 168,6 12,3 6,1C 8 197,9 170,6 12,5 5,6D 7 189,5 145,6 12,3 6,4D 8,5 202,2 171,6 12,6 6,1D 10 207,9 178,8 12,9 6,0D 11,5 210,7 180,9 12,7 5,6D 13 213,3 177,7 12,4 6,0E 8 195,1 161,5 12,8 5,9E 10 205,2 174,1 12,5 6,4E 12 208,3 177,3 12,8 5.6E 14 211,6 185,9 12,5 6,3E 16 217,6 190,0 12,4 6,2 |
表8
| 合金5-0.50Mg+0.37Si总时间[小时] Rm Rp02 AB AuA 3 180,6 138,8 13,9 7,1A 4 194,2 155,9 13,2 6,6A 5 203,3 176,5 12,8 5,6A 6 210,0 183,6 12,2 5,7A 7 211,7 185,9 12,1 5,8B 3,5 202,4 161,7 12,8 6,6B 4 204,2 170,4 12,5 6,1B 4,5 217,4 186,7 12,1 5,6B 5 218,9 191,5 12,1 5,5B 6 222,4 198,2 12,3 6,0C 4 188,6 136,4 15,1 10,0C 5 206,2 171,2 13,4 7,1C 6 219,2 191,2 12,9 6,2C 7 221,4 194,4 12,1 6,1C 8 224,4 202,8 11,8 6,0D 7 213,2 161,5 14,0 7,5D 8,5 221,5 186,1 12,6 6,7D 10 229,9 200,8 12,1 5,7D 11,5 228,2 200,0 12,3 6,3D 13 233,2 198,1 11,4 6,2E 8 221,3 187,7 13,5 7,4E 10 226,8 196,7 12,6 6,7E 12 227,8 195,9 12,8 6,6E 14 230,6 200,5 12,2 5,6E 16 235,7 207,9 11,7 6,4 |
表9
| 合金6-0.47Mg+0.41Si总时间[小时] Rm Rp02 AB AuA 3 189,1 144,5 13,7 7,5A 4 205,6 170,5 13,2 6,6A 5 212,0 182,4 13,0 5,8A 6 216,0 187,0 12,3 5,6A 7 216,4 188,8 11,9 5,5B 3,5 208,2 172,3 12,8 6,7B 4 213,0 175,5 12,1 6,3B 4,5 219,6 190,5 12,0 6,0B 5 225,5 199,4 11,9 5,6B 6 225,8 202,2 11,9 5,8C 4 195,3 148,7 14,1 8,1C 5 214,1 178,6 13,8 6,8C 6 227,3 198,7 13,2 6,3C 7 229,4 203,7 12,3 6,6C 8 228,2 200,7 12,1 6,1D 7 222,9 185,0 12,6 7,8D 8,5 230,7 194,0 13,0 6,8D 10 236,6 205,7 13,0 6,6D 11,5 236,7 208,0 12,4 6,6D 13 239,6 207,1 11,5 5,7E 8 229,4 196,8 12,7 6,4E 10 233,5 199,5 13,0 7,1E 12 237,0 206,9 12,3 6,7E 14 236,0 206,5 12,0 6,2E 16 240,3 214,4 12,4 6,8 |
表10
| 合金7-0.41Mg+0.47Si总时间[小时] Rm Rp02 AB AuA 3 195,9 155,9 13,5 6,6A 4 208,9 170,0 13,3 6,4A 5 216,2 188,6 12,5 6,2A 6 220,4 195,1 12,5 5,5A 7 222,0 196,1 11,5 5,4B 3,5 216,0 179,5 12,2 6,4B 4 219,1 184,4 12,2 6,1B 4,5 228,0 200,0 11,9 5,8B 5 230,2 205,9 11,4 6,1B 6 231,1 211,1 11,8 5,5C 4 205,5 157,7 15,0 7,8C 5 225,2 190,8 13,1 6,8C 6 230,4 203,3 12,0 6,5C 7 234,5 208,9 12,1 6,2C 8 235,4 213,4 11,8 5,9D 7 231,1 190,6 13,6 7,6D 8,5 240,3 208,7 11,4 6,3D 10 241,6 212,0 12,5 7,3D 11,5 244,3 218,2 11,9 6,3D 13 246,3 204,2 11,3 6,3E 8 233,5 197,2 12,9 7,6E 10 241,1 205,8 12,8 7,2E 12 244,6 214,7 11,9 6,5E 14 246,7 220,2 11,8 6,3E 16 247,5 221,6 11,2 5,8 |
表11
| 合金8-0.36Mg+0.51Si总时间[小时] Rm Rp02 AB AuA 3 200,1 161,8 13,0 7,0A 4 212,5 178,5 12,6 6,2A 5 221,9 195,6 12,6 5,7A 6 222,5 195,7 12,0 6,0A 7 224,6 196,0 12,4 5,9B 3,5 222,2 186,9 12,6 6,6B 4 224,5 188,8 12,1 6,1B 4,5 230,9 203,4 12,2 6,6B 5 231,1 211,7 11,9 6,6B 6 232,3 208,8 11,4 5,6C 4 215,3 168,5 14,5 8,3C 5 228,9 194,9 13,6 7,5C 6 234,1 206,4 12,6 7,1C 7 239,4 213,3 11,9 6,4C 8 239,1 212,5 11,9 5,9D 7 236,7 195,9 13,1 7,9D 8,5 244,4 209,6 12,2 7,0D 10 247,1 220,4 11,8 6,7D 11,5 246,8 217,8 12,1 7,2D 13 249,4 223,7 11,4 6,6E 8 243,0 207,7 12,8 7,6E 10 244,8 215,3 12,4 7,4E 12 247,6 219,6 12,0 6,9E 14 249,3 222,5 12,5 7,1E 16 250,1 220,8 11,5 7,0 |
基于这些结果，给出以下注解。
合金-1在A-周期及总时间6小时的时效后，其极限抗拉强度(UTS)略低于180MPa。对于双速率时效周期，UTS数值较高，但在B周期5小时后仍然不超过190MPa，而在C周期7小时后为195MPa。对于D周期，UTS数值达到210MPa，但在总时效时间在13小时之前未达到此值。
合金-2在A-周期及总时间6小时的时效后，其极限抗拉强度(UTS)略超过180MPa。B周期5小时后UTS数值为195MPa，而C周期7小时后为205MPa。对于D周期，9小时后UTS数值达到约210MPa，12小时后达到约215MPa。
合金-3，它最接近于Mg5Si6系列富Mg侧，说明合金1-4的机械性能最高。在A周期后，总时间6小时后，UTS为190MPa。对于B周期5小时，UTS接近205MPa，C周期7小时后略超过210MPa。对于D时效周期9小时，UTS接近220MPa。
合金-4表明其机械性能低于合金-2及合金-3。A周期，总时间6小时后，UTS不超过175MPa。对于D时效周期10小时，UTS接近210MPa。
这些结果清楚表明，用最少的Mg与Si总量达到的最好机械性能的最佳组合物，接近于Mg5Si6系列富Mg侧。
对于Mg/Si比的另一重要方面是，低比例看来可在较短时效时间内获得最大强度。
合金5-8具有恒定的Mg与Si总量，即高于合金1-4的。与Mg5Si6系列相比，所有合金5-8处于Mg5Si6系列富Mg侧。
合金-5，离Mg5Si6系列最远，对于4个不同合金5-8，表现机械性能最低。合金-5在A周期及总时间6小时后的UTS数值为约210MPa。合金-8在相同周期后，UTS数值220MPa。对于C周期，总时间7小时，合金-5及-8的UTS数值分别为220及240MPa。对于D周期9小时，UTS约225及245MPa。
此外，由此可见，最高机械性能是用最接近于Mg5Si6系列的合金获得的。至于合金1-4，看来双速率时效周期的效果是最接近于Mg5Si6系列的合金的最好。
达到最大强度的时效时间，看来合金5-8的比合金1-4的更短。这正如所料，因为时效时间是随着合金含量增加而降低的。此外，对于合金5-8，看来合金8的时效时间多少比合金5的更短一些。
总延伸率值看来几乎与时效周期无关。在最大强度下，总延伸率值(AB)为约12％，尽管对于双速率的时效周期，其机械强度值较高。
实施例2
实施例2说明由直接及过热的6061合金坯段型条的极限抗拉强度。将直接加热后的金属坯段加热至表中所示的温度，并以低于型条表面破坏前的最高速度的挤出速度对其挤出。在煤气加热炉中，预热该过热金属坯段，使之温度达到该合金溶解温度以上的温度，然后加以冷却，降温至表12所示的正常挤出温度。挤出后用水冷却该型条，并通过标准时效周期使之时效至最大强度。
表12由直接加热的及过热的AA6061合金坯段的型条在不同位置上的极限抗拉强度(UTS)
| 预热 | 坯段温度℃ | UTS(前)MPa | UTS(中)MPa | UTS(后)MPa |
| Dir.Heated | 470 | 287,7 | 292,6 | 293,3 |
| Dir.Heated | 472 | 295,3 | 293,9 | 296,0 |
| Dir.Heated | 471 | 300,8 | 309,1 | 301,5 |
| Dir.Heated | 470 | 310,5 | 318,1 | 315,3 |
| Dir.Heated | 482 | 324,3 | 312,6 | 313,3 |
| Dir.Heated | 476 | 327,1 | 334,0 | 331,9 |
| Dir.Heated | 476 | 325,7 | 325,0 | 319,5 |
| Dir.Heated | 475 | 320,2 | 319,0 | 318,B |
| Dir.Heated | 476 | 316,0 | 306,4 | 316,0 |
| Dir.Heated | 485 | 329,1 | 329,8 | 317,4 |
| Dir.Heated | 501 | 334,7 | 324,3 | 331,2 |
| Dir.Heated | 499 | 332,6 | 327,8 | 322,9 |
| Dir.Heated | 500 | 327,8 | 329,8 | 318,8 |
| Dir.Heated | 505 | 322,9 | 322,2 | 318,1 |
| Dir.Heated | 502 | 325,7 | 329,1 | 334,7 |
| Dir.Heated | 506 | 336,0 | 323,6 | 311,2 |
| Dir.Heated | 500 | 329,1 | 293,9 | 345,0 |
| Dir.Heated | 502 | 331,2 | 332,6 | 335,3 |
| Dir.Heated | 496 | 318,8 | 347,8 | 294,6 |
| 直接加热坯段平均UTS及标准偏差 | 320,8/13,1 | 319,6/14,5 | 317,6/13,9 | |
| Overheated | 506 | 333,3 | 325,7 | 331,3 |
| Overheated | 495 | 334,0 | 331,9 | 335,3 |
| Overheated | 493 | 343,6 | 345,0 | 333,3 |
| Overheated | 495 | 343,6 | 338,8 | 333,3 |
| Overheated | 490 | 339,5 | 332,6 | 327,1 |
| Overheated | 499 | 346,4 | 332,6 | 331,2 |
| Overheated | 496 | 332,6 | 335,3 | 331,9 |
| Overheated | 495 | 330,5 | 331,2 | 322,9 |
| Overheated | 493 | 332,6 | 334,7 | 333,3 |
| Overheated | 494 | 331,2 | 334,0 | 328,4 |
| Overheated | 494 | 329,1 | 338,8 | 337,4 |
| Overheated | 459 | 345,7 | 337,4 | 344,3 |
| Overheated | 467 | 340,2 | 338,1 | 330,5 |
| Overheated | 462 | 344,3 | 342,9 | 331,9 |
| Overheated | 459 | 334,0 | 329,8 | 326,4 |
| Overheated | 461 | 331,9 | 326,4 | 324,3 |
| 过热坯段的平均UTS及标准偏差 | 337/5,9 | 334,7/5,2 | 331,4/5,0 | |
利用过热方法的，机械性能一般较高，而且比未过热的还更协调。此外，由于进行过热，其机械性能实际上与挤出之前的金属坯段的温度无关。这使得挤出过程对构成高而协调的机械性能方面更强固，使它有可能对低合金组合物进行操作，而对机械性能要求降低至较低的安全边际量。
Claims (18)
1.处理铝合金的一种方法，该铝合金由以下所组成：
-0.5-2.5重量％的镁与硅的合金混合物，其Mg/Si摩尔比在
0.70-1.25之间，
-按重量％表示，硅添加量约等于合金中存在的Fe、Mn及Cr的
1/3，
-其它合金元素及不可避免的杂质，和
-其余为铝，
此合金冷却后受到均质化、挤出前预热、挤出及时效处理，其时效是在挤出后按双步骤时效操作，在最终保持温度160-220℃的范围内进行的，其特征在于，所述时效包括其中以100℃/小时以上的加热速率，加热该挤出件至100-170℃的温度范围的第一阶段，和其中以5至50℃/小时之间的加热速率，加热该挤出件至最终保持温度的第二阶段，以及在于总时效周期施行的时间在3-24小时范围。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于该铝合金含0.60-1.10重量％的镁与硅的合金混合物，其拉伸强度属于F19的级别(185-220MPa)-F22的级别(215-250MPa)。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于该铝合金含0.80-1.40重量％的镁与硅的合金混合物，其拉伸强度属于F25的级别(245-270MPa)-F27的级别(265-290MPa)。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于该铝合金含1.10-1.80重量％的镁与硅的合金混合物，其拉伸强度属于F29的级别(285-310MPa)-F31的级别(305-330MPa)。
5.按照权利要求2的方法，其特征在于该铝合金含0.60-0.80重量％的镁与硅的合金混合物，其拉伸强度属于F19的级别(185-220MPa)。
6.按照权利要求2的方法，其特征在于该铝合金含0.70-0.90重量％的镁与硅的合金混合物，其拉伸强度属于F22的级别(215-250MPa)。
7.按照权利要求3的方法，其特征在于该铝合金含0.85-1.15重量％的镁与硅的合金混合物，其拉伸强度属于F25级别(245-270MPa)。
8.按照权利要求3的方法，其特征在于该铝合金含0.95-1.25重量％的镁与硅的合金混合物，其拉伸强度属于F27的级别(265-290MPa)。
9.按照权利要求4的方法，其特征在于该铝合金含1.10-1.40重量％的镁与硅的合金混合物，其拉伸强度属于F29的级别(285-310MPa)。
10.按照权利要求4的方法，其特征在于该铝合金含1.20-1.55重量％的镁与硅的合金混合物，其拉伸强度属于F31的级别(305-330MPa)。
11.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于最终时效温度为至少165℃。
12.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于最终时效温度为最多205℃。
13.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于在第二加热阶段的加热速率为至少7℃/小时。
14.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于在第二加热阶段的加热速率为最多30℃/小时。
15.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于第一加热步骤结束时，该温度是在130-160℃的范围。
16.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于总时效时间为至少5小时。
17.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于总时效时间最多12小时。
18.按照前述权利要求任一项的方法，其特征在于在挤出之前的预热过程中，该合金被加热到温度510-550℃范围，而后该合金被冷却至正常挤出温度。
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