作者：張毅

   目前不同熱處理狀態的SA06鋁合金板材廣泛應用于汽車制造業、制罐工業、航空航天、軍工防護裝甲等領域。經過陽極氧化、噴漆等表面處理的SA06鋁合金材料也是船舶制造業將來的主要結構材料之一。5A06鋁合金的鎂含量高，w(Mg)>5.8%。長期以來不論是SA06-H112或O態板材，還是其他狀態的SA06鋁合金板材，其性能都極不穩定，都有明顯的停放效應。因此，此次研究了熱軋終軋溫度、不同熱退火溫度、以及穩定化退火和停放時間對5A06鋁合金熱軋板組織、性能的影響，以期對現有生產工藝進行優化，完善5A06鋁合金板材的技術資料，解決SA06鋁合金板材性能不穩定的問題。

1  試驗內容

1.1試驗材料

    此次試驗研究選擇520 mm xl620 mm規格結晶器，采用直接水冷半連續鑄造法生產SA06鋁合金扁鑄錠，其化學成分見表1。

    Al-Mg合金屬于不可熱處理強化鋁合金，主要靠加工硬化和晶界強化獲得高強度，輔助強化機制為固溶強化、彌散相強化等。熱軋板材的加工硬化主要為熱變形產生亞結構而實現強化，熱軋過程中變形溫度越高，亞結構尺寸越粗大，熱加工強化的效果越差。SA06鋁合金中Mg是主要的合金化元素，有一定的固溶強化作用，但強化效果較低的合金化元素Mg使該合金的加工敏感性顯著提高，合金容易獲得較為明顯的加工應變強化。該合金屬于高Mg鋁合金，板材經加工成形后，性能隨著停放時間或服役時間的增長，性能很不穩定。微量合金化元素Mn起補充強化作用，它提高SA06鋁合金再結晶溫度，便于改善、控制合金板材熱處理工藝與微觀組織。

1.2試驗步驟及內容

1.2.1   SA06鋁合金熱軋板生產流程

    此次試驗中5A06鋁合金熱軋板的生產工藝流程為：熔鑄→均勻化→鋸切一預加熱→熱粗軋→熱精軋→熱處理→性能檢測。半連續鑄造的SA06鋁合金鑄錠經均勻化退火、鋸切、銑面后，在510℃±10℃預加熱4h-8h，然后熱粗軋至22 mm，熱精軋至6.0 mm，終軋溫度控制在2600C - 2900C。

1.2.2熱處理與停放試驗

    為了研究SA06鋁合金熱軋板微觀組織、力學性能與退火溫度、穩定化處理以及停放時間的內在關聯，從熱軋卷材切取試驗用料，進行成品退火、停放時間以及穩定化退火等試驗。成品退火溫度150℃- 500℃，保溫時間2h；穩定化退火溫度120℃，保溫時間4h，將穩定化退火的板材停放30 d、60 d、90 d后再進行相關檢測分析；將熱精軋后的板材未經任何熱處理情況下分別停放30 d、60 d和90 d，然后對其進行相關檢測分析。

1.2.3   5A06鋁合金熱軋板檢測分析

    常溫力學性能檢測按GB/228. 1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》的標準規定選取試樣，在CMT5305電子萬能試驗機上進行，試驗條件按照GB/T 228A224進行設置。將經過不同條件下試驗的試樣切取一小塊按有關標準制成金相試樣，制備金相試樣所需的腐蝕劑為HNO35mL、HC15mL、HF5mL、H20 380mL的混合溶液。所有經腐蝕后的試樣在蔡司Axio vert. Al型倒置式金相顯微鏡上檢查顯微組織。

2試驗結果及分析

2.1不同退火溫度對熱軋板微觀組織的影響

    5A06鋁合金熱軋板經150℃- 500CC2 h不同溫度退火過程中，板材的微觀組織經歷了低溫回復、初始再結晶，再結晶終了和晶粒長大等多個階段，其微觀組織演變如圖1所示。

    當5A06鋁合金熱軋板在低于2500C進行退火時，其微觀組織主要經歷了低溫回復階段，微觀組織主要以沿軋制方向分布的纖維狀軋制組織，少量細小的再結晶組織與亞晶分布于軋制組織的分界處，如圖la所示。

    當板材的微觀組織在2500C -3900C之間進行退火，保溫時間仍為2h時，如圖lb所示，發生了非常明顯的再結晶，微觀組織主要以細小、等軸的再結晶晶粒為主，但仍存在少量的、非連續的軋制組織。

    當SA06鋁合金熱軋板在3900C一500CC進行退火，保溫時間為2h，板材的微觀組織為等軸的再結晶組織，纖維狀的軋制組織消失，板材發生了完全再結晶，如圖1c所示，隨著退火溫度的升高，板材的等軸狀再結晶晶粒逐漸長大，如圖1d所示。

2.2不同退火溫度對熱軋板性能的影響

    SA06鋁合金開軋溫度480CC -500。C，鑄錠經熱粗軋、熱精軋軋至6.0 mm，終軋溫度270℃，熱軋板的微觀組織為變形組織與少量再結晶組織共存，如圖1a所示。由于熱精軋后幾個道次軋制溫度較低，軋制速度較快，溫降至初始再結晶溫度以下的速度過快，在后幾個道次的軋制過程中，熱加工變形的變形組織來不及進行回復與再結晶。因此，SA06鋁合金熱軋板的微觀組織主要以纖維狀的變形組織為主，少量的亞晶與再結晶組織彌散分布于晶界上，此時的板材具有較高的屈服強度和抗拉強度，而伸長率較低。

    隨著板材退火溫度的逐步升高，SA06鋁合金熱軋板分別經歷了回復、再結晶及晶粒長大的三個階段。在低于250℃進行退火時，熱軋板主要進行了低溫回復，在這一過程中，主要以空位或間隙原子等點缺陷運動為主，但力學性能對缺陷變化的敏感度不高，此時各項力學性能指標變化不大，只是屈服強度有明顯下降趨勢，伸長率稍有提高。當退火溫度高于250qC的退火過程中，隨著纖維狀的軋制組織逐漸再結晶成等軸的再結晶組織，屈服強度有了較為明顯的下降，伸長率也明顯的上升，而抗拉強度基本保持不變，如圖2所示。

2.3穩定化處理與不同停放時間對性能的影響

    從表2可知，未經熱處理的SA06鋁合金熱軋板停放30 d后有非常明顯的停放軟化效應，屈服強度和抗拉強度都有明顯的下降，分別下降了19. 50-/0和5. 80-/0，伸長率小幅上升；但停放60 d后，熱軋板的屈服強度和抗拉強度有顯著的上升，但它們仍略低于初始狀態熱軋板的強度。

    SA06鋁合金熱軋板經120℃4h穩定化退火后，板材的抗拉強度和伸長率基本保持不變，但屈服強度有較為明顯的下降；板材停放30 d后，伸長率保持不變，板材強度卻有了明顯的下降，如表3所示。但與表2不同，板材在停放30 d后，隨著停放時間繼續延長，板材的各項力學性能基本保持不變，呈現出穩定化的趨勢。

3  結論

    1) 5A06鋁合金熱軋板在低于2500C進行退火時，微觀組織主要以沿軋制方向分布的纖維狀軋制組織為主，在250C -390℃之間進行退火，微觀組織主要以細小、等軸的再結晶晶粒為主，但仍存在少量的、非連續的軋制組織；當在390C - 500CC進行退火，板材的微觀組織為等軸的再結晶組織，纖維狀的軋制組織消失，板材發生了完全再結晶。

    2)在低于2500C進行退火時，各項力學性能指標變化不大，只是屈服強度有明顯的下降趨勢，伸長率稍有提高；當退火溫度高于2500C時，屈服強度有較為明顯的下降，伸長率也有明顯的上升，但抗拉強度基本保持不變。

3)未經穩定化熱處理的SA06鋁合金熱軋板停放30 d后有明顯的停放軟化效應，屈服強度和抗拉強度都有明顯的下降；5A06鋁合金熱軋板經120℃4h穩定化退火后，板材在停放30 d后，隨著停放時間繼續延長，板材的各項力學性能基本保持不變，呈現出穩定化的趨勢。

4摘要：

目前國內對不同熱處理工藝5A06鋁合金熱軋板的研究及其相關技術的積累相當匱乏。試驗研究不同退火溫度、穩定化退火及停放時間對5A06鋁合金熱軋板性能與微觀組織的影響，探討該合金熱軋板材性能、微觀組織與熱處理工藝之間的關系。