Термическое упрочнение алюминиевых сплавов серии 6000

Härten von Aluminiumprofilen auf einer Presse

Kühlrate Aluminiumprofile – Härten – unmittelbar nach dem Verlassen der Presse sollte schnell genug sein, um Magnesium und Silizium in fester Lösung zu halten. Dadurch wird das Erreichen der maximalen mechanischen Eigenschaften des Profilmaterials durch deren Freisetzung bei der späteren Aushärtung durch Alterung sichergestellt..

Erforderliche Abkühlgeschwindigkeit der festen Lösung von Legierungselementen – Magnesium und Silizium in Aluminium – Um die Wirkung des Härtens zu gewährleisten, hängen von der Größe des Querschnitts des Aluminiumprofils und davon ab, wie es gekühlt wird:

• ruhige Luft,
• Fans,
• Wasser Nebel,
• Wassersprühkühlung bzw
• im Wasserstrahl.

Die Abbildung und die Tabelle zeigen die minimal zulässigen Abkühlraten von Aluminiumprofilen für verschiedene Legierungen der 6xxx-Reihe.. Für Profile aus Aluminiumlegierungen 6060 Kühlung in ruhender Luft oder Ventilatoren ist in der Regel ausreichend, während für Legierungsprofile 6061 Spritzwasserkühlung oder Wasserdurchflusskühlung erforderlich.

Altern Aluminiumlegierungen

Die Alterung von Legierungen der Serie 6xxx wird durchgeführt, um die mechanischen Eigenschaften von Aluminiumprofilen zu verbessern.. Der Grad dieser Eigenschaftssteigerung hängt von der Art der Legierung und den Alterungsbedingungen ab.. Diese Begriffe sind unterschiedlich für:

• natürliches Altern, was passiert “selbstverständlich” Die Härte und Festigkeit von Aluminium in Abhängigkeit vom Reinheitsgrad sind in der Abbildung dargestellt., und
• künstliche Alterung, bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, Über 160-200 ºS.

Die Festigkeit von Legierungen der Serie 6xxx steht in direktem Zusammenhang mit ihrer Fähigkeit, der Bewegung von Versetzungen während der Verformung zu widerstehen.. Wenn ein Material belastet wird, bilden sich Versetzungen und bewegen sich.. Mit zunehmender Belastung nimmt die Anzahl und Dichte der Versetzungen ab, im Material bewegen, steigt bis, Tschüss, schließlich, Material wird nicht zerstört.

Die Bewegung von Versetzungen wird aufgrund der Anwesenheit von Partikeln gehemmt Mg₂Und und daher nimmt die Festigkeit der gealterten Aluminiumlegierung zu. Größe und Dichte dieser Partikel werden durch Alterungsparameter gesteuert.. Eine kleine Menge kleiner Partikel β”-Mg₂Und wenig können sie tun, Luxation zu stoppen, die sich durch das Material bewegen, aber wenn es viele davon gibt, verhindern sie die Bewegung von Versetzungen und dies erhöht die Festigkeit des Materials.

Wenn die Partikel zu groß werden (β'-Mg₂Und und B-Mg₂Und), aufgrund des begrenzten Mg- und Si-Gehalts im Aluminium gibt es davon zu wenige. In diesem Fall umgehen Versetzungen diese Partikel leicht und die Festigkeit des Materials nimmt ab..

Dies zeigt eine schematische Darstellung einer typischen künstlichen Alterung in der Abbildung unten..

Die Spitzenfestigkeitseigenschaften werden mit einer großen Anzahl kleiner Partikel β erreicht”-Mg₂Und. Für 6xxx-Legierungen sind typische künstliche Alterungsparameter die Temperatur 170 ºС bei Exposition 8 Stunden bzw 185 ºС bei Exposition 6 Std.

T-Zustände von Aluminiumlegierungen

Verschiedene Varianten von Alterungsparametern entsprechen verschiedene Zustandsbezeichnungen von Aluminiumlegierungen:

• T1 - nach dem Pressen auf Raumtemperatur abgekühlt und natürlich gealtert;
  
• T4 - nach dem Pressen durch separate Erwärmung gehärtet und natürlich gealtert;
  
• T5 - nach dem Pressen auf Raumtemperatur abgekühlt und auf die maximalen Festigkeitseigenschaften künstlich gealtert;
  
• T6 – nach dem Pressen durch separates Erhitzen gehärtet und auf maximale Festigkeitseigenschaften künstlich ausgelagert.

Um auf andere Alterungsbehandlungen zu verweisen, die speziell entwickelt wurden, um mechanische Eigenschaften zu erhalten, die sich von den maximalen Festigkeitseigenschaften unterscheiden. beispielsweise, Für Aluminiumprofile gelten die Bedingungen T52 und T591, die einer Biegung unterliegen, und Zustand T7 - ​​​​für Profile, bei erhöhten Temperaturen eingesetzt.

Strecken und Aushärten von Profilen

Eine gängige Praxis bei der Herstellung von extrudierten Aluminiumprofilen besteht darin, sie zu dehnen 0,5 % zu 3 % und anschließendes Auslagern mit einer Verzögerung von einem Tag Warmauslagerung für Profile aus niedriglegierten Legierungen 6xxx (nicht mehr 0,9 % Mg₂– Verbindungen zwischen gängigen Legierungen der 5xxx-Reihe (Al-Mg) [1], z.B, Aluminiumlegierungen AD31, 6060 und 6063. Dies trägt zum Erreichen optimaler mechanischer Eigenschaften der Profile nach der Alterung bei..

Allerdings ist eine solche Verzögerung bei höherfesten Aluminiumlegierungen (Gehalt Mg₂Und Mehr 0,9 %), z.B, 6061, können zu reduzierten mechanischen Eigenschaften des Materials von Aluminiumprofilen führen. Diese Legierungen enthalten Kupfer in einer Menge von nicht weniger als 0,1 %, die den Auswirkungen einer verzögerten künstlichen Alterung auf die endgültigen mechanischen Eigenschaften von warmgehärteten Aluminiumprofilen entgegenwirkt.