铝合金6061综合指南（UNS A96061）

铝合金 6061（UNS A96061）是一种沉淀硬化铝合金，属于6XXX系列铝合金，主要合金元素为镁和硅。 添加镁可以提高强度，添加硅可以降低金属的熔化温度。 一般具有良好的机械性能，可进行热处理和焊接。 6061铝合金是最常用的铝合金之一。

常见型号包括： 6061-O、6061-T1、6061-T4、6061-T6、6061-T42、6061-T651、6061-T42 等

6061-O 退火后的 6061（6061-O 回火）的极限拉伸强度小于 150 MPa (22 ksi)，极限屈服强度小于 83 MPa (12 ksi) 或 110 MPa (16 ksi)。 该材料的伸长率（至最终失效的伸长率） 金属材质 是10-18%。 为了达到退火状态，合金通常在 415 °C 下热浸 2-3 小时。 6061 T1 6061-T1铝合金是处于T6061状态的1铝。 为了达到这种回火状态，金属会自然时效，直到满足标准机械性能要求。 6061 T4 T4 回火 6061 的极限拉伸强度至少为 180 MPa (26 ksi) 或 210 MPa (30 ksi)，屈服强度至少为 110 MPa (16 ksi)。 伸长率为10-16%。 6061 T6 T6 回火 6061 经过处理，可在 6061 铝合金中提供最大的沉淀硬化（因此最大的屈服强度）。 极限拉伸强度至少为 290 MPa (42 ksi)，屈服强度至少为 240 MPa (35 ksi)。 更常见的值分别为 310 MPa (45 ksi) 和 270 MPa (39 ksi)。 这可能超过某些类型不锈钢的屈服强度。 对于厚度小于 8 毫米（6.35 英寸）的伸长率大于 0.250%。 较厚区域有 10% 的伸长率。 T651状态具有相似的机械性能。 6061-T6 在 25 °C (77 °F) 时的典型热导率约为 152 W/m K。使用标准 RR Moore 测试仪和样本，循环负载下的疲劳极限在 97 次完全反转时为 14 MPa (500,000,000 ksi)循环。 请注意，铝的 SN 曲线中没有明显的“拐点”，因此对于多少次循环相当于“无限寿命”存在一些争论。 另请注意，您的应用的疲劳极限的实际值可能会受到负载、坡度和表面光洁度等传统降额因素的显着影响。 6061 T42 6061-T42铝合金是T6061状态的42铝。 为了达到这种状态，金属需要经过固溶热处理并自然时效。 与 T4 脾气不同，这是由接收方而不是供应商完成的。 6061 T451 6061-T451铝合金是T6061状态的451铝。 为了实现这种回火，金属需要经过固溶热处理、消除应力，然后自然时效。 应力消除是通过将金属拉伸一定的量来实现的，拉伸量取决于所制造的标准锻造产品的类型（薄板、板材、棒材或锻件）。 6061 T4510 6061-T4510铝合金是6061铝的T4510状态。 为了实现这种回火，金属需要经过固溶热处理、消除应力，然后自然时效。 应力消除是通过拉伸金属来实现的，拉伸量取决于所制造的标准锻造产品的类型（挤压件或管材）。 拉伸操作后金属没有被拉直。 这种回火与 T4511 密切相关，TXNUMX 允许进行这种矫直。 6061 T4511 6061-T4511铝合金是6061铝的T4511状态。 为了实现这种回火，金属需要经过固溶热处理、消除应力，然后自然时效。 应力消除是通过拉伸金属来实现的，拉伸量取决于所制造的标准锻造产品的类型（挤压件或管材）。 金属在拉伸操作后被拉直。 这种回火与 T4510 密切相关，TXNUMX 不允许这种矫直。 与 6061 铝的其他变体相比，它的强度第二低。 6061 T51 6061-T51铝合金是处于T6061状态的51铝。 为了达到这种状态，需要对金属进行人工时效处理。 欠时效程度与T53、T54不同。 与 6061 铝的其他变体相比，它的延展性第二低。 6061 T62 6061-T62铝合金是T6061状态的62铝。 为了实现这种回火，对金属进行固溶热处理和人工时效，直到满足标准机械性能要求。 与 T6 脾气不同，这是由接收方而不是供应商完成的。 6061 T651 6061-T651铝合金是6061铝的T651状态。 为了达到这种回火效果，需要对金属进行固溶热处理、消除应力，然后进行人工时效。 应力消除是通过将金属拉伸一定的量来实现的，拉伸量取决于所制造的标准锻造产品的类型（薄板、板材、棒材或锻件）。 6061 T6510 6061-T6510铝合金是6061铝的T6510状态。 为了达到这种回火效果，需要对金属进行固溶热处理、消除应力，然后进行人工时效。 应力消除是通过拉伸金属来实现的，拉伸量取决于所制造的标准锻造产品的类型（挤压件或管材）。 拉伸操作后金属没有被拉直。 这种回火与 T6511 密切相关，TXNUMX 允许进行这种矫直。 6061 T6511 6061-T6511铝合金是6061铝的T6511状态。 为了达到这种回火效果，需要对金属进行固溶热处理、消除应力，然后进行人工时效。 应力消除是通过拉伸金属来实现的，拉伸量取决于所制造的标准锻造产品的类型（挤压件或管材）。 金属在拉伸操作后被拉直。 这种回火与 T6510 密切相关，TXNUMX 不允许进行这种矫直。 6061 T652 6061-T652铝合金是6061铝的T652状态。 为了达到这种回火效果，需要对金属进行固溶热处理、消除应力，然后进行人工时效。 通过将金属压缩 1-5% 来消除应力。 6061 T89 6061-T89铝合金是处于T6061状态的89铝。  6061 T94 6061-T94铝合金是处于T6061状态的94铝。 为了实现这种回火，对金属进行固溶热处理、人工时效，然后进行应变硬化至比 T9 回火更高的程度。

 工会

 （联合国统计局

 A96061）

 AMS

 4025;

 573-3

 AW-6061

 209

 H4000；

 3880.2

 B209；

 AMS

 4026;

 AW-AlMg1SiCu)

 H4040

3190

 B211；

 AMS

 4027;

 B221；

 AMS

 4117

 B210；

 B308 /

B308M；

/B241M

以下标准讨论了6061铝合金的不同形态和温度：

铝合金6061加工性能优良，耐蚀性好，韧性高，加工后不变形，成膜容易，氧化效果优良。

6061铝合金的主要合金元素是镁和硅，其中Mg2形成Si相。 如果含有一定量的锰、铬，可以中和铁的不良作用； 有时，添加少量的铜或锌以提高合金的强度而不显着降低其耐腐蚀性。 导电材料中还含有少量的铜，以抵消钛和铁对导电性能的不利影响； 锆或钛可以细化晶粒并控制再结晶结构。 为了改善切削加工性，可以添加铅和铋。 镁的固溶体2铝中的Si使合金具有人工时效硬化的功能。

铝合金6061在较硬的T4和T6状态下具有良好的切削加工性。 可以在退火状态下进行机械加工。

铝合金 6061 在退火状态下易于成型和加工。 弯曲、冲压、拉深、旋压等操作均采用标准方法进行。

6061铝合金具有优良的焊接性。 较薄的截面可以使用钨极氩弧焊技术进行焊接。 较厚的断面可采用熔化极气体保护焊技术进行焊接。 使用4043合金丝可以达到更好的效果但会影响T6性能。

在 6061°C (533°F) 下对铝合金 990 进行足够长的热处理，然后在水中淬火。 沉淀硬化过程可在 160°C (320°F) 下保持 18 小时，然后空气冷却。 该过程在 177°C (350°F) 下重复 8 小时，然后在空气中冷却。

制造车间通常将“铝 6061-T6”金属材料规格解释为允许 6061-T6、6061-T651 或 6061-T6511。 所有这些都是可接受的温度并且对于大多数应用都是允许的。 但是，从多年的经验来看，这不一定是最好的解释。 为了解释这一点，我们将介绍铝 6061 冶金工艺差异的基本背景，特别是热处理状态名称 6061-T6、6061-T651 和 6061-T6511。 还有其他名称，例如 F（加工状态）、O（退火）、W（自然固溶热处理）和 H（应变硬化），但这里不讨论它们。

不同行业，不同规格

不同行业有不同的材料规格方法。 在许多印刷品上，指定铝的原材料并不是很具体，只是简单地说明使用“铝合金 6061-T6”，没有其他名称。 在大多数情况下，使用这种通用原材料要求是因为零件可以由板材、挤压材料或轧制材料制成。 这为加工车间提供了灵活性，工程师不希望由于未定义的制造工艺方法或材料可用性而束缚加工车间。 一旦定义了流程，工程师或质量小组就应该锁定最适合该应用的特定铝类型。 公司质量小组可以从原型检验样品保证书和材料认证中识别材料。 然后，工程人员可以更新生产运行的打印材料名称。 您必须了解“T”脾气名称的差异才能理解一些想法。

尽管在 6061-T6511 中可能存在晶粒结构和来自矫直的附加应力（如果矫直，并且大多数棒材都经过矫直），但所有回火状态在化学和物理方面都是相同的。

铝合金 6061 在 233-483°C 下锻造。

铝合金 6061 在 260-372°C (500-700°F) 下进行热加工。

6061铝合金在O态下进行冷加工。 也可以在 T4 和 T6 状态下冷成型。

铝合金 6061 可在 775°F 的温度下退火 2-3 小时，然后在空气中以 10-260°C (50-500°F)/小时的速度进行控制冷却。

铝合金 6061 可在 177°C (350°F) 下时效 8 小时。 然后在空气中冷却。

根据GB/T 16475-1996标准，基本国家代码用英文大写字母表示。 细分状态码由基本状态码后跟一个、两个或多个阿拉伯数字表示。

HXX状态 H后面的第一位数字代表获得该状态的基本处理程序。 H1——简单加工硬化状态 适用于无需额外热处理即可通过加工硬化获得所需强度的状态。 H2——加工硬化和不完全退火状态 适用于加工硬化程度超过成品规定要求后，经过不完全退火，导致强度下降至规定规格的产品。 H3——加工硬化和稳定化处理状态 适用于加工硬化后经过低温热处理的产品或由于加工过程中的加热作用而使机械性能达到稳定的产品。 H4——加工硬化和涂漆处理状况 适用于加工硬化后因涂漆处理而进行不完全退火的产品。 H后第二位数字代表产品的加工硬化程度。 1到9的数字代表不同的硬化程度，其中8表示硬态，9表示超硬态。 HXXX 状态 H111——适用于最终退火后经过适量加工硬化的产品，但加工硬化程度没有H11状态高。 H112——适用于热加工成型的产品，该状态下产品的力学性能有规定要求。 H116——适用于镁含量≥5%的4.0XXX系列合金制成的产品。 这些产品有规定的机械性能和抗剥落腐蚀性能要求。 发送状态 在T后面添加0到10的阿拉伯数字，表示子状态，称为TX状态，如下表所示。 T后面的数字代表产品的基本加工程序。

注：某些6XXX系列合金可以达到同样的固溶热处理效果，无论是在炉内固溶热处理还是从高温成形过程中快速冷却以保留固溶体中的可溶成分。 这些合金的T0、T3、T4、T6、T7、T8、T9状态可以采用上述两种方法。

TXX状态、TXXX状态

在TX状态代码后再添加一个阿拉伯数字表示TXX状态，或添加两个阿拉伯数字表示TXXX状态，表示经过特定工艺处理后使产品特性（如机械性能、耐腐蚀性能）发生显着改变的状态等），如下表所示。

缓解压力状态 在上述TX、TXX、T XXX状态码后面添加“51”、“510”、“511”、“52”、“54”，表示经过应力消除处理的产品状态码，如图下表：

理论重量表 此表中提供的值是理论值，如果您下订单，应确认这些值。

6063铝回收角棒 重量表

6061 铝合金是一种常用的挤压铝合金，但您可以根据您的具体应用考虑其他选择。 以下是一些通常被视为替代品的其他常见铝合金。 6061和7075对比 选择7075铝合金的关键原因之一是其高强度。 它与锌形成铝合金，强度比6061强。但其耐腐蚀性比6061低，焊接较困难。 7075 用于船舶、汽车和航空航天应用，这些应用中强度至关重要。 6061和6063对比 6061 和 6063 是两种非常流行的挤压铝合金。 6000系列铝合金以镁和硅为主要铝合金元素。 因此，它们有许多相似的特征。 6061强度较高。 因此，它通常用于更结构化的应用程序。 另一方面，6063 用于较低强度的应用，例如栏杆或装饰、窗户和门。 6061和5052对比 6061铝的主要铝合金元素是镁和硅，而5052铝的主要铝合金元素是镁。 与其他铝合金相比，5052铝合金的主要优点之一是其高焊接性。 对于以可焊性为关键的项目，值得考虑。 然而，5052 的一个缺点是它不能进行热处理，因为它适用于各种焊接应用，并且由于其高耐腐蚀性而在海事应用中表现良好。 6061和2024对比 2024铝合金主要用于航空航天应用，以其高强度而闻名。 其铝合金的主要元素是铜。 虽然坚固且具有良好的抗疲劳性，但其机械加工性和焊接性比6061差。它的耐腐蚀性也较差，常用于承受高拉力的机翼和机身结构。 6060和6061对比 6060铝合金的硅含量比6061低，铜、镁的含量也比较低。 这使得6060铝合金具有高塑性和良好的耐腐蚀性，使其适合制作形状复杂的制品。 这两种铝合金在化学成分、物理性能和应用方面存在差异。 6082和6061对比 6082铝合金也是一种高强度、耐腐蚀铝合金，比6061铝合金具有更好的焊接性和切削加工性，适合制作形状复杂的机械零件。 当然，最终的选择还需要考虑机械零件的具体使用环境和要求，以及制造工艺和成本等因素。 您应该咨询专业的铝合金材料供应商或机械加工制造商，选择最合适的铝合金材料。

以6061-T6铝合金板材为研究对象，通过单向拉伸试验分析了热处理温度、保温时间、冷却方式等不同热处理工艺参数对6061铝合金塑性性能和硬度的影响。 、维氏显微硬度测试和金相测试。

铝合金具有比强度高、耐蚀性强、焊接性能优良、抗疲劳性能好、可回收利用等优良特性，广泛应用于轨道交通、汽车、船舶、航空航天等工业制造领域。 但由于铝合金材料在常温环境下未经特殊处理，存在塑性差、硬度低等问题，限制了其在工业中的应用。 目前，铝合金主要通过固溶、时效、均匀化退火等热处理工艺来提高其综合力学性能，以满足工业需求。 刘曲林等研究结果表明，喷射成形6061铝合金固溶时效，可以得到分布密度、球状GP区数量和少量针状β″相，且530℃固溶1 h +175℃时效8h时合金获得较高的综合力学性能。 冯银成等人的结果。 结果表明，180铝合金直接人工时效（6℃，6061h）后，产生大量板状β-Mg2Si析出相和GP区在基体中弥散分布，此时6061铝合金的强度较高，延伸率较低。 刘新光等人的结果。 结果表明，铸态 6061 铝合金的主要析出相由 Mg 组成。2硅、β-铝5硅铁、β-铝5(FeMn)Si、少量α-Al12-(锰铁)3Si2。 吉林大学徐开胜研究了均匀退火工艺对6061铝合金显微组织的影响，结果表明，均匀退火冷却方式对6061铝合金显微组织的影响主要体现在Mg的析出量上。2Si 和沉淀尺寸。 金等人。 发现随着固溶温度从535℃升高到555℃，固溶硬化提高了铸造铝镁硅合金的硬度和抗拉强度； 当固溶温度从535℃升高到555℃时，铸造铝镁硅合金的硬度增加。 金等人。 发现随着固溶温度从535℃升高到555℃，固溶硬化提高了铸造Al-Mg-Si合金的硬度和抗拉强度； 当固溶温度升高到565℃并延长固溶时间时，由于晶粒长大导致晶粒软化，合金的硬度和抗拉强度下降。 张等人。 研究了试验温度对铸造铝合金Al-10Si-1.2Cu-0.7Mn拉伸性能的影响。 他们发现合金的不同拉伸性能主要归因于不同的基体强度、相颗粒强度和损伤率。 徐等人。 采用多级固溶时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu挤压铝合金进行热处理，实验结果表明，多级固溶时效工艺可以增加位错密度，提高合金的抗晶间腐蚀性能，并且固溶处理系统（460℃×2h+470℃×2h+480℃×2h）和时效系统（121℃×5h+153℃×16h）热处理状态，获得综合性能优异的合金。 刘磊等. 研究了时效温度和时间对新型Al-6Zn-1.1Mg合金组织和性能的影响，结果表明GP区和η′相均能阻碍位错运动，对合金起到良好的强化作用。合金。段等人。 重点研究了两阶段预时效处理（T4P2）工艺中第二阶段处理温度对Al-Mg-Si合金的力学性能和析出特征的影响，结果表明，第二阶段处理温度可以防止Al-Mg-Si合金的力学性能和析出特征。位错运动并对合金起到良好的强化作用。 结果表明，Al-Mg-Si合金的烘烤硬化性能在二次预时效温度180℃时达到峰值。 李深兰等研究结果表明，6061铝合金热挤压板在固溶处理过程中发生的溶解，析出相颗粒主要是Mg2Si，残余粗大析出相主要为富Fe化合物； 当固溶温度为565℃，保温温度为40min时，铝合金可以获得良好的强度、硬度和塑性性能。 Li等对挤压件等槽道角固溶处理的研究 研究了固溶处理对等通道角挤压后Al-Zn-Mg-Cu合金组织和力学性能的影响。 结果表明，固溶处理诱导了晶界处骨架状和针状第二相的析出，显着增加了大角晶界和再结晶的比例，提高了合金的塑性。 Froeck 等人的研究结果。 表明固溶温度过高或过低，保温时间过长或过短，都会导致第二相颗粒固溶不完全，从而增加EN-Al合金的强度、硬度、和可塑性。 完全，从而提高EN-AW-6082铝合金的淬火敏感性。 李才文等. 研究了三种淬火冷却方式（空冷、空冷、水冷）对6061铝合金型材组织和性能的影响，结果表明，随着淬火冷却速度的增加，型材的强度显着提高，而其伸长率略有下降。 Xu等人的研究表明，6061铝合金在峰值时效状态下析出晶粒为针状β”相； 淬火温度越高，淬火空位越多，参与时效过程的固溶原子越多。 淬火温度越高，淬火空位越多，参与时效过程的固溶原子越多，导致析出相尺寸更细，数量增多，使铝合金的硬度显着增加； 当淬火温度超过550℃时，淬火温度对合金硬度的增强和β相β″析出速率的强化没有明显作用。 凯姆斯等人。 研究了均匀化处理温度和保温时间对锻造 Al-Mn-Fe-Si (-Mg) 铝合金硬度的影响。 结果表明，含有β”相的铸造铝合金处于峰值时效状态。 凯姆斯等人。 研究了温度和保温时间对锻造 Al-Mn-Fe-Si(-Mg) 铝合金硬度的影响，结果表明铸态含 Mg 合金能够获得大量的弥散强化经过均匀化处理（400℃，3~10h）后，合金的硬度显着提高。 2Si相、纯Si相和AlFeSi相经均匀化处理（550℃，12h），铝合金组织中弥散分布着大量细小的第二相，此时合金的硬度达到其最大限度; 继续延长保温时间和提高均匀性，铝合金中晶粒粗化，导致其硬度下降。 宇都宫等人。 研究了模淬火6061铝合金坯料在人工时效过程中的析出行为，结果表明，峰值时效后，尺寸小于30 nm的针状或粒状析出相均匀分布在水冷中。和模淬铝合金组织（Mg2Si).Ma 等人。 对AlN进行固溶处理P/Al-0.4Cu Ma等人。 对AlN进行固溶处理（530℃/1h）P/Al-0.4Cu复合材料。 结果表明，与水冷相比，液氮冷却合金中大角度晶界比例高、位错密度高、点缺陷浓度低，有利于显微组织的稳定性。 卡瓦佐斯等人。 研究了时效对6063铝合金退火敏感性的影响，结果表明，合金的淬火敏感性是由冷却过程中发生的初始析出引起的。 结果表明，6063铝合金的淬火敏感性是由冷却过程中发生的初始析出引起的，时效硬度峰值与冷却速率有关。 范等人。 研究了冷却速率和时效条件对AA6016铝合金板显微组织的影响，结果表明，在自然时效和人工时效状态下，冷却速率较快的AA6016铝合金综合性能优于缓冷方式，这主要是由于缓冷方式的冷却速度较慢，晶体内部形成晶体，冷却速度较慢，冷却速度较低。 这主要是由于缓冷方式下冷却速度较慢，且含有大量粗大的Si和Mg2Si沿着晶体中的晶界析出。 刘海泉等人的研究结果。 结果表明，不同的冷却方式对2524铝合金的最终组织有影响，冷却速度较快时，在晶体中析出细小的弥散相，而冷却速度较慢时，在晶界和晶体中析出粗大的、条状的S相。 综上所述，6061铝合金对热处理具有较高的敏感性，合理的热处理工艺可以提高合金的综合力学性能。 但对于6061-T6态铝合金热处理工艺的研究却鲜有报道。 考虑到6061-T6铝合金室温塑性性能较差，不利于室温塑性成型，研究不同热处理工艺参数（加热温度、保温时间、冷却方式）对6061-T6061铝合金的综合影响。为了研究6铝合金的塑性性能和硬度，以商用6061-TXNUMX铝合金板为研究对象，借助金相试验、单向拉伸试验和维氏显微硬度试验进行试验。 借助金相试验、单向拉伸试验和维氏显微硬度试验三种技术手段，研究了不同热处理工艺参数对XNUMX合金塑性和硬度的影响。

测试原材料为商用6061-T6铝合金冷轧板，合金主要成分及含量见表1。按照GB/T 228.1-2010标准，沿6061-T6铝合金板轧制方向截取拉伸标本。 表1 6061-T6铝合金板主要成分及含量（质量分数，%）

按表2制定的热处理工艺方案，首台SX2-4-10箱式电阻炉加热温度设定为410℃、440℃、470℃、500℃、530℃、560℃、590℃，达到预设温度后，分别放入截取的6061-T6铝合金试件，待炉内温度读数稳定后开始时间、保温时间和冷却方式如表2所示。

表2 6061-T6铝合金热处理工艺

针对不同加热温度处理的6061铝合金试件，采用CMT5105电子万能试验机和4P2MVA维氏硬度计测量了强度、伸长硬度等性能参数。 采用Axiovert 6061 MAT Zeiss金相显微镜观察了不同热处理工艺下200铝合金的显微组织。 微观结构是通过凯勒试剂（1 mL HF + 1.5 mL HCl + 2.5 mL HNO3 + 95 毫升水2O）

2.1.1 6061铝合金板不同热处理温度下的真实应力应变曲线 通过单向拉伸试验得到6061铝合金板在相同保温时间和冷却条件（2h，空冷）下经不同加热温度热处理后的真实应力应变曲线，如图1所示。由图1可见，不再进行二次热处理的6061-T6铝合金板的屈服强度为250MPa，抗拉强度为350MPa，高于6061-T1铝合金板的屈服强度和抗拉强度。再次热处理后得到410铝合金。 对比图6061a和b曲线可以看出，当热处理加热温度为6061℃时，重新热处理后的6铝合金的屈服强度较原屈服强度和抗拉强度有所降低1-T6061板。 对比图410b-f曲线可以看出，当热处理加热温度从530 ℃升高到14.19 ℃时，500铝合金的屈服强度先降低后升高，并达到最小值（1MPa） 530℃时，拉伸强度逐渐增加。 对比图590f-h中的曲线可知，当热处理加热温度从6061℃升高到410℃时，590铝合金板的屈服强度和抗拉强度均呈现增加趋势。 随着热处理温度从6061℃升高到XNUMX℃，XNUMX铝合金的屈服强度先降低后升高，而抗拉强度逐渐升高。

2.2.1 不同保温时间下6061铝合金板的真实应力应变曲线 基于6061铝合金在不同热处理温度下的研究成果，为研究热处理保温时间对6061铝合金板材综合力学性能的影响，得到不同保温时间条件下6061铝合金的基本性能参数为分别借助单向拉伸试验和维氏硬度试验进行研究。 通过单向拉伸试验得到在热处理温度为560℃、空冷条件下，经过不同保温时间后的6061铝合金的真实应力应变曲线如图4所示。如图4所示，当保温时间从1h延长至2h，6061铝合金的屈服强度逐渐降低，抗拉强度逐渐增加。 当保温时间从2h延长至3h时，6061铝合金的屈服强度没有明显变化，而抗拉强度逐渐下降。 当保温时间从3h延长至4h时，6061铝合金的屈服强度和抗拉强度逐渐增加，但增加幅度较小。 继续延长保温时间至5h。 6061铝合金屈服强度变化不明显，而抗拉强度逐渐下降。 可以看出，随着保温时间从1h延长至5h，6061铝合金的屈服强度先下降后上升。 同时，拉伸强度先增大后减小，且在保温时间超过3h时，热处理后铝合金板的强度变化趋势变慢。

2.3.1 6061铝合金板不同冷却方式下的真实应力应变曲线 在热处理过程中，加热温度、保温时间、冷却方式是三个必不可少的环节，各个环节的参数都会影响最终得到的铝合金的性能和组织。 因此，在确定了不同热处理温度和保温时间对6061铝合金综合力学性能的影响后，我们继续采用单向拉伸试验和维氏硬度试验来研究6061铝合金在不同热处理条件下的基本力学性能参数。不同冷却方式的条件。 在相同热处理温度和保温时间（560℃，4h）条件下，通过单向拉伸试验得到6061铝合金在不同冷却方式（炉冷、水冷、空冷）下的真实应力应变曲线为如图7所示。对比图7a和图6061c的曲线可以看出，炉冷方式下7铝合金板的屈服强度和抗拉强度均有所降低。 图6061b和图XNUMXc中的曲线表明，水冷模式下XNUMX铝合金板材的屈服强度和抗拉强度均得到提高。 2.3.2 不同冷却方式对6061铝合金板塑性性能的影响 基于热处理冷却方式对6061铝合金强度指标的影响，得出在热处理加热温度和保温时间相同的条件下（6061℃，560h）冷却方式对4铝合金均匀伸长率的影响。 ），如图8所示。如图8所示，当应变速率为0.0001s时-1，6061铝合金板在空冷、水冷、炉冷下的均匀伸长率分别为21.25%、22.50%、23.75%。 当应变速率为0.0005s时-1，6061铝合金板在空冷、水冷、炉冷模式下的均匀延伸率分别为25%、23.33%、25.83%。 6061铝合金板在应变速率为23.33s时，三种冷却方式下的均匀伸长率为0.001%-1。 从延伸率来看，6061铝合金在炉冷方式下塑性最好，空冷次之，水冷方式下塑性最差，但差异较小。 另外，应变速率的适当增加有利于材料伸长率的提高，但两者并不是单调递增关系。

为了从微观角度进一步揭示加热温度、保温时间和冷却方式对6061铝合金力学性能的影响机制，借助蔡司显微镜对不同热处理下的6061铝合金的显微组织进行了分析。参数。 在相同保温时间和冷却方式下，得到不同热处理加热温度下6061铝合金的显微组织，如图10所示。 如图所示。 由图10可知，随着加热温度的升高，6061铝合金的显微组织有明显的差异。 从图 由图10a可以看出，6061-T6态铝合金有明显的再结晶过程。 板材轧制变形产生的纤维组织被消除，形成尺寸差异较大的等轴晶体，晶粒内部存在大量细小的第二相，分散程度较高。 第二相的这种弥散分布会增加晶粒对位错运动的抵抗力，从而提高6061铝合金的强度、硬度和塑性。 6061铝合金的强度和硬度会增加，塑性会变差。 6061-T6铝合金的二次加热，与图10b-e相比，可以看出二次加热后6061铝合金晶粒再结晶，晶界溶解，并出现枝晶组织。 随着加热温度升高，6061铝合金再结晶驱动力逐渐增大，晶界连通程度增大，析出相逐渐溶解，位错阻碍能力下降，扩散强化逐渐消失。 当加热温度为500℃时，铝合金的再结晶过程已完成，再结晶晶粒长大且分布均匀。 因此，加热6061-T6铝合金时，当加热温度从410℃升至500℃时，铝合金的塑性逐渐增加，而硬度逐渐下降。 当加热温度继续升高时，与图 XNUMX 相比。 10f、g可以看出，当加热温度为530℃时，铝合金的晶粒中，通过晶界的合并，逐渐长大，晶体中的第二相又开始重新析出，铝合金的塑性性能有了提高。逐渐降低，硬度逐渐增加。 金相组织比较如图 XNUMX 所示。 10g和h，可以看出，当加热温度为560℃时，铝合金中的晶粒逐渐长大，通过合并形成网状，晶界清晰，连通程度高。 晶粒中析出相的数量逐渐增加。 此时，铝合金的塑性性能显着提高，硬度和强度也有所提高。 当加热温度升至590℃时，铝合金晶体中出现少量重熔球； 晶粒呈多边形，晶界粗化，呈锯齿状。

作者：丁凤娟