铝合金6101综合指南（UNS A96101）

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铝合金6101综合指南（UNS A96101）

2024-04-19 21:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

什么是铝合金6101？

铝合金 6101是一种低合金Al-Mg-Si导电铝合金。与其他6XXX系列铝合金相比，6101铝合金的合金化程度较低。不仅具有6XXX系铝合金的热处理强化、比强度高、耐蚀性好、成形性好等特点，而且还具有导电性能优良的优点。该合金已广泛应用于导电领域。随着新能源电动汽车的快速发展，电动汽车制造商提出使用6101铝合金作为导电部件，并对其导电性能和机械性能提出了严格的要求。指标要求电导率≥57%IACS，抗拉强度≥200MPa，屈服强度≥175MPa，弯曲无明显或可见裂纹。

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铝合金6101的分类

铝合金6101可以在各种回火条件下使用，因此不需要额外的热处理。各种回火可提供不同水平的强度、成型性和导电性，从而实现更大的设计灵活性。 Epower Metals 对于 6101 合金最常见的温度是：

标准脾气标准状态定义* F 如捏造的。对热条件没有特殊控制，也没有机械性能限制。 T6 经过固溶热处理和人工时效以达到最大机械性能水平。 T61 过时效回火，导电率高于 6101-T6，但机械性能较低。 T63 具有更高电导率的“中间”状态y 大于 6101-T6，但小于 6101-T61。 T64 最高的导电率和最佳的回火状态，可实现最大的成形性。部分退火状态。 T65 该合金状态下具有中等强度和导电性。控制拉伸强度和屈服强度范围，有助于控制弯曲再现性。特殊脾气特殊脾气定义** T61P 相同的电导率 6101-T61，但提供屈服强度最大值以帮助保持一致性弯曲性能。 T64P 相同的电导率 6101-T64 除了最大屈服极限适用于弯曲一致性y.

* 有关定义的更多详细信息，请参阅铝业协会的铝标准和数据手册以及铝和铝合金产品的状态。 ** 亿宝金属特殊状态名称是未注册的状态，仅供参考，未经铝业协会认可，供客户使用以识别独特的加工，金属材质或最终用途应用特征。相当于 6101 等级印度新IS 63401 旧的IS 91E 美国 (AA) 6101 BRITAIN （BS） 91E （航空公司） D50S GERMANY （DIN）电铝镁硅0.5 俄罗斯 – – 国际标准化组织 – – 法国 – – 北美 UNS A96101 铝合金6101标准

以下标准讨论了6101铝合金的不同形态和温度：

ASTM B209 铝及铝合金薄板和板材的标准规范。 ASTM B210 铝和铝的标准规范铝合金拉制无缝管. ASTM B211 铝和铝的标准规范铝合金棒材、棒材和线材。 ASTM B221 铝和铝合金挤压棒材、棒材、线材、型材和管材的标准规范。 ASTM B308/308M 铝合金 6101-T6 标准结构型材的标准规范。 ASTM B483 一般用途铝及铝合金冷拔管和管道的标准规范。 ASTM B547 铝和铝合金成型和电弧焊圆管的标准规范。 ISO 6361 锻造铝和铝合金板、带材和板材。

铝合金6101的特点

6101铝合金、美式锻铝、铝合金。 6101铝合金高强度导电材料。 55%IACS可保证良好的耐腐蚀性和可焊性，用于加工高强度母线导体。

铝合金6101化学成分重量％合金 6101 美国合金 6101A 英国 Al 巴尔巴尔 Si 0.30 / 0。70 0.30 / 0.70 Fe 最大0.50 最大0.40 Cu 最大0.10 最大0.05 Mn 最大0.03 – Cr 最大0.03 – B 最大0.06 – Mg 0.35/0.8 0.40 / 0.90 Zn 最大0.10 – 其他各最大0.03 最大0.03 其他合计最大0.10 最大0.10 6101铝合金力学性能和物理性能

标准脾气室壁厚度2 （分钟）拉伸强度 ksi (MPa) 典型热导率，@77°F，BTU-in./ft.2 hr.°F (W/mK@25℃) 最小电导率，@68°F，% IACS 最终的吃了（分钟）良率 – 0.2% 偏移（最小值）英寸 mm F 所有类型所有类型没有适用的属性 T6 0.125 - 0.500 3.20 - 12.50 29.0（200） 25.0（170） 1510（218） 55 T61 0.125 - 0.749 3.20 - 18.00 20.0（140） 15.0（100） 1540（222） 57 0.750 - 1.499 18.01 - 35.00 18.0（125） 11.0（75） 1540（222） 57 1.500 - 2.000 35.01 - 50.00 15.0（100） 8.0（55） 1540（222） 57 T63 0.125 - 1.000 3.20 - 25.0 27.0（185） 22.0（150） 1510（218） 56 T64 0.125 - 1.000 3.20 - 25.0 15.0（100） 8.0（55） 1570（226） 59.5 T65 0.125 - 0.749 3.20 - 20.0 25.0-32.0（170-220） 20.0-27.0（140-185） 1510（218） 56.5 特殊脾气* OP 0.125 - 1.000 3.20 - 25.0 最大 19.0 (130) 最大 8.0 (55) – 59.5 T61P 0.125 - 0.749 3.20 - 19.00 20.0（140） 15.0-22.0（100-150） 1540（222） 57 T64P 0.125 - 1.000 3.20 - 25.0 15.0（100） 8.0-15.0（55-100） 1570（226） 59.5

6101铝合金的热性能

查看房源医美问题温度（℃）疗程热膨胀 23（10-6/°C) 20-100 – 导热系数 218瓦/米 25 T6

6101铝合金的制备及热处理可加工性铝合金6101

6101铝合金具有良好的切削加工性。油基润滑剂用于执行机械加工操作。硬质合金或高速工具钢工具可用于加工这种合金。

6101铝合金的成型

铝6101合金可以使用常规方法形成。

铝合金6101的焊接

铝/铝 6101 合金可以使用所有标准焊接方法进行焊接。惰性气体电弧焊方法是焊接这种合金的最优选方法。在热处理状态下焊接时，后续零件的强度会降低。

热处理铝合金6101

铝/铝 6101 合金不会因热处理而发生反应。然而，热处理可以通过退火和时效来完成。

锻造铝合金6101

通过常规工艺，成型特性良好。另请参见冷加工。

铝合金6101冷加工

铝合金 6101 可以在时效或退火条件下进行冷加工。

铝合金6101退火

铝 6101 合金在 413°C (775°F) 下退火 3 小时，然后以每小时 10 至 260°C (50 至 500°F) 的速度进行控制冷却，并在空气中冷却。还可以在 344°C (650°F) 冷加工后在空气中冷却后进行应力消除退火工艺。

铝合金6101时效

铝/铝 6101 合金可根据最终回火状态在不同温度和时间下进行时效。例如，T6 可在 177°C (350°F) 下老化 20 小时，T61 可在 227°C (440°F) 下老化 6 小时，T63 可在 194°C (380°F) 下老化）19小时，然后在空气中冷却。

铝合金6101的硬化处理

6101铝合金可以通过冷加工和时效进行硬化。

6XXX系列铝合金的品种、状态和典型用途

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铝/铝合金主要品种州/领地典型用途 6005 挤压管材、型材、棒材和线材 T1, T5 挤压型材和管道用于要求强度大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等。 6009 盘子 T4, T6 车身板 6010 盘子 T4, T6 车身板 6101 盘子 O, T4, T6 需要具有一定强度、高焊接性、耐腐蚀性的各种工业结构件，如用于制造卡车、塔式建筑、船舶、有轨电车、铁道车辆、家具等的管、棒、型材等。厚板 O, T451, T651 拉伸管 O, T4, T6 O, T1, T4, T4510, T4511, 挤压管材、型材、棒材和线材 T51, T6, T6510, T6511 导管 T6 轧制或挤压结构型材 T6 冷加工棒材 O, H13, T4, T541, T6, T651 冷加工线材 O, H13, T4, T6, T89, T913, T94 铆钉丝 T6 锻造 F, T6, T652 6063 拉伸管 O, T4, T6, T83, T831, T832 建筑型材、灌溉管道、车辆、货架、家具、电梯、围栏等用挤压材料，以及飞机、船舶、轻工部门、建筑等用的不同颜色的装饰构件。挤压管材、型材、棒材和线材 O, T1, T4, T5, T52, T6 导管 T6 6066 拉伸管 O, T4, T42, T6, T62 用于焊接结构的锻件和挤压材料挤压管材、型材、棒材和线材 O, T4, T4510, T4511, T42, T6, T6510, T6511, T62 锻造 F, T6 6070 挤压管材、型材、棒材和线材 O, T4, T4511, T6, T6511, T62 用于汽车工业、桥梁、电缆塔、导航部件、机器零件导管等的重型焊接结构和挤压材料和管道。锻造 F, T6 6101 挤压管材、型材、棒材和线材 T6, T61, T63, T64, T65, H111 总线用高强度棒材、高强度母线、导体、散热装置。导管 T6, T61, T63, T64, T65, H111 轧制或挤压结构型材 T6, T61, T63, T64, T65, H111 6151 锻造 F, T6, T652 用于锻造曲轴零件、机械零件，以及生产滚环导向矿山和机械零件，用于既要求良好的延展性、高强度又具有良好的耐腐蚀性的用途。 6201 冷加工线材 T81 高强度导电棒材和线材 6205 盘子 T1, T5 厚板、踏板和高冲击挤压零件挤压材料 T1, T5 6262 拉伸管 T2, T6, T62, T9 要求采用2011、2017合金的螺纹高应力机械零件具有耐腐蚀性能（具有良好的切削性能）。挤压管材、型材、棒材和线材 T6, T6510, T6511, T62 冷加工棒材 T6, T651, T62, T9 冷加工线材 T6, T9 6351 挤压管材、型材、棒材和线材 T1, T4, T5, T51, T54, T6 车辆挤压结构件、水、油等输送管道、压力控制型材。 6463 挤压棒、型材、线材 T1, T5, T6, T62 建筑及各种仪表型材以及汽车装饰件经阳极氧化处理后表面光亮。 6A02 盘子 O, T4, T6 航空发动机零件、形状复杂的锻件和模锻件，要求机械零件具有高塑性和高耐腐蚀性。厚板 O, T4, T451, T6, T651 管材、棒材、型材 O, T4, T4511, T6, T6511 锻造 F, T6

中国变形铝合金国家规范及表示方法

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。

基本状态码

代码名字解释与应用 F 免费处理状态适用于成形过程中对加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品，且对该状态下产品的力学性能没有规定。 O 退火状态适用于经过完全退火以获得最低强度的加工产品。 H 加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品可以经过（或可以不经过）额外的热处理以降低加工硬化后的强度。 H 代码后面必须跟两个或三个阿拉伯数字。 T 热处理状态（不同于F、O、H状态）适用于热处理后经过（或不经过）加工硬化已达到稳定状态的产品。 T代码后必须跟一个或多个阿拉伯数字。

细分状态代码e

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。

状态码解释与应用 T0 经过固溶热处理和自然时效后，适用于经过冷加工提高强度的产品。 T1 产品经高温成型工艺冷却后自然时效至基本稳定状态。适用于经高温成型工艺冷却后，不再进行冷加工的产品（可矫直或压扁，但不影响机械性能极限）。 T2 经高温成形工艺冷却，冷加工后自然时效至基本稳定状态，适用于经高温成形工艺冷却后，经冷加工、矫直、矫平提高强度的产品。 T3 固溶热处理后，进行冷加工，然后自然时效至基本稳定状态。适用于固溶热处理后进行冷加工或矫直或矫平以提高强度的产品。 T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定状态适用于固溶热处理后不再进行冷加工（可矫直或压扁，但不影响力学性能极限）的产品。 T5 高温成型工艺冷却后进行人工时效的产品适用于高温成型工艺冷却后不进行冷加工的产品（可以矫直或压扁，但不影响性能）机械性能极限），但要进行人工时效。 T6 固溶热处理后人工时效的状态适用于固溶热处理后不再进行冷加工（可以矫直或压扁，但不影响力学性能极限）的产品。 T7 固溶热处理后的时效状态适用于为了获得某些重要特性而在人工时效时超过时效曲线上强度峰值点的产品。 T8 固溶热处理后进行冷加工，然后进行人工时效的状态，适用于经过冷加工、矫直、整平以提高强度的产品。 T9 固溶热处理后进行冷加工的人工时效状态适用于经过冷加工以提高强度的产品。 T10 高温成形过程冷却后的状态，然后进行冷压经冷加工矫直、矫平后的产品，宜先进行加工，然后进行人工时效，以提高强度。

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。

状态码解释与应用 T42 适用于O或F状态固溶热处理后自然时效至完全稳定状态的产品，以及买方任何状态热处理后达到T42状态机械性能的产品。 T62 适用于O或F状态固溶热处理后进行人工时效的产品，也适用于需方对任意状态的加工品进行热处理后力学性能达到T62状态的产品。 T73 适用于经过固溶热处理和时效处理以达到规定的机械性能和耐应力腐蚀指标的产品。 T74 与T73状态定义相同。该状态的拉伸强度大于T73状态，但小于T76状态。 T76 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度高于T73和T74状态，抗应力腐蚀断裂能力分别低于T73和T74状态。但其抗剥落腐蚀能力仍较好。 T7X2 适用于O或F状态固溶热处理后进行人工时效处理的产品，机械性能和耐腐蚀性能达到T7X状态。 T81 适用于经过固溶热处理，进行1%左右的冷加工变形以增加强度，然后进行人工时效的产品。 T87 适用于经过固溶热处理的产品，经过7%左右的冷加工d变形以增加强度，然后进行人工时效。

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：

状态码解释与应用 TX51、TXX51、TXXX51 适用于厚板、轧制或冷加工棒材，以及固溶热处理或自高温后按规定量拉伸的模锻件、锻环或轧环成型过程冷却。厚板拉伸后未经矫直的此类产品永久变形为1.5%-3%；轧制或冷精加工棒材的永久变形为1%-3%；模具永久变形锻件, 锻造戒指，或轧制环为1%-5%。 TX510、TXX510、TXXX510 适用于固溶热处理或自高温成形工艺冷却后按规定拉伸量的挤压棒材、型材、管材以及拉拔管材。此类产品拉伸后不再矫直，挤压棒材、型材、管材的永久变形为1%-3%；拉拔管的永久变形为1.5%-3%。 TX511、TXX511、TXXX511 适用于固溶热处理或自高温成形工艺冷却后按规定拉伸量的挤压棒材、型材、管材以及拉拔管材。这些产品拉伸后稍微矫直，以满足挤压棒材、型材、管材永久变形1%-3%的标准公差；拉拔管的永久变形为1.5%-3%。 TX52、TXX52、TXXX52 适用于固溶热处理或高温热处理后永久变形1%-5%的产品通过压缩进行冷却和应力消除。 TX54、TXX54、TXXX54 适用于通过最终冷成型消除应力的模锻件锻造模具。

铝合金6101产品计算方法UCTs 重量铝合金板 (kg)=0.00000275×厚×宽×长度单位(mm)；铝合金管重量（kg）=0.00000275×（外径×外径-内径×内径）x3.14/4×长度单位（mm）；铝合金杆重量（kg）=0.00000275×三点一四×半径×半径×长度单位（mm）。

6063铝圆棒重量表

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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。

产品直径重量 6101铝圆棒 6 mm 0,076公斤/米 6101铝圆棒 7 mm 0,104公斤/米 6101铝圆棒 8 mm 0,136公斤/米 6101铝圆棒 9 mm 0,172公斤/米 6101铝圆棒 9,5 mm 0,191公斤/米 6101铝圆棒 10 mm 0,212公斤/米 6101铝圆棒 11 mm 0,257公斤/米 6101铝圆棒 12 mm 0,305公斤/米 6101铝圆棒 12,5 mm 0,331公斤/米 6101铝圆棒 13 mm 0,358公斤/米 6101铝圆棒 14 mm 0,416公斤/米 6101铝圆棒 16 mm 0,543公斤/米 6101铝圆棒 16,5 mm 0,577公斤/米 6101铝圆棒 18 mm 0,687公斤/米 6101铝圆棒 19 mm 0,766公斤/米 6101铝圆棒 20 mm 0,848公斤/米 6101铝圆棒 22 mm 1,026公斤/米 6101铝圆棒 25 mm 1,325公斤/米 6101铝圆棒 28 mm 1,663公斤/米 6101铝圆棒 30 mm 1,909公斤/米 6101铝圆棒 31 mm 2,038公斤/米 6101铝圆棒 32 mm 2,171公斤/米 6101铝圆棒 35 mm 2,598公斤/米 6101铝圆棒 38 mm 3,062公斤/米 6101铝圆棒 40 mm 3,393公斤/米 6101铝圆棒 45 mm 4,294公斤/米 6101铝圆棒 50 mm 5,301公斤/米 6101铝圆棒 55 mm 6,415公斤/米 6101铝圆棒 60 mm 7,634公斤/米 6101铝圆棒 65 mm 8,959公斤/米 6101铝圆棒 70 mm 10,391公斤/米 6101铝圆棒 75 mm 11,928公斤/米 6101铝圆棒 80 mm 13,572公斤/米 6101铝圆棒 90 mm 17,177公斤/米 6101铝圆棒 100 mm 21,206公斤/米 6101铝圆棒 105 mm 23,379公斤/米 6101铝圆棒 110 mm 25,659公斤/米 6101铝圆棒 120 mm 30,536公斤/米 6101铝圆棒 127 mm 34,203公斤/米 6101铝圆棒 130 mm 35,838公斤/米 6101铝圆棒 140 mm 41,563公斤/米 6101铝圆棒 150 mm 47,713公斤/米 6101铝圆棒 180 mm 68,707公斤/米 6101铝圆棒 200 mm 84,823公斤/米

6063铝方棒重量表

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产品侧重量铝方条 10 mm 0,270公斤/米铝方条 15 mm 0,608 千克/米铝方条 16 mm 0,691公斤/米铝方条 20 mm 1,080公斤/米铝方条 25 mm 1,688公斤/米铝方条 35 mm 3,308公斤/米铝方条 45 mm 5,468公斤/米铝方条 60 mm 9,720公斤/米铝方条 100 mm 27,000公斤/米

6063铝回收角棒重量表

20230917030805 66811 - 铝合金 6101 综合指南 (UNS A96101)

产品宽度厚度重量 6101铝矩形棒 20 mm x 2 mm 0,108公斤/米 6101铝矩形棒 15 mm x 3 mm 0,122公斤/米 6101铝矩形棒 20 mm x 3 mm 0,162公斤/米 6101铝矩形棒 25 mm x 3 mm 0,203公斤/米 6101铝矩形棒 30 mm x 3 mm 0,243公斤/米 6101铝矩形棒 40 mm x 3 mm 0,324公斤/米 6101铝矩形棒 15 mm x 4 mm 0,162公斤/米 6101铝矩形棒 20 mm x 4 mm 0,216公斤/米 6101铝矩形棒 25 mm x 4 mm 0,270公斤/米 6101铝矩形棒 30 mm x 4 mm 0,324公斤/米 6101铝矩形棒 15 mm x 5 mm 0,203公斤/米 6101铝矩形棒 20 mm x 5 mm 0,270公斤/米 6101铝矩形棒 25 mm x 5 mm 0,338公斤/米 6101铝矩形棒 30 mm x 5 mm 0,405公斤/米 6101铝矩形棒 40 mm x 5 mm 0,540公斤/米 6101铝矩形棒 50 mm x 5 mm 0,675公斤/米 6101铝矩形棒 30 mm x 6 mm 0,486公斤/米 6101铝矩形棒 40 mm x 6 mm 0,648公斤/米 6101铝矩形棒 60 mm x 6 mm 0,972公斤/米 6101铝矩形棒 20 mm x 8 mm 0,432公斤/米 6101铝矩形棒 25 mm x 8 mm 0,540公斤/米 6101铝矩形棒 30 mm x 8 mm 0,648公斤/米 6101铝矩形棒 40 mm x 8 mm 0,864公斤/米 6101铝矩形棒 50 mm x 8 mm 1,080公斤/米 6101铝矩形棒 55 mm x 8 mm 1,188公斤/米 6101铝矩形棒 60 mm x 8 mm 1,296公斤/米 6101铝矩形棒 80 mm x 8 mm 1,728公斤/米 6101铝矩形棒 100 mm x 8 mm 2,160公斤/米 6101铝矩形棒 20 mm x 10 mm 0,540公斤/米 6101铝矩形棒 25 mm x 10 mm 0,675公斤/米 6101铝矩形棒 30 mm x 10 mm 0,810公斤/米 6101铝矩形棒 40 mm x 10 mm 1,080公斤/米 6101铝矩形棒 50 mm x 10 mm 1,350公斤/米 6101铝矩形棒 60 mm x 10 mm 1,620公斤/米 6101铝矩形棒 80 mm x 10 mm 2,160公斤/米 6101铝矩形棒 100 mm x 10 mm 2,700公斤/米 6101铝矩形棒 200 mm x 20 mm 10,800公斤/米 6101-T6铝板尺寸

尺寸（mm）理论质量KG/板 2000 X 1000 X 0.5 2500 X 1250 X 0.5 2000 X 1000 X 0.7 2500 X 1250 X 0.7 2000 X 1000 X 0.9 2500 X 1250 X 0.9 2000 X 1000 X 1.2 2500 X 1250 X 1.2 3000 X 1500 X 1.2 2000 X 1000 X 1.6 2500 X 1250 X 1.6 3000 X 1500 X 1.6 2000 X 1000 X 2.0 2500 X 1250 X 2.0 3000 X 1500 X 2.0 2500 X 1250 X 2.5 2.79 4.36 3.91 6.1 5.02 7.85 6.74 10.46 15.01 8.93 13.95 20.09 11.16 17.44 25.11 21.8

6101-T6铝板重量表

宽度：1.000 毫米 | 长度：2.000 毫米

20230918020631 46938 - 铝合金 6101 综合指南 (UNS A96101)

产品厚度重量 6101-T6铝板 0,30 mm 0,810公斤/米2 6101-T6铝板 0,40 mm 1,080公斤/米2 6101-T6铝板 0,50 mm 1,350公斤/米2 6101-T6铝板 0,60 mm 1,620公斤/米2 6101-T6铝板 0,70 mm 1,890公斤/米2 6101-T6铝板 0,80 mm 2,160公斤/米2 6101-T6铝板 0,90 mm 2,430公斤/米2 6101-T6铝板 1,00 mm 2,700公斤/米2 6101-T6铝板 1,20 mm 3,240公斤/米2 6101-T6铝板 1,40 mm 3,780公斤/米2 6101-T6铝板 1,50 mm 4,050公斤/米2 6101-T6铝板 1,60 mm 4,320公斤/米2 6101-T6铝板 1,80 mm 4,860公斤/米2 6101-T6铝板 2,00 mm 5,400公斤/米2 6101-T6铝板 2,20 mm 5,940公斤/米2 6101-T6铝板 2,50 mm 6,750公斤/米2 6101-T6铝板 3,00 mm 8,100公斤/米2 6101-T6铝板 4,00 mm 10,800公斤/米2 6101-T6铝板 5,00 mm 13,500公斤/米2 6101-T6铝板 6,00 mm 16,200公斤/米2 6101-T6铝板 10,00 mm 27,000公斤/米2 6101-T6铝板 12,00 mm 32,400公斤/米2 6101-T6铝板 15,00 mm 40,500公斤/米2 6101-T6铝板 20,00 mm 54,000公斤/米2

热处理工艺参数对6101铝板带材力学性能和导电率的影响

研究了不同固溶体系、预拉伸和时效体系对6101铝合金性能和导电率的影响。结果表明，随着固溶温度和保温时间的延长，抗拉强度、屈服强度和延伸率变化较小，但晶粒呈长大趋势；弯曲的橘皮越来越明显；预拉伸提供了更多的形核位点，提高了合金的时效强化能力。

0。前言

铜和铝是两种最主要的导电金属材料。铜面临着资源稀缺、价格昂贵等缺点，而铝作为地球上储量最丰富的有色金属，具有质轻、耐腐蚀、成型性好、成本低等优点，已逐渐在工业领域得到应用。电力导体、储能电站、新能源汽车等，铝代铜大势所趋。 6101铝合金是一种低合金Al-Mg-Si系热处理可强化合金，具有中等强度、良好的导电性和成形性，近年来已成为导电材料研究的热门对象。特别是随着新能源电动汽车和快充技术的快速发展，6101铝板越来越被特斯拉等电动汽车公司广泛使用；它不仅要求其具有高强度和优良的导电性，而且对合金的弯曲和加工性能提出了很高的要求。铝合金的强度、导电性、弯曲性能都不容易得到，因此保证导电性的前提下不降低材料性能就成为材料生产过程的难点和关键控制。一般要求材料抗拉强度为185—225MPa，屈服强度为150—210MPa，导电率≥56%IACS，90°弯曲半径为厚度的1倍。目前主要从以下两个方面进行控制。

(1)低合金及微合金化：采用低Fe、Cu、Zn等杂质的高纯铝水，降低Cr、Mn、Ti、V等影响电导率的有害元素含量适量B元素增加，促使与Cr、Ti、V等形成硼化物，硼化物在晶界析出聚集，或加入稀土元素，形成强化相弥散析出； (2)时效工艺优化：通过单级或双极时效工艺开发，促进Mg的析出2Si强化相，减少晶格畸变和传导电子的散射。但这些控制措施在一定程度上面临着增加成本、牺牲强度、忽视后续弯曲加工要求等问题。因此，本研究旨在通过优化热处理工艺参数，在不增加太多成本的情况下，协同调节6101铝合金的强度、导电率和切削加工性。

1. 测试程序 1.1化学成分

试验材料为厚度为6101 mm的3.0铝合金板带材，合金成分如表1所示。表1 6101试验合金成分（质量分数/%）

Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti B Al 0.45 0.18 0.05 0.03 0.5 0.02 0.05 0.01 0.005 巴尔。

1.2 试验过程及方法

将冷轧板用UNITEMP快速升温炉固溶，水淬处理，采用日本岛津100kN万能试验机进行预拉伸，然后在箱式炉中进行人工时效试验得到试验样品。万能试验机测试力学性能；采用Sigma-2008A涡流电导率仪检测电导率；使用液压折弯机评价折弯性能；采用蔡司光学显微镜观察晶粒组织分布。本实验设计了不同的热处理工艺参数（固溶温度、固溶时间、预拉伸量、时效温度、时效时间等），获得了良好的综合性能。具体如下：

(1) 采用在 530°C – 555°C 保持 15 s、45 s 和 60 s 的固溶状态来探索该状态对晶粒和性能的影响。 (2)采用0.5%、3%、5%三种预拉伸量，探讨预拉伸对性能和导电率的影响。 (3)采用160/180/200℃×(2~24)h单级时效和85/165℃×4+200℃×(2~12)h双级时效进行探索这种时效处理方案对性能和电导率的影响。

二、测试结果及分析

6101合金主要通过固溶和时效处理来控制其晶粒和组织尺寸及分布，影响成品的性能和导电率。大量研究表明，6××××系时效处理的析出顺序为：α过饱和固溶体→GP区→β”→β'→β。时效过程中析出的G区和β”起到了较好的补强作用，同时第二相相对固溶体原子的分散分布对导电电子的散射作用较小，更容易获得较大的电导率。相对于固溶体原子弥散分布的第二相对导电电子的散射作用较小；更容易获得较大的电导率。

2.1 固溶温度和时间对晶粒及性能的影响

图1显示了不同固溶工艺条件下的表面和纵向晶粒分布。可以看出，在相同保温时间下，随着固溶温度的升高，表面和纵向晶粒有粗化趋势，弯曲橘皮现象更加明显，见图2；当固溶温度相同时，随着保温时间的延长，表面和纵向晶粒变化很小。 20230918044553 19760 - 铝合金 6101 综合指南 (UNS A96101) 图1 不同固溶工艺下晶粒对比（放大100倍） 20230918044646 13564 - 铝合金 6101 综合指南 (UNS A96101) 图2 90°弯曲晶粒尺寸效应对比（左右样品的平均晶粒尺寸分别为86μm和65μm。）表 2 显示了固溶体状态对成品性能和电导率的影响。由表可见，在相同的预拉伸和时效制度下，不同的固溶温度和保温时间对成品的性能和导电率影响不大。这表明6101属于低合金化，通过温度530℃以上短时间保温即可完成完全固溶，为后续时效析出奠定了成品的性能良好的基础，且对导电率的影响很小。表2 不同固溶态下的性能和电导率

联系电话固溶体体系预拉伸g

处方系统抗拉强度

/兆帕

屈服强度

/MPA

伸长率

电导率

/%IACS

1# 530 ℃ × 15 秒 0.5 180 ℃ ×5小时 217 199 12.9 57.2 2# 530 ℃ X 60秒 0.5 180 ℃ X 5小时 218 200 11.16 57 3# 555 ℃ × 15 秒 0.5 180 ℃ ×5小时 214 199 8.9 57 4# 555 ℃ X 60秒 0.5 180 ℃ ×5小时 220 202 12.56 57

2.2 预拉伸对性能和电导率的影响

表3为不同预拉伸条件下性能和导电率的比较。可以看出，在固溶和时效制度相同的前提下，随着预拉伸量的增加，拉伸强度、屈服强度、导电率甚至伸长率均呈增加趋势。这表明适当增加预拉伸会产生更多的滑移位错，增强后续时效析出驱动力，从而获得更好的时效强度。同时，析出相的增加会耗尽固溶体原子，晶格畸变程度降低，导电率可进一步提高。表3 不同预拉伸下的性能及电导率

联系电话固溶体体系预拉伸

处方系统抗拉强度

/兆帕

屈服强度h

/MPA

伸长率大鼠e

电导率y

/%IACS

1# 555°C x 15小号 0.5 180°C x 5小时 214 199 8.9 57 2# 555°C x 15小号 3 180°C x 5小时 217 201 10.22 57.6 3# 555°C x 15小号 5 180°C x 5小时 223 204.5 11.91 58

2.3 单级时效对性能和电导率的影响

在固溶和预拉伸相同的前提下，单阶段时效方式对成品性能和电导率的影响如图3和图4所示。老化分为欠老化→峰值老化→过老化过程三个阶段。随着时效时间的延长，抗拉强度和屈服强度先增大后减小，电导率始终呈现增大的趋势；随着时效温度的升高，进入峰值时效的速度加快，但峰值强度较低温时效时小。综合客户要求可选择180℃×(8-24)h或200℃×(5-24)h单级时效工艺，保证抗拉强度186-223MPa，屈服强度159.5-204.5MPa ，电导率 56.20 – 57.41 % IACS。 20230918045404 84524 - 铝合金 6101 综合指南 (UNS A96101) 图3 单阶段时效性能变化趋势 20230918053549 16933 - 铝合金 6101 综合指南 (UNS A96101) 图4 单阶段老化电导率趋势

2.4 双阶段时效对性能和电导率的影响

在固溶和预拉伸相同的前提下，选择了两种工艺方案来探讨两阶段时效制度对成品性能和导电率的影响，结果如图 5 和图 6 所示。由图 85 和图 4 可以看出，与 200 ℃/2 h + 12 ℃/(165 – 4) h 相比，200 ℃/2 h + 12 ℃/ 处理方案下的抗拉强度、屈服强度和电导率波动较小且更加稳定。 (56.4~58.1)h，强度保持在较高水平；在不牺牲太多的情况下，降低了产品的拉伸强度，提高了产品的导电率。高水平; 在不牺牲太多强度的情况下，电导率仍保持在165-4%IACS范围内，便于工业化稳定生产。与单级时效相比，双级时效的性能更好、更稳定，有利于实际生产控制。研究表明，双阶段时效比单阶段时效具有更大的β″和β′相尺寸、更宽的晶界无沉淀区(PFZ)以及更高的材料电导率。综合指标表明，200℃/5h+12℃/(223-227)h方案更能保证拉伸强度189-204MPa，屈服强度57-58.1MPa，电导率XNUMX- XNUMX% IACS。 20230918053805 32318 - 铝合金 6101 综合指南 (UNS A96101) 图5 两阶段人工时效性能变化趋势 20230918054002 85109 - 铝合金 6101 综合指南 (UNS A96101) 图6 两阶段人工时效电导率变化趋势

3。结论

(1)固溶温度和保温时间对成品的抗拉强度、屈服强度、导电率影响较小。尽管如此，颗粒仍在生长，弯曲的橘皮也越来越明显。 (2)随着预拉伸的增加，产生更多的滑移位错，提供更多的形核位点，有助于合金时效强化能力的提高，抗拉强度、屈服强度、导电率均呈现上升趋势。 (3)随着单级时效时间的延长，抗拉强度和屈服强度先增大后减小，电导率呈现持续增大的趋势；随着单级时效温度的升高，进入峰值时效的速度加快，但峰值强度较低温时效时较低。 (4) 与85 ℃/4 h + 200 ℃/(2 – 12) h处理相比，165 ℃/4 h + 200 ℃/(2 – 12) h处理方案下材料的抗拉强度、屈服强度和电导率XNUMX）h波动较小且更加稳定，强度保持在较高水平。双级时效相对于单级时效性能更好、更稳定，有利于实际生产控制。 (5)结合热处理工艺参数对性能和导电率的影响规律，确定固溶530℃×(15-60)s+预拉伸0.5%+双级时效165℃/ 4h+200℃/(5-12)h体系下，材料可以获得优异的综合性能。

作者：阙世胜

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