高性能超流6×××系铝合金的进展

王海彬，王祝堂

(1.东北轻合金有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150060； 2.中国有色金属加工工业协会，北京 100814)

6×××系铝合金又称Al-Mg-Si合金或Al-Mg2Si合金，Mg及Si是其主要合金化元素，往往还含有少量的Mn或Cr，作为杂质元素Fe的中和剂，有时还添加少量Cu或Zn，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性能明显下降；导电材料中有少量Cu、以抵消Ti及V对导电性的不良影响； Zr或Ti能控制晶粒尺寸；为了改善切削加工性，有时还加入Pb与Bi，但它们在此类合金中的作用比在无Mg合金中的小。

现行的6×××系铝合金的化学成分(质量分数/%)：Mg 0.2～1.5，Cr 0～0.5，B、Ti、Zr 0～0.3，Si 0.2～2，Cu 0～2.0，Pb、B 0～0.1，Mn 0～1.5，Zn 0～2.5。

Mg2Si中w(Mg)/w(Si)为1.73，但是在生产中不可能保持此比例，所以大部分合金不是含有过剩量的Mg，就是Si含量过剩。Mg含量过剩时，合金的抗蚀性能好，但强度与成形性能较低； Si含量过剩时，合金的强度高，成形性能及可焊性能较低，且稍有晶间腐蚀倾向。

Al-Mg-Si合金的组织比较简单，主要强化相是Mg2Si，热处理时Mg2Si溶于固溶体中，使合金在人工时效时有强化能力。如果合金含有相当量的Cu和Si，则除了Mg2Si外，还会形成Cu2Mg8Si6Al5，即至少有一部分Mg2Si被Cu2Mg8Si6Al5取代，后者也有一定的时效硬化能力。在无Mn、Cr的合金中，Fe以Al3Fe、Al6Fe、Fe2SiAl6或FeMg3Si6Al8的形式存在；在有Mn及Cr的合金中，Fe与它们形成化合物。Zn溶于固溶体中，B、Ti、Zr的含量很小，一般不会形成可见的化合物。加入P、S、Te、I或MgCl2可使Mg2Si球化。

2018年在美国铝业协会公司(The Aluminum Association，Inc.)注册的706个变形铝合金中(常用的550个，非常用的156)，6×××系铝合金126个，占17.85%，居第二位，仅比5×××铝合金的141个少15个。但是6×××系铝合金半成品的产量却居前位，因为建筑-结构铝材的85%以上是用6063型及6061型铝合金生产的。……