鋁鎂硅合金自然時效的析出強化組織及性能

鐘沐春， 姜 鋒， 黃宏鋒

(中南大學 材料科學與工程學院，長沙410083)

Al 合金在軍用、民用中都有廣泛的應用［1～4］。Al-Mg-Si 合金由于質量輕、強質比高、可回收性和耐腐蝕性佳，主要應用于航空、航海、建筑業中［5～7］。例如，因Al-Si 釬料具有良好的焊接性能而廣泛應用于Al-Mg-Si 鋁合金的釬焊，在航空航天事業應用較為廣泛;同時，合金在經過適當的加工處理后(例如擠壓和軋制)，以及固溶、淬火和時效等熱處理后，能應用于太空艙器件、航天用件、飛輪鑄造件、常見的汽車零配件以及海洋作業工具中［7］。在工業實際生產中，作為可熱處理強化的6XXX 鋁合金，時效析出及其強化對合金性能有著重要影響，而固溶淬火后到時效熱處理前，停放過程中的(NA)以及后續(AA)都對析出強化效果存在影響。

合金NA 和AA 時發生過飽和固溶體脫溶、析出。研究表明，析出序列主要觀點有Edwards 等［8］提出的析出系列為SSSS→Mg，Si 原子獨立的團簇→Mg，Si 原子團簇→結構未知的細小析出相(GP區)→β″針狀相→B'板條狀相和β'針狀相→β 相，也有說法將β″針狀相之前的相命名為針狀初生β″和準β″相。亞穩相β″針狀相為Mg5Si6單斜結構，強化效果最佳，是最主要的析出強化相［9］;β'相為Mg9Si5六方結構［10］;穩定的β 相為反螢石立方相，多出現在過時效樣品中，這些后期的析出相比較粗大，強化效果較差［11］。Andersen 等［12，13］驗證了析出B'和β'相時，發現Si 過量合金中還有針狀U1(MgAl2Si2)和U2(MgAlSi)相生成。第二相的析出與時效溫度、時間有重要關系，停放時NA 也依照析出系列析出，同時停放時間增加時發生的NA 脫溶析出，對合金性能存在一定影響。……