作者：张毅

   目前不同热处理状态的SA06铝合金板材广泛应用于汽车制造业、制罐工业、航空航天、军工防护装甲等领域。经过阳极氧化、喷漆等表面处理的SA06铝合金材料也是船舶制造业将来的主要结构材料之一。5A06铝合金的镁含量高，w(Mg)>5.8%。长期以来不论是SA06-H112或O态板材，还是其他状态的SA06铝合金板材，其性能都极不稳定，都有明显的停放效应。因此，此次研究了热轧终轧温度、不同热退火温度、以及稳定化退火和停放时间对5A06铝合金热轧板组织、性能的影响，以期对现有生产工艺进行优化，完善5A06铝合金板材的技术资料，解决SA06铝合金板材性能不稳定的问题。

1  试验内容

1.1试验材料

    此次试验研究选择520 mm xl620 mm规格结晶器，采用直接水冷半连续铸造法生产SA06铝合金扁铸锭，其化学成分见表1。

    Al-Mg合金属于不可热处理强化铝合金，主要靠加工硬化和晶界强化获得高强度，辅助强化机制为固溶强化、弥散相强化等。热轧板材的加工硬化主要为热变形产生亚结构而实现强化，热轧过程中变形温度越高，亚结构尺寸越粗大，热加工强化的效果越差。SA06铝合金中Mg是主要的合金化元素，有一定的固溶强化作用，但强化效果较低的合金化元素Mg使该合金的加工敏感性显著提高，合金容易获得较为明显的加工应变强化。该合金属于高Mg铝合金，板材经加工成形后，性能随着停放时间或服役时间的增长，性能很不稳定。微量合金化元素Mn起补充强化作用，它提高SA06铝合金再结晶温度，便于改善、控制合金板材热处理工艺与微观组织。

1.2试验步骤及内容

1.2.1   SA06铝合金热轧板生产流程

    此次试验中5A06铝合金热轧板的生产工艺流程为：熔铸→均匀化→锯切一预加热→热粗轧→热精轧→热处理→性能检测。半连续铸造的SA06铝合金铸锭经均匀化退火、锯切、铣面后，在510℃±10℃预加热4h-8h，然后热粗轧至22 mm，热精轧至6.0 mm，终轧温度控制在2600C - 2900C。

1.2.2热处理与停放试验

    为了研究SA06铝合金热轧板微观组织、力学性能与退火温度、稳定化处理以及停放时间的内在关联，从热轧卷材切取试验用料，进行成品退火、停放时间以及稳定化退火等试验。成品退火温度150℃- 500℃，保温时间2h；稳定化退火温度120℃，保温时间4h，将稳定化退火的板材停放30 d、60 d、90 d后再进行相关检测分析；将热精轧后的板材未经任何热处理情况下分别停放30 d、60 d和90 d，然后对其进行相关检测分析。

1.2.3   5A06铝合金热轧板检测分析

    常温力学性能检测按GB/228. 1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》的标准规定选取试样，在CMT5305电子万能试验机上进行，试验条件按照GB/T 228A224进行设置。将经过不同条件下试验的试样切取一小块按有关标准制成金相试样，制备金相试样所需的腐蚀剂为HNO35mL、HC15mL、HF5mL、H20 380mL的混合溶液。所有经腐蚀后的试样在蔡司Axio vert. Al型倒置式金相显微镜上检查显微组织。

2试验结果及分析

2.1不同退火温度对热轧板微观组织的影响

    5A06铝合金热轧板经150℃- 500CC2 h不同温度退火过程中，板材的微观组织经历了低温回复、初始再结晶，再结晶终了和晶粒长大等多个阶段，其微观组织演变如图1所示。

    当5A06铝合金热轧板在低于2500C进行退火时，其微观组织主要经历了低温回复阶段，微观组织主要以沿轧制方向分布的纤维状轧制组织，少量细小的再结晶组织与亚晶分布于轧制组织的分界处，如图la所示。

    当板材的微观组织在2500C -3900C之间进行退火，保温时间仍为2h时，如图lb所示，发生了非常明显的再结晶，微观组织主要以细小、等轴的再结晶晶粒为主，但仍存在少量的、非连续的轧制组织。

    当SA06铝合金热轧板在3900C一500CC进行退火，保温时间为2h，板材的微观组织为等轴的再结晶组织，纤维状的轧制组织消失，板材发生了完全再结晶，如图1c所示，随着退火温度的升高，板材的等轴状再结晶晶粒逐渐长大，如图1d所示。

2.2不同退火温度对热轧板性能的影响

    SA06铝合金开轧温度480CC -500。C，铸锭经热粗轧、热精轧轧至6.0 mm，终轧温度270℃，热轧板的微观组织为变形组织与少量再结晶组织共存，如图1a所示。由于热精轧后几个道次轧制温度较低，轧制速度较快，温降至初始再结晶温度以下的速度过快，在后几个道次的轧制过程中，热加工变形的变形组织来不及进行回复与再结晶。因此，SA06铝合金热轧板的微观组织主要以纤维状的变形组织为主，少量的亚晶与再结晶组织弥散分布于晶界上，此时的板材具有较高的屈服强度和抗拉强度，而伸长率较低。

    随着板材退火温度的逐步升高，SA06铝合金热轧板分别经历了回复、再结晶及晶粒长大的三个阶段。在低于250℃进行退火时，热轧板主要进行了低温回复，在这一过程中，主要以空位或间隙原子等点缺陷运动为主，但力学性能对缺陷变化的敏感度不高，此时各项力学性能指标变化不大，只是屈服强度有明显下降趋势，伸长率稍有提高。当退火温度高于250qC的退火过程中，随着纤维状的轧制组织逐渐再结晶成等轴的再结晶组织，屈服强度有了较为明显的下降，伸长率也明显的上升，而抗拉强度基本保持不变，如图2所示。

2.3稳定化处理与不同停放时间对性能的影响

    从表2可知，未经热处理的SA06铝合金热轧板停放30 d后有非常明显的停放软化效应，屈服强度和抗拉强度都有明显的下降，分别下降了19. 50-/0和5. 80-/0，伸长率小幅上升；但停放60 d后，热轧板的屈服强度和抗拉强度有显著的上升，但它们仍略低于初始状态热轧板的强度。

    SA06铝合金热轧板经120℃4h稳定化退火后，板材的抗拉强度和伸长率基本保持不变，但屈服强度有较为明显的下降；板材停放30 d后，伸长率保持不变，板材强度却有了明显的下降，如表3所示。但与表2不同，板材在停放30 d后，随着停放时间继续延长，板材的各项力学性能基本保持不变，呈现出稳定化的趋势。

3  结论

    1) 5A06铝合金热轧板在低于2500C进行退火时，微观组织主要以沿轧制方向分布的纤维状轧制组织为主，在250C -390℃之间进行退火，微观组织主要以细小、等轴的再结晶晶粒为主，但仍存在少量的、非连续的轧制组织；当在390C - 500CC进行退火，板材的微观组织为等轴的再结晶组织，纤维状的轧制组织消失，板材发生了完全再结晶。

    2)在低于2500C进行退火时，各项力学性能指标变化不大，只是屈服强度有明显的下降趋势，伸长率稍有提高；当退火温度高于2500C时，屈服强度有较为明显的下降，伸长率也有明显的上升，但抗拉强度基本保持不变。

3)未经稳定化热处理的SA06铝合金热轧板停放30 d后有明显的停放软化效应，屈服强度和抗拉强度都有明显的下降；5A06铝合金热轧板经120℃4h稳定化退火后，板材在停放30 d后，随着停放时间继续延长，板材的各项力学性能基本保持不变，呈现出稳定化的趋势。

4摘要：

目前国内对不同热处理工艺5A06铝合金热轧板的研究及其相关技术的积累相当匮乏。试验研究不同退火温度、稳定化退火及停放时间对5A06铝合金热轧板性能与微观组织的影响，探讨该合金热轧板材性能、微观组织与热处理工艺之间的关系。