6061铝合金扁排中心裂纹产生原因分析
张洪辉王其周
（南山铝材总公司，山东龙口265706）
摘要：为查明某批次6061铝合金扁排中心出现裂纹的成因，在带有裂纹的型材上，进行了无损探伤检测，并切取试片进行观察研究。通过低倍试验观察宏观组织和显微组织检查，结果表明，该裂纹不属于挤压裂纹，是铸锭本身存在的内部缺陷，属于热裂纹，应加大熔铸车间的出厂检查力度。
关键词：6061铝合金；扁排；无损探伤；裂纹
6061铝合金属于Al-Mg-Si系，中等强度，具有良好的塑性、抗蚀性和优良的可焊性，而且无应力腐蚀开裂倾向。但淬火敏感性较高，实现不了在线风淬。该合金被广泛应用于汽车制造业、车体、集装箱、船舶等行业。
我厂为新加坡某客户供应的6061-T6状态铝合金扁排，规格为101.6×31.75mm。在40MN挤压机生产（圆铸锭规格Φ300mm），λ＝23.6，锯切工在成品锯切前进行低倍试验时，发现低倍试片中心出现裂纹；同一批次连续出现6根挤压扁排出现类似缺陷。为查清裂纹产生的原因，对裂纹周边的组织进行了分析研究。
1试验方案
分别在出现裂纹的6根挤压扁排上进行无损探伤，观察裂纹长度；切取低倍试片，观察裂纹的宏观形貌；在低倍试片上切取试样进行高倍组织分析，观察裂纹处的显微组织。
2观察与分析
2.1 无损探伤检测
在进行无损探伤检测后发现，裂纹沿挤压方向，贯通整根型材，裂纹
位置基本在宽度的中间部位。
2.2 宏观组织观察
经过低倍试验检查，试片晶粒均匀，裂纹清晰可见，与试样高度相同，且贯穿整个试片长度。
2.3 显微组织观察
在有缺陷的低倍试样上，横向切取高倍组织检测试样，其显微组织如图2所示。图2a为100倍显微组织照片，可以看出裂纹沿高度方向贯穿整个扁排。图2b为200倍显微组织照片，裂纹内无异物，裂纹周边组织正常，化合物分布均匀，未见晶界加粗的现象。在对高倍试样进行偏光组织检查，裂纹是沿晶界开裂；裂纹两侧的组织未见异常。
图2a-100倍
图2b-200倍
3裂纹产生的原因分析
铸造时，铸锭截面和高度上存在着温度梯度，因而产生内应力，若内应力超过了铸锭本身的抗拉强度，合金在结晶过程中发生开裂，此现象称为铸造热裂纹。
热裂纹又称结晶裂纹，主要是在铸锭结晶和冷却过程中，由于固液区内结晶收缩困难，而引起的铸锭内部开裂，热裂纹的产生，主要取决于合金的化学成分及其杂质含量。
在挤压实心扁排的过程中，由于铸锭金属流动的不均匀性，铸锭中心金属提前经过模具工作带，如果铸锭存在组织缺陷，随着挤压过程的进行，铸造裂纹被直接带入产品内部。
4结论
综上所述，通过低倍试验观察宏观组织和显微组织检查，结果表明，
该该批6061铝合金扁排中心裂纹不属于挤压裂纹，是铸锭本身存在的内部缺陷，属于热裂纹，因此，建议熔铸车间应适当调整铸造工艺，加大熔铸车间的出厂检查力度，避免给后道工序造成不必要的浪费。
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