DIN 1725-1 3.3211 T42 (6063) 铝合金——热成形后自行时效的高性能型材合金
合金概述
DIN 3.3211 T42 对应 EN AW-6063 (AlMg0.7Si),化学成分与 T4/T6 完全一致。T42 状态的特殊含义是:产品经热成形 (挤压/锻造/轧制) 后,由用户自行实施固溶处理和自然时效。供货时通常为挤压/锻造后的高温状态 (未经固溶),用户按工艺规范完成固溶淬火 + 自然时效,获得与 T4 相当的力学性能与高塑性,便于后续冷成形、焊接或进一步人工时效至 T6。
主要特性
- 工艺灵活性高: 用户可根据自有热处理设备工艺窗口控制固溶参数,优化组织与性能。
- 性能等同 T4: 固溶+自然时效后,力学性能、物理性能、耐蚀性与标准 T4 一致。
- 适合热成形后处理: 复杂锻件、热挤压型材、热轧板带的理想供货状态。
- 后续加工性优异: 高塑性利于弯曲、拉伸、冲压、焊接;焊后可人工时效至 T6。
- 表面质量好、阳极氧化响应极佳: 同 6063 固有特性。
化学成分 (DIN 1725-1 / WL 3.3214-1, 质量分数 %) —— 与 T4/T6 相同
| 元素 | 范围 |
| 铝 (Al) | 余量 |
| 镁 (Mg) | 0.8 – 1.2 |
| 硅 (Si) | 0.4 – 0.8 |
| 铁 (Fe) | ≤ 0.70 |
| 铜 (Cu) | 0.15 – 0.40 |
| 锰 (Mn) | ≤ 0.15 |
| 铬 (Cr) | 0.04 – 0.35 |
| 钛 (Ti) | ≤ 0.15 |
| 锌 (Zn) | ≤ 0.25 |
| 其他 (单个/总计) | ≤ 0.05 / ≤ 0.15 |
物理与热学性能 (典型 6xxx 系值)
| 性能 | 数值范围 | 备注 |
| 密度 | 2.70 g/cm³ | 20 °C |
| 熔化温度区间 | 555 – 655 °C | 固相线 – 液相线 |
| 热导率 | 170 – 220 W/(m·K) | 20 °C |
| 线膨胀系数 | 16 – 24 × 10⁻⁶ /K | 20 – 300 °C |
| 比热容 | 887 – 963 J/(kg·K) | 20 °C |
| 电导率 | 21 – 34 MS/m | 20 °C,固溶后通常在上限 |
| 电阻率 | 2.9 – 5.0 × 10⁻⁸ Ω·m | 20 °C |
力学性能 (T42 状态, 固溶+自然时效后, 20 °C)
| 性能 | 数值范围 | 产品形式/方向 | 标准 |
| 抗拉强度 Rm | 180 – 210 MPa | 棒、管、板 (横向) | WL 3.3214-1, DIN 1725-1 |
| 屈服强度 Rp0.2 | ≥ 90 MPa (典型 110 – 130 MPa) | 板/带横向 | 同上 |
| 断后伸长率 A50 / A | 14 – 20% | 板横向 14-16%,棒/管 16-20% | 同上 |
| 弹性模量 E | 70 GPa | 典型 6xxx 系值 | — |
| 剪切模量 G | 26.0 – 26.5 GPa | 典型 6xxx 系值 | — |
| 泊松比 ν | 0.33 | 典型 6xxx 系值 | — |
| 平面应变断裂韧性 KIc | 22 – 35 MPa·√m | 典型 6xxx 系值 | — |
| 布氏硬度 HB | 60 | 棒、管、板横向 | WL 3.3214-1, DIN 1725-1 |
伸长率随产品形式变化 (T42, 20 °C)
| 产品形式 | A50 (%) | A (%) | 备注 |
| 板 (横向) | 14 – 16 | 16 | A50 为标准测距伸长率 |
| 棒 | — | 16 – 18 | 纵向 |
| 管 | 10 (A50) | 18 – 20 | 纵向 |
技术性能评价
| 项目 | 评价 |
| 加工性 | 极佳 — 固溶后高塑性,易于冷成形、机加工 |
| 焊接性 | 很好 — 熔焊/钎焊/摩擦搅拌焊均可,焊后可人工时效至 T6 |
| 阳极氧化 | 极佳 — 装饰性与保护性兼备 |
| 耐海水/大气腐蚀 | 很好 |
| 热成形适用性 | 专为热成形后自行固溶设计 |
常用产品形式与供货标准
热挤压型材、锻件、热轧板/带、管材。执行标准:DIN 1725-1 / WL 3.3214-1、EN 755、EN 573-3、EN 485。订货时需明确“供货状态为 T42 (用户自行固溶时效)”,并约定固溶工艺参数 (温度、时间、淬火介质)。
典型应用场景
- 大型/复杂锻件:热锻成形后,用户自行固溶时效,再机加工/焊接/时效至 T6。
- 特殊挤压型材:挤压出炉直接淬火条件受限,需二次固溶的型材。
- 焊接结构件预备态:T42 焊接后整体固溶+时效,消除焊接残余应力并获高强度。
- 科研/小批量试制:用户自行优化热处理工艺窗口。
T4 / T42 / T6 状态对比与选用指南
| 状态 | 供货时组织 | 用户后续处理 | 最终性能目标 | 典型场景 |
| T4 | 固溶+自然时效完成 | 可直接成形/焊接,或再人工时效至 T6 | 中等强度、高塑性 | 常规挤压型材、板带、需后续冷成形的零件 |
| T42 | 热成形后高温态 (未固溶) | 必须 自行固溶淬火+自然时效 | 同 T4 | 锻件、特殊挤压件、焊接前预备态、用户自控热处理 |
| T6 | 固溶+人工时效完成 | 直接使用,不建议再热处理 | 高强度、中等塑性 | 最终承载结构件、高装饰要求型材、无后续热加工零件 |
固溶处理工艺参考 (用户自行实施 T42 → T4)
- 固溶温度: 515 – 530 °C (视合金具体成分与截面厚度)
- 保温时间: 30 – 120 min (厚度 ≤ 10 mm 约 30 min;> 10 mm 按 10 mm/h 增加)
- 淬火介质: 水 (≤ 40 °C) 或聚合物淬火液;薄壁件可风冷 (准固溶)
- 自然时效: 室温放置 ≥ 4 天 (或按标准要求),达到 T4 稳定性能。
- 人工时效 (T4 → T6): 170 – 190 °C × 5 – 10 h (视截面厚度与强度要求)。
选材建议
若您拥有完善的热处理设备与工艺能力,且产品为锻件、大截面挤压件或需焊接整体固溶的结构件,T42 是最经济灵活的选择。若为常规挤压型材/板带且无特殊热处理需求,直接订购 T4 或 T6 更省事。6063 合金本身不适用于高强度结构 (如航空主承力件),但在建筑、交通、工业装饰领域,凭借优异的表面质量、挤压性、耐蚀性与阳极氧化装饰性,仍是不可替代的主流合金。