Page 72 - 理化检验-物理分册2024年第六期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230172

6061 铝合金管材表面剥落原因

杜艳华 ，蔡振方 ，董 青 1,2
1,2
1,2
（1.中核新型材料研究与应用开发重点实验室，包头 014035；
2.中核北方核燃料元件有限公司， 包头 014035）

摘 要：6061 铝合金管材在车削时出现表面剥落的异常现象，采用化学成分分析、扫描电镜
和能谱分析、X 射线衍射分析等方法对铝合金管材表面剥落区域进行研究。结果表明：表面剥
落区域存在少量的 Al 2 O 3 和微量的 SiO 2 、MgO 等氧化物夹杂及微量的精炼剂残留物；在铝合金
熔炼的过程中，杂质元素和夹杂物去除不充分，剥落处存在 Al 2 O 3 等夹杂物的聚集，Al 2 O 3 夹杂
物的硬度高于铝基体，导致管材发生剥落现象。
关键词： 夹杂物；表面剥落；氧元素；X 射线衍射；疏松
中图分类号：TG115.2；TB31 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)06-0056-03

Causes of surface peel of aluminum 6061 alloy tube

DU Yanhua , CAI Zhenfang , DONG Qing 1,2
1,2
1,2
(1. CNNC Key Lab of New Materials Research and Application Development, Baotou 014035, China;
2. China North Nuclear Fuel Co., Ltd., Baotou 014035, China)

Abstract: The surface peel of 6061 aluminum alloy tube occurred during turning. The surface peel area of aluminum
alloy tube was studied by means of chemical composition analysis, scanning electron microscopy and energy spectrum
analysis, and X-ray diffraction analysis. The results showed that there were a small amount of Al O , a small amount of
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SiO , MgO and other oxide inclusions and a small amount of refining agent residues in the surface peel area. This was
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because in the process of aluminum alloy smelting, the removal of impurity elements and inclusions was not sufficient, and
the aggregation of inclusions such as Al O existed at the peel area. The hardness of Al O inclusions was higher than that of
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aluminum matrix，resulting in peeling phenomenon.
Keywords: inclusion; surface peel; oxygen element; X-ray diffraction; loose

6XXX铝合金属于Al-Mg-Si系合金，是可热处 1 理化检验
理强化的变形铝合金，其耐腐蚀性好，具有强度中
1.1 化学成分分析
等、无应力腐蚀开裂倾向、焊接性能良好、易于成型
对该6061铝合金管材试样进行化学成分分析，
等优点，广泛应用于燃料组件的包壳材料中 [1-4] 。在
结果如表1所示。由表1可知：该铝合金管的主要成
包壳材料的车削加工过程中，个别部位出现表面剥
分为Al、Mg、Si等元素，还有少量的Cr元素和Cu元
落现象。这种剥落现象的发生会导致产品直接报废。
素，实测值均符合技术要求。
某6061铝合金管材发生剥落现象，笔者采用一
1.2 扫描电镜(SEM)和能谱分析
系列理化检验方法对铝合金表面剥落的原因进行分
在表面剥落区域截取并制备试样，对试样进行
析，以防止该类问题再次发生。
超声清洗并吹干，将试样置于扫描电镜下观察，结果
如图1所示。由图1可知：剥落区域表面疏松且凸凹
不平，该表面高度明显低于正常区域，正常区域表面
收稿日期：2023-06-19
光滑平整。
作者简介：杜艳华（1975-） ，女，硕士，正高级工程师，主要从事
对剥落区域进行能谱分析，结果如图2及表2所
金属材料物理检测工作，ambition200966@163.com

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