6151合金是于上世紀30年代中誕生于美國,其原型合金6051年于1963年12月12日被美國鋁業(yè)協(xié)會公司列為非常用合金,現(xiàn)在常用的該型合金還有5個:6151、6351、6351A、6451、6951合金.除6351A為法國合金外,其他的皆為美國合金.這類合金在軍工兵器方面有著廣泛應用,用于制造曲柄箱鍛件與軋制環(huán)、水雷與機器鍛件.凡是需要良好的鍛造性能、相當高的強度與好的抗蝕性的零部件皆可用此合金加工.在1954年以前,在美國被稱為51S,1954年被命為6151合金.

    化學成分

    6151型合金的化學成分見表1,在成分方面,6951合金的Si含量最低,僅相當于其他合金的35%左右,因此它的強度性能理應最低,但它含有0.15%Cu——0.40%Cu,而其他合金均不含Cu,故它們的力學性能幾乎無大差別.

    力學性能

    6151合金的最低力學性能見表2,試樣標距50mm或4d(d為試樣直徑).6151型合金無低溫脆性,可用于加工在極低溫度下工作的零部件,25℃時抗拉強度Rm=330N/mm2、屈服強度Rp0.2=298N/mm2,伸長率A=17%,溫度降到200℃時,各項性能全面上升,分別達到395N/mm2、345N/mm2、20%.6151型合金的工作溫度不宜超過120℃.

    物理性能

    20℃時6151型合金的密度2700kg/m3;液相線溫度649℃,固相線溫度588℃,-50℃——20℃的平均線脹系數(shù)21.8μm/(m·k),20℃——100℃的平均線脹系數(shù)23.0μm/(m·k),20℃——200℃的平均線脹系數(shù)24.1μm/(m·k),20℃——300℃的平均線脹系數(shù)25.0μm/(m·k).

    20℃時6151型合金的等體積電導率:O狀態(tài)材料的54%IACS,T4狀態(tài)的42%IACS,T6狀態(tài)的45%IACS;20℃時的電阻率:O狀態(tài)材料的32nΩ·m,T4狀態(tài)的41nΩ·m,T6狀態(tài)的38nΩ·m;20℃時的比熱容895J/(kg·K);20℃的熱導率:O狀態(tài)材料的205W/(m·k),T4狀態(tài)的163W/(m·k);T6狀態(tài)的175W/(m·k).

    6154型合金在25℃含53gNaCl/L+3gH2O2/L溶液中,對0.1N甘汞電極的電位為-0.83V.

    工藝特性

    6151型合金的退火規(guī)范413℃/(2h——3h),以不大于27℃/h的降溫速度隨爐冷卻至260℃,然后出爐空冷.固溶處理溫度(510℃——525℃)/4min,室溫水中淬火,大型鍛件于65℃——100℃水中淬火.人工時效規(guī)范(165℃——175℃)/(8h——12h).熱加工溫度260℃——480℃.