为什么IV储氢气瓶中金属阀座要用6系铝合金而不用7系铝合金呢？
首先我们看一下T6061和7系铝合金存在的差别
合金成分
- T6061：主要合金元素是镁和硅，镁含量在0.8%-1.2%，硅含量在0.4%-0.8%，还含有少量的铜、锰、钛等元素。
- 7系：以锌为主要合金元素，还含有镁、铜等元素，锌含量通常在5%-13%，镁含量在2%-3%，铜含量在1.2%-2%。
力学性能
- T6061：抗拉强度通常在290MPa-310MPa，屈服强度在240MPa-260MPa，硬度约为95HB - 100HB，具有良好的韧性，适合用于有一定强度要求同时需要承受冲击或振动的场合。
- 7系：抗拉强度能达到500MPa-600MPa，屈服强度可达430MPa-500MPa，硬度在150HB - 160HB之间，强度和硬度很高，但韧性相对T6061较低。
加工性能
- T6061：具有良好的加工性能，容易进行锻造、挤压、轧制等成型加工，可加工成各种复杂的形状和结构。
- 7系：由于合金元素含量高，加工难度较大，尤其是在热加工时需要严格控制温度、速度等参数，以避免产生裂纹等缺陷。
耐蚀性能
- T6061：耐蚀性较好，在一般环境下能长时间保持良好的表面状态，但在强酸碱等恶劣环境下，耐蚀性会下降。
- 7系：耐蚀性相对较差，尤其是在含氯离子的环境中容易发生应力腐蚀开裂，通常需要进行特殊的表面处理，如阳极氧化、涂漆等。
应用领域
- T6061：广泛应用于建筑、汽车、自行车、电子设备等领域，如建筑门窗、汽车轮毂、自行车车架等。
- 7系：主要用于航空航天、军事等对材料强度要求极高的领域，如飞机大梁、起落架等。
氢气相容性
7系铝合金的氢相容性较差：
微观结构看，7系铝合金中存在大量的第二相粒子，这些粒子与基体的电位不同，会形成微电池效应。在含氢环境中，氢原子容易在这些微电池的阴极区域聚集，并扩散到金属内部，导致氢脆现象。例如在航空航天领域，如果7系铝合金部件处于氢气环境中，就可能因氢脆而产生裂纹，影响部件的性能和安全。
从化学成分来说，其主要合金元素锌、镁、铜等会与氢发生反应。特别是镁元素，它对氢有较高的亲和力，容易与氢结合形成氢化物，使材料的韧性降低，延展性变差。
6系铝合金的氢相容性相对较好，但并非完全不受氢的影响，具体表现如下：
合金成分与氢的作用
6系铝合金主要合金元素是镁和硅，其与氢的亲和力相对较弱，在常规环境下，氢原子较难与合金中的元素发生化学反应生成氢化物，从而降低了因氢化物导致材料脆化的风险.
微观结构的影响
6系铝合金的微观结构相对稳定，内部缺陷和第二相粒子等相对较少且分布均匀，减少了氢原子在这些部位聚集的可能性，进而降低了氢脆发生的概率.
力学性能变化
在高压氢气环境下，6系铝合金的慢应变速率拉伸性能和疲劳裂纹扩展性能受氢气影响均较小，不过随着服役时间增加以及充放氢循环次数的增多，其力学性能会有小幅度下降，氢原子会逐渐扩散到材料内部，使位错运动受阻，导致材料的强度和硬度略有增加，而韧性和延展性则有所降低.
应用中的表现
在实际应用中，6系铝合金被广泛用于制造如汽车零部件、建筑结构件、航空航天零部件等，在这些领域的使用环境下，6系铝合金展现出了较好的抗氢脆性能，能够满足长期稳定使用的要求.
