Kaks sulamiperekonda, kaks erinevat disainifilosoofiat
6061 ja 7075 on kaks alumiiniumisulamit, mida tehnilistel joonistel kõige sagedamini võrreldakse, kuid need kuuluvad erinevatesse metallurgilistesse perekondadesse ja lahendavad erinevaid probleeme . 6061 on 6xxx sulam, mis kasutab peamiste legeerivate lisanditena magneesiumi ja räni ning seda tugevdab magneesiumsilitsiidi sadestumine pärast lahustamist ja kunstlik vanandamine koos tsinkoccpperiga{{yxx} ja magneesiumilisandid ning see annab suurima tugevuse kõigist tavalistest sepistatud alumiiniumsulamitest. Koostise piire reguleerivad sellised spetsifikatsioonid nagu ASTM B209 plaadi jaoks ja AMS 4045 lehtede jaoks.
| Element (tüüpilised piirid, massiprotsent) | 6061 | 7075 |
|---|---|---|
| Räni | 0.40-0.80 | 0,40 max |
| Magneesium | 0.80-1.20 | 2.10-2.90 |
| Vask | 0.15-0.40 | 1.20-2.00 |
| Tsink | 0,25 max | 5.10-6.10 |
| Kroom | 0.04-0.35 | 0.18-0.28 |
| Tugevdamise marsruut | Mg2Si sademed | MgZn2 sadestamine Al-Cu faasidega |
T6 temperatuuri mehaanilised omadused
Võrdlus tehakse tavaliselt mõlema T6 sulamiga, st lahusega kuumtöödeldud ja seejärel kunstlikult vanandatud maksimaalse tugevuseni. Tabelis on loetletud tüüpilised avaldatud väärtused plaadi ja pressitud materjali jaoks; Pingetestimine järgib ASTM E8/E8M ja minimaalsed omadused on märgitud vastavas toote spetsifikatsioonis.
| Kinnisvara | 6061-T6 | 7075-T6 |
|---|---|---|
| Tõmbetugevus | umbes 310 MPa | umbes 570 MPa |
| Voolutugevus (0,2% tõend) | umbes 275 MPa | umbes 500 MPa |
| Pikendus 50 mm gabariidis | 10-12 % | 9-11 % |
| Nihketugevus | umbes 205 MPa | umbes 330 MPa |
| Kõvadus | umbes 95 HBW | umbes 150 HBW |
| Elastsusmoodul | umbes 69 GPa | umbes 72 GPa |
| Tihedus | 2,70 g/cm3 | 2,81 g/cm3 |
| Väsimuskindluse piir (pöörlev tala) | umbes 95 MPa | umbes 160 MPa |
Kohe järgneb kaks järeldust. Esiteks saavutab 7075-T6 ligikaudu kaks korda suurema tõmbetugevuse kui 6061-T6, kusjuures pikenemine väheneb vaid vähesel määral. Teiseks, kuna alumiiniumi elastsusmoodul on mõlema sulami puhul peaaegu sama, loeb tugevuse eelis 7075 kõige rohkem tugevuse-piiratud osade puhul ja peaaegu üldse piiratud jäikusega osade puhul – see on disainipunkt, mida sageli eiratakse ja mis toob kaasa tarbetuid kulusid.
Töötlemiskäitumine
Töödeldatavus kirjeldab, kui ennustatavalt materjal lõikab, kui palju tööriista kulumist see põhjustab ja kui kergesti laastud purunevad. Mõlemad sulamid on karbiidtööriistadega puhtalt lõigatud, kuid käituvad erinevalt:
6061-T6toodab pidevat, kuid juhitavat laastu ja talub kiireid etteandekiirusi tagasihoidliku lõikevedelikuga; see on üldise töötlemise võrdlusmaterjal ja seda on lihtne tolerantsi järgida.
7075-T6on kõvem ja tugevam, toodab rohkem soojust ja kulub tööriistu kiiremini, kuid selle laastude moodustumine on väga hea, mistõttu kasutatakse seda laialdaselt suure{0}}tugevate kosmosekomponentide jaoks, mida tuleb töödelda tahkest materjalist.
Mõlema jaoks pikendavad teravad positiivsed{0}}rehatööriistad, jäik kinnitus ja piisav jahutusvedelik tööriista kasutusiga ja kaitsevad pinnaviimistlust.
Vormimine ja keevitamine
6061 pakub head vormitavust lõõmutatud O temperatsioonis ja mõistlikku vormitavust T4-s ning see on üks kõige keevitatavamaid ülitugevaid alumiiniumisulameid; see keevitatakse rutiinselt 4043 või 5356 täiteainega, kusjuures kuumusest mõjutatud tsoon taastub loomuliku vananemise teel enamuse oma tugevusest . 7075 on palju vähem vastuvõtlik. See sisaldab vaske ja tsinki nii palju, et liitkeevisõmblused võivad praguneda, nii et tavaliselt välditakse keevitamist ja liitekohad tehakse neetide, poltide või liimiga. Lõõmutatud olekus saab 7075 veel vormida ja seejärel kuumtöödelda, kuid protsessiaken on kitsas ja tagasitõmbumine on märkimisväärne.
Korrosioonikindlus ja anodeerimine
Mõlemad sulamid moodustavad õhuga kokkupuutel loodusliku oksiidkile; kile kaitseb tõhusalt, kuni see on kahjustatud või kuni materjal sisaldab piisavalt vaske, et see häirida.
6061on hea üldise korrosioonikindlusega. Selle vasesisaldus vähendab veidi jõudlust võrreldes 5xxx või 6xxx sulamitega, mis on vasevabad, kuid standardsetest kromaadivabadest konversioonikatetest või värvisüsteemidest piisab enamiku välis- ja{4}}külgnevate rakenduste jaoks.
7075sellel on mõõdukas korrosioonikindlus ja see on selgelt tundlikum pingekorrosioonipragude suhtes T6 temperamendis. See tundlikkus on põhjus, miks kriitiliste 7075 osade jaoks on ette nähtud ülevananenud temperamendid, nagu T73: nende tugevus on ligikaudu 10–15%, mis tagab palju parema vastupidavuse pingekorrosioonipragunemisele, mida hinnatakse selliste meetoditega nagu ASTM G47.
Anodeeriminetöötab hästi mõlemal. 6061 tekitab selge, kõva ja väga kaitsva anoodkile, mis võtab värvi ühtlaselt. 7075 puhul on kile ka vastupidav, kuid suurema tsingi- ja vasesisalduse tõttu, mis on oluline dekoratiivosade jaoks, võib see olla pruunikas või hallikas.
Valikujuhend
| Nõue | Soovitatav sulam | kommenteerida |
|---|---|---|
| Suurim tugevuse{0}}ja-kaalu suhe | 7075-T6 | Lennuki struktuur, kaitseriistvara, võidusõidukomponendid |
| Keevitatud sõlmed | 6061-T6 | 7075 ei ole tavaliselt keevitatud |
| Keerulised töödeldud osad, tihe tolerants | 6061-T6 | Parem tööriista eluiga ja mõõtmete kontroll |
| Väsima{0}}koormatud konstruktsiooniosad | 7075-T73 või T6 | Kõrgem vastupidavuspiir; vali märjaks teenistuseks üleealised |
| Kulu-kontrollitud üldehitus | 6061-T6 | Madalam kilogrammi hind ja madalam töötlemiskulu |
| Dekoratiivsed anodeeritud osad | 6061-T6 | Selge, ühtlane anoodkile |
Korduma kippuvad küsimused
K: Kas 7075 alumiinium on tugevam kui 6061?
Jah. T6 temperatsioonis saavutab 7075 ligikaudu kaks korda suurema tõmbetugevuse kui 6061, koos suurema nihketugevuse ja kõvadusega. Elastsusmoodul on aga mõlema sulami puhul peaaegu identne.
K: Millist sulamit on lihtsam töödelda?
6061-T6 on lihtsam. See toodab hallatavaid laaste, põhjustab tööriista vähem kulumist ja hoiab paremini tolerantsust. 7075-T6 masinatega, kuid toodab rohkem lõikesoojust ja lühendab tööriista eluiga.
K: Kas 7075 saab keevitada?
Liitkeevitus 7075 ei ole soovitatav, kuna kõrge tsingi- ja vasesisaldus muudab keevisõmblused pragude tekkeks vastuvõtlikuks ja vähendab oluliselt tugevust kuumusest mõjutatud tsoonis. Eelistatav on mehaaniline kinnitus või liimimine.
K: Milline sulam talub paremini korrosiooni?
6061 toimib üldiselt paremini atmosfääri- ja merekeskkonnas-külgnevas teenistuses. 7075, millel on mõõdukas vastupidavus ja T6 temperamendi puhul on see vastuvõtlikum pingekorrosioonipragude tekkele, mistõttu on kriitiliste osade jaoks määratud T73-tüüpi temperatsioonid.
K: Kas mõlemat sulamit saab anodeerida?
Jah. 6061 annab läbipaistva värvitu kile, mis värvib ühtlaselt. 7075 moodustab vastupidava kile, kuid värvus võib nihkuda pruuni või halli suunas, nii et see ei sobi välimuse{2}}kriitiliste osade jaoks.
K: Millist sulamit tuleks kasutada jäiga ja kriitilise tugevusega{0}}klambri jaoks?
Kui kronsteini tugevus on piiratud, võimaldab 7075-T6 palju kergemat osa. Kui läbipaine on reguleeriv piir, toimivad peaaegu identsed moodulivahendid 6061 peaaegu samaväärselt, kuid maksavad oluliselt vähem.
