Mis määratleb 6061 sulamite perekonna
6061 on kuum-töödeldud 6xxx--seeria alumiiniumi-magneesiumi-ränisulam, mida tarnitakse lehe, plaadi, ekstrusiooni, varda, toru ja sepistatud materjalina. Selle kõvenemisfaasid moodustuvad pigem magneesiumist ja ränist, mitte 2xxx-seerias kasutatavatest vaselisanditest, mistõttu on sulamis ühendatud keskmise -kuni -kõrge tugevusega hea vormitavus, keevitatavus ning soodne tugevuse{10}}-{11}}massi suhe.
| Element | Sisuvahemik (massi%) |
|---|---|
| Magneesium | 0.80-1.20 |
| Räni | 0.40-0.80 |
| Vask | 0.15-0.40 |
| Kroom | 0.04-0.35 |
| Raud | 0,70 maksimum |
| Tsink | 0,25 maksimum |
| Titaan | maksimaalselt 0,15 |
| Mangaan | maksimaalselt 0,15 |
| Alumiiniumist | Tasakaal |
Kaks parandust tasub selgelt välja tuua, sest neid korratakse Internetis laialdaselt. Esiteks on 6061-s sisalduv kroom terase-struktuuri ja pinge-korrosioonitõrje lisand, mitte peamine tugevusallikas; seda on tavaliselt umbes 0,2% ja tugevus tuleneb magneesiumsilikiidi sadest. Teiseks toetab 6061-s sisalduv vask sademetega kõvenemist, kuid vähendab veidi üldist korrosioonikindlust, nii et vase{7}}kandev sulam, nagu 6061, ei ole automaatselt korrosioonikindlam kui vase-vaba klass (nt 5052). Soolases vees või leeliselises kasutuses tuleks 6061 pigem kaitsta kui vasakpoolset varda.
6061-T6 mehaanilised omadused
T6 on kõige laialdasemalt määratletud temper: sulam on lahusega töödeldud, karastatud ja seejärel kunstlikult vanandatud maksimaalse kõvaduseni. Allolevas tabelis on loetletud omadused, mida tavaliselt 6061-T6 plaadi ja ekstrusiooni puhul hinnatakse.
| Kinnisvara | Tüüpiline 6061-T6 väärtus |
|---|---|
| Tõmbetugevus | 290-310 MPa |
| Saagistugevus (0,2% nihe) | 240-276 MPa |
| Pikendus (50 mm gabariit) | 8-12% |
| Kõvadus | umbes 95 HB |
| Elastsusmoodul | 68,9 GPa |
| Tihedus | 2,70 g/cm3 |
| Soojusjuhtivus 25 C juures | umbes 167 W/(mK) |
| Sulamisvahemik | 582-652 C |
| Väsimuskindluse piir | umbes 95 MPa pöörleva-paindekatsetes, mida tavaliselt nimetatakse 5 x 10 kuni kaheksanda tsüklini |
Praktiline võrdlus on konstruktsiooniterasega . 6061-T6 saavutab ligikaudu ühe kolmandiku pehme terase tõmbetugevusest ligikaudu kolmandiku oma tihedusest, seega on võrdse kaaluga komponent konkreetselt mitu korda jäigem. See on põhjus, miks sulam esineb konstruktsioonikarkassides, sillakatetes, veoautode ja haagiste keredes, rööpaosades, redeliosades ja masinaraamides. Plaat, mis peab pärast töötlemist mõõtmetelt stabiilseks jääma, tellitakse tavaliselt numbriga 6061-T651, mis leevendab pinget pärast kuumtöötlust venitamisega; samas seisukorras olevad väljapressimised on tähistatud 6061-T6511.
Kuumtöötlemine, karastamine ja korrosioonikäitumine
T6 marsruut algab lahuse kuumtöötlusega ligikaudu 529 C juures, millele järgneb kiire kustutamine, mis hoiab magneesiumi ja räni üleküllastunud lahuses. Kunstlik vanandamine sadestab seejärel kontrollitud kujul magneesiumsilitsiidi; tööstuslikud sõiduplaanid kestavad tavaliselt 8–18 tundi temperatuuril 160-180 C. T4 on looduslikult vananenud,{12}}madalama tugevusega seisund, mida kasutatakse pärast kuumtöötlemist, mille puhul tuleb osad moodustada ja tugevus taastub hiljem kunstliku vanandamise teel. Üle T6 piigi ületamine loob T7x tingimused, mis annavad veidi tugevust, et tagada parem vastupidavus pingekorrosioonipragudele ja koorimisele.
Korrosioonivõime järgib koostist,{0}} talub hästi atmosfääri korrosiooni, passiveerub tugevates oksüdeerivates hapetes, nagu kontsentreeritud lämmastikhape, ning talub paljusid orgaanilisi kemikaale ja neutraalseid vesilahuseid. Seda ründavad tugevad leelised, kloriidid seisvate või pragude tingimustes ning galvaaniline side roostevaba terase, süsinikterase või grafiidiga, kus see muutub anoodiks ja korrodeerub eelistatavalt. Märgades kloriidikeskkondades välditakse pidevat hooldust temperatuuril üle 65 C, kuna sulam võib muutuda tundlikuks ja saada teradevahelise rünnaku. Kui teeninduskeskkond on mereline või keemiline, on tavaliselt ette nähtud anodeerimine või täielik värvimissüsteem, mitte paljas metall.
6061-T6 Võrreldes mudelitega 6063 ja 7075
| Sulam ja karastus | Peamine legeerimissüsteem | Tõmbetugevus | Korrosioon ja keevitamine | Tüüpiline kasutus |
|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | Magneesium ja räni, vase ja kroomiga | 290-310 MPa | Hea atmosfäärikindlus, kergesti keevitatav; tugevus langeb kuumus{0}}mõjutatud tsoonis, kui seda ei-kuum{2}}ta kordustöödelda | Konstruktsiooniraamid, autoosad, lehtmetallisõlmed, mahutid, masinaosad |
| 6063-T6 | Magneesium ja räni, madala vasesisaldusega | umbes 205-240 MPa | Väga hea viimistlus ja korrosioonikindlus, suurepärane ekstrudeeritavus | Arhitektuursed profiilid, akna- ja ukseraamid, niisutustoru, käsipuu |
| 7075-T6 | Tsink, magneesiumi ja vasega | umbes 525-570 MPa | Märkimisväärselt madalam vastupidavus pingekorrosioonile ja üldisele rünnakule; ei soovitata keevitatud sõlmede jaoks | Lennunduskonstruktsioonid ja suure{0}}koormusega osad, kus kaalu kokkuhoid kaalub üles kulud |
6063 on eelistatud juhul, kui pinnaviimistlus ja ekstrudeeritavus on olulisemad kui tugevus, mistõttu valitakse arhitektuursed profiilid peaaegu alati 6063. 7075 ainult siis, kui oluline on suurim tugevus massiühiku kohta ja see on tavaliselt kaitstud katte või anodeeritud kihiga. Nende kahe vahel jääb 6061 üldotstarbeliseks konstruktsiooniklassiks, kuna see tasakaalustab tugevust, tootmiskulusid ja saadavust.
Valmistamise märkused ja tüüpilised rakendused
Mehaaniline töötlemine: 6061-T6 töötleb puhtalt suurel kiirusel ja on üks etteaimatavamaid alumiiniumisorte treimiseks, freesimiseks ja puurimiseks; teravad tööriistad ja suur laastu väldivad servade kogunemist.
Vormimine: tihedad raadiused moodustuvad T4 või O temperis ja vanandatakse pärast seda; T6 puhul on minimaalne painderaadius tavaliselt vähemalt kaks kuni kolm korda paksusest, olenevalt suunast valtsimissuuna suhtes.
Keevitamine: 4043 või 5356 tüüpi täitesulamid on standardsed. Keevitatud 6061-T6 kuum{3}}mõjutatud tsoon kaotab suure osa oma tugevusest, nii et keevisliited projekteeritakse keevitatud olekus-või koostu töödeldakse hiljem uuesti.
Anodeerimine: selge väävelhappega anodeerimine annab kaitse- ja dekoratiivkile, mille paksus on tavaliselt 10-25 mikromeetrit; kõva anodeerimine tekitab kulumispindadele paksema ja kõvema kihi.
Kasutusalad: auto šassii ja vedrustusklambrid, arhitektuurne raamistus, konstruktsiooniplatvormid, jalgrattaraamid, elektroonilised karbid, hüdrokollektorid, kemikaalide ja protsesside mahutid ning üldine lehtmetalli tootmine.
Kuna 6061 on standardne konstruktsioonalumiinium, on tarnetingimused sama olulised kui sulami valik. Töötlemiseks mõeldud plaat tuleks tellida pingevaba T651 seisundis, et vältida moonutusi materjali eemaldamisel, ja ekstrudeeritud profiilid tuleks osta konstruktsiooniarvutustes eeldatud temperamendiga, kuna T4 asendamine T6-ga muudab valmis detaili tugevuse ja jäikuse eeldusi.
Korduma kippuvad küsimused
K: Kas 6061-T6 on terasest tugevam?
Mitte absoluutarvudes. Selle tõmbetugevus ligikaudu 290–310 MPa on ligikaudu üks kolmandik pehme konstruktsiooniterase tõmbetugevusest, kuid ligikaudu kolmandiku tihedusest, nii et tugevus kaaluühiku kohta on paljudes konstruktsiooniosades võrreldav või parem.
K: Kas 6061 vask parandab korrosioonikindlust?
Ei. Vask toetab sademete kõvenemist ja vähendab veidi üldist korrosioonikindlust. Vasevabad klassid, nagu 5052 ja 5083, peavad soolasele veele paremini vastu kui 6061.
K: Mis vahe on 6061-T6 ja 6061-T651 vahel?
T651 on T6 plaat, mis on pärast kuumtöötlemist venitamise abil pingetest vabanenud. Sellel on sisuliselt sama tugevus, kuid palju parem mõõtmete stabiilsus, kui detaili töödeldakse paksust plaadist.
K: Kas 6061-T6 saab keevitada ilma tugevust kaotamata?
4043 või 5356 täiteainega on keevitamine lihtne, kuid kuumuse{2}}mõjuala pehmendab oluliselt. Kui pärast keevitamist on vaja täielikku tugevust, tuleb koostu lahusega töödelda ja vanandada või liitekoht peab olema konstrueeritud nii, et see sobiks keevitatud seisundiga.
K: Kuidas käitub 6061 mereteenistuses?
Oma vasesisalduse tõttu korrodeerub kergemini kui 5xxx meresõidukid, seetõttu on see tavaliselt anodeeritud või värvitud, isoleeritud erinevatest metallidest ning hoitud puhtana seisvast mereveest ja pragudest.
K: Milline temper tuleks määrata vormitud leheosade jaoks?
Vormi esmalt 6061-T4 või O temperamendiga ja seejärel vanuseks T6. Täielikult vananenud T6 lehe tiheda raadiusega moodustamisel on oht, et paindes tekivad praod.
