stringtranslate.com

6061 алюминиевый сплав

Алюминиевый сплав 6061 ( обозначение Единой системы нумерации (UNS) A96061) представляет собой дисперсионно-твердеющий алюминиевый сплав , содержащий магний и кремний в качестве основных легирующих элементов. Первоначально он назывался «Сплав 61S», он был разработан в 1935 году. [2] Он обладает хорошими механическими свойствами, демонстрирует хорошую свариваемость и очень часто подвергается экструзии (второй по популярности после 6063 ). [3] Это один из наиболее распространенных сплавов алюминия общего назначения.

Он обычно доступен в предварительно отпущенных марках, таких как 6061-O (отожженный), отпущенных марках, таких как 6061-T6 (растворенный и искусственно состаренный) и 6061-T651 (растворенный, растянутый без напряжения и искусственно состаренный).

Химический состав

Массовый состав алюминиевого сплава 6061: [4]

Характеристики

Механические свойства 6061 во многом зависят от состояния или термической обработки материала. [5] Модуль Юнга составляет 69 ГПа (10 000 фунтов на квадратный дюйм) независимо от состояния. [6]

6061-О

Отожженный сплав 6061 (отпуск 6061-О) имеет максимальный предел прочности на разрыв не более 150 МПа (22 фунта на квадратный дюйм), [7] [8] и максимальный предел текучести не более 83 МПа (12 фунтов на квадратный дюйм) [7] или 110 МПа (16). кси). [8] Материал имеет удлинение (растяжение до окончательного разрушения) 10–18%. Чтобы получить отожженное состояние, сплав обычно выдерживают при температуре 415 °C в течение 2–3 часов. [9]

6061-Т4

Закалка Т4 6061 имеет предел прочности на разрыв не менее 180 МПа (26 фунтов на квадратный дюйм) [8] или 210 МПа (30 фунтов на квадратный дюйм) [7] и предел текучести не менее 110 МПа (16 фунтов на квадратный дюйм). Имеет удлинение 10-16%.

6061-Т6

Стандартный процесс термообработки алюминия 6061-T6

Закалка Т6 6061 была обработана для обеспечения максимального дисперсионного твердения (и, следовательно, максимального предела текучести) для алюминиевого сплава 6061. Он имеет предел прочности на разрыв не менее 290 МПа (42 фунта на квадратный дюйм) и предел текучести не менее 240 МПа (35 фунтов на квадратный дюйм). Более типичные значения составляют 310 МПа (45 фунтов на квадратный дюйм) и 270 МПа (39 фунтов на квадратный дюйм) соответственно. [10] Это может превышать предел текучести некоторых типов нержавеющей стали . [11] При толщине 6,35 мм (0,250 дюйма) или менее удлинение составляет 8% или более; в более толстых секциях удлинение составляет 10%. Закалка Т651 имеет аналогичные механические свойства. Типичное значение теплопроводности для 6061-T6 при 25 °C (77 °F) составляет около 152 Вт/м К. Предел усталости при циклической нагрузке составляет 97 МПа (14 фунтов на квадратный дюйм) для 500 000 000 полностью обращенных циклов с использованием стандартного датчика RR Moore. испытательная машина и образец. [12] Обратите внимание, что алюминий не имеет четко выраженного «перегиба» на кривой SN , поэтому ведутся споры о том, сколько циклов соответствует «бесконечному сроку службы». Также обратите внимание, что фактическое значение предела выносливости для конкретного применения может существенно зависеть от обычных факторов снижения номинальных характеристик, таких как нагрузка, уклон и качество поверхности.

Микроструктура

Различные термические обработки алюминия контролируют размер и дисперсию Mg.
2Si осаждается в материале. Размеры границ зерен также изменяются, но не оказывают такого существенного влияния на прочность, как выделения. Размеры зерен могут меняться на порядки в зависимости от напряжения и могут иметь размеры зерен всего несколько сотен нанометров, но обычно имеют диаметр от нескольких микрометров до сотен микрометров. Вторичные фазы железа, марганца и хрома ( Fe
2Си
2Ал
9, (Fe, Mn, Cr)
3СиАл
12) часто образуются в виде включений в материале. [13]

Границы зерен в экструдированной пластине из алюминиевого сплава 6061

Размер зерен в алюминиевых сплавах во многом зависит от методов обработки и термической обработки. Различные поперечные сечения материала, находящегося под напряжением, могут вызвать различия в размере зерен на порядок. [14] Некоторые специально обработанные алюминиевые сплавы имеют диаметр зерен, который составляет сотни нанометров, [15] но большинство из них колеблются от нескольких микрометров до сотен микрометров. [16]

Использование

6061 обычно используется для следующего:

6061-T6 используется для:

Сварка

6061 хорошо поддается сварке, например, с использованием сварки вольфрамом в инертном газе (TIG) или сварки металла в инертном газе (MIG). Обычно после сварки свойства вблизи сварного шва такие же, как у 6061-T4, потеря прочности составляет около 40%. Материал можно подвергнуть повторной термообработке для восстановления состояния, близкого к -T6, для всей детали. После сварки материал может естественным образом состариться и частично восстановить свою прочность. Большая часть сил восстанавливается в течение первых нескольких дней или недель. Тем не менее, Руководство по проектированию алюминия (Алюминиевая ассоциация) рекомендует принимать расчетную прочность материала, прилегающего к сварному шву, равной 165 МПа/24000 фунтов на квадратный дюйм без надлежащей термической обработки после сварки. Типичный наполнитель — 4043 или 5356.

Экструзии

6061 — это сплав, используемый при производстве экструзионных изделий — длинных структурных форм с постоянным поперечным сечением, получаемых путем проталкивания металла через фасонную матрицу .

Поковки

6061 — сплав, пригодный для горячей ковки . Заготовка нагревается в индукционной печи и подвергается ковке в закрытой штамповке. Этот конкретный сплав подходит для открытой штамповки. Автомобильные детали, детали для квадроциклов и промышленные детали — это лишь некоторые из применений поковки. Алюминий 6061 можно выковать в плоские или круглые прутки, кольца, блоки, диски и заготовки, полости и шпиндели. Из сплава 6061 можно придать особую и нестандартную форму. [25]

Отливки

6061 не является сплавом, который традиционно отливают из-за низкого содержания кремния, влияющего на текучесть при литье. Его можно отлить с помощью специального метода центробежного литья . Центробежно-литая сталь 6061 идеально подходит для изготовления колец и гильз большего размера, которые превосходят ограничения большинства кованых изделий. [26]

Эквивалентные материалы

Таблица эквивалентов алюминия 6061 [27]

Стандарты

Различные формы и состояния алюминиевого сплава 6061 обсуждаются в следующих стандартах: [28]

Рекомендации

  1. ^ Справочник ASM, том 2: Свойства и выбор: сплавы цветных металлов и материалы специального назначения (10-е изд.). Парк материалов, Огайо. 1990. ISBN 978-0-87170-377-4. ОСЛК  21034891.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  2. ^ Роберт Э. Сандерс младший (2001). «Технологические инновации в алюминиевых изделиях» . ДЖОМ . 53 (2): 21–25. Бибкод : 2001JOM....53b..21S. дои : 10.1007/s11837-001-0115-7. S2CID  111170376.
  3. ^ «Алюминиевые сплавы». Materials Management Inc. 23 декабря 2015 г. Архивировано из оригинала 31 июля 2016 г. Проверено 25 июля 2016 г.
  4. ^ Спецификация на листы и пластины из алюминия и алюминиевых сплавов (метрические единицы) (Отчет). Комитет B07. дои : 10.1520/b0209m-14.
  5. ^ Технический паспорт Alcoa 6061. Архивировано 20 октября 2006 г. в Wayback Machine (pdf), по состоянию на 13 октября 2006 г.
  6. ^ Алюминиевые стандарты и данные метрики SI 2006 г. , Алюминиевой ассоциации Inc.
  7. ^ abc ASTM B209
  8. ^ abc ASTM B221
  9. ^ Справочный комитет ASM (1991). «Термическая обработка алюминиевых сплавов». Том 4: Термическая обработка (PDF) . КАК М. п. 871. doi :10.1361/asmhba0001205 (неактивен 31 января 2024 г.). hdl : 11115/192.{{cite book}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )
  10. ^ Данные о свойствах материала: алюминий 6061-T6.
  11. ^ "Паспорт материала ASM" . Архивировано из оригинала 01 октября 2018 г. Проверено 23 декабря 2020 г.
  12. ^ "Паспорт материала ASM" . Архивировано из оригинала 22 октября 2018 г. Проверено 21 марта 2010 г.
  13. ^ Хэтч, Джон (1984). «Микроструктура сплавов». Алюминий: свойства и физическая металлургия . АСМ Интернешнл. стр. 54–104. ISBN 9780871701763.
  14. ^ Накаи, Манабу; Ито, Горо (2014). «Влияние микроструктуры на механические свойства кованого алюминиевого сплава 6061». Операции с материалами . 55 (1): 114–119. дои : 10.2320/matertrans.ma201324 . ISSN  1345-9678.
  15. ^ Ли, SH; Сайто, Ю; Сакаи, Т; Уцуномия, Х (28 февраля 2002 г.). «Микроструктура и механические свойства алюминиевого сплава 6061, обработанного накопительной прокаткой». Материаловедение и инженерия: А. 325 (1): 228–235. дои : 10.1016/S0921-5093(01)01416-2. ISSN  0921-5093.
  16. ^ Истон, Массачусетс; Сент-Джон, Д.Х. (2008). «Улучшенное прогнозирование размера зерна алюминиевых сплавов с учетом влияния скорости охлаждения». Материаловедение и инженерия: А. 486 (1–2): 8–13. doi : 10.1016/j.msea.2007.11.009.
  17. ↑ Информация об алюминии на сайте planespruce.com, по состоянию на 13 октября 2006 г.
  18. ^ 6061 против 2024. Архивировано 25 января 2013 г. на archive.today . Homebuiltairplanes.com. Проверено 4 апреля 2012 г.
  19. ^ Судостроение из алюминия , Стивен Ф. Поллард, 1993, ISBN 0-07-050426-1 
  20. ^ Сороканич, Боб (16 декабря 2015 г.). «Plymouth Prowler был тайно самым важным инженерным экспериментом Chrysler». Дорога и трек . Архивировано из оригинала 28 января 2022 года . Проверено 2 ноября 2022 г.
  21. ↑ Кох, Сюзанна (9 июня 2021 г.). «Какие алюминиевые сплавы лучше всего подходят для велосипедных рам?». Формы — Центр знаний о дизайне алюминия . Архивировано из оригинала 26 октября 2021 года . Проверено 27 сентября 2022 г.
  22. ^ EVOLUTION 9 мм, 1/2-28 TPI. Архивировано 1 августа 2011 г. в Wayback Machine . Передовое вооружение. Проверено 4 апреля 2012 г.
  23. ^ Амфибия S.22LR: Глушитель: AWC Systems Technology. Архивировано 1 октября 2011 г. в Wayback Machine . Awcsystech.com. Проверено 4 апреля 2012 г.
  24. ↑ Ботелл, Джед (30 сентября 2015 г.). «Вакуумные системы следующего поколения: алюминий». Атлас Технологии . Архивировано из оригинала 17 января 2022 года . Проверено 27 сентября 2022 г.
  25. ^ «Ковка из алюминиевого сплава 6061 | Андерсон Шумейкер» . www.andershumaker.com . Архивировано из оригинала 17 января 2016 г. Проверено 8 октября 2015 г.
  26. ^ «Алюминиевые сплавы | Центробежные машины Джонсона» . johnsoncentrifugal.com . 27 августа 2019 года . Проверено 14 октября 2019 г.
  27. ^ Коул, Эндрю (24 мая 2020 г.). «Свойства алюминиевого сплава AL 6061-T6, предел текучести и растяжения, теплопроводность, модуль упругости, эквивалентный материал». Мировой материал . Проверено 3 августа 2020 г.
  28. ^ 6061 (3.3214, H20, A96061) Алюминий. Проверено 14 ноября 2014 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Стол из алюминиевого сплава