Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с алюминия 6061-T6 )
Перейти к навигации Перейти к поиску
A6061
Физические свойства
Плотность (ρ)2,70 г / см 3 [1]
Механические свойства
Модуль Юнга (E)68 ГПа (9 900 тыс. Фунтов на кв. Дюйм)
Предел прочности при растяжении (σ т )124–290 МПа (18,0–42,1 тыс. Фунтов на квадратный дюйм)
Относительное удлинение (ε) при разрыве12–25%
Коэффициент Пуассона (ν)0,33
Тепловые свойства
Температура плавления (Т м )585 ° С (1085 ° F)
Теплопроводность (k)151–202 Вт / (м · К)
Коэффициент линейного теплового расширения (α)2.32 × 10 −5 К −1
Удельная теплоемкость (c)897 Дж / (кг · К)
Электрические свойства
Объемное сопротивление (ρ)32,5–39,2 нОм · м

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

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

Химический состав [ править ]

Состав алюминиевого сплава 6061, мас.% [4]
AlMgSiFeCuCrZnTiMnОстаток
95,85 - 98,560,8 - 1,20,40 - 0,80,0 - 0,70,15 - 0,400,04 - 0,350,0 - 0,250,0 - 0,250,0 - 0,15По 0,05, всего 0,15

Свойства [ править ]

Механические свойства 6061 в значительной степени зависят от настроения , или тепловой обработке, материала. [5] Модуль Юнга составляет 69 ГПа (10 000 фунтов на квадратный дюйм) независимо от состояния. [6]

6061-O [ править ]

Отожженный 6061 (состояние 6061-O) имеет максимальный предел прочности на растяжение не более 150 МПа (22 ksi), [7] [8] и максимальный предел текучести не более 83 МПа (12 ksi) [7] или 110 МПа (16 тыс. фунтов / кв. дюйм). [8] Материал имеет относительное удлинение (растяжение до полного разрушения) 10–18%. Для получения отожженного состояния сплав обычно нагревают при 415 ° C в течение 2-3 часов. [9]

6061-T4 [ править ]

T4 temper 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). Относительное удлинение 10-16%.

6061-T6 [ править ]

6061-T6 Стандартный процесс термообработки алюминия

Состояние 6061 T6 было обработано 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 фунтов 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 он имеет удлинение 8% или более; на более толстых участках удлинение составляет 10%. Закал T651 имеет аналогичные механические свойства. Типичное значение теплопроводности для 6061-T6 при 25 ° C (77 ° F) составляет около 152 Вт / м К. В технических характеристиках материала [12] указываетсяПредел выносливости при циклической нагрузке составляет 97 МПа (14 ksi) для 500 000 000 полностью обратимых циклов с использованием стандартной испытательной машины RR Moore и образца. Обратите внимание, что алюминий не имеет четко определенного «изгиба» на его графике Sn, поэтому ведутся споры о том, сколько циклов соответствует «бесконечной жизни». Также обратите внимание, что на фактическое значение предела выносливости для приложения могут сильно повлиять обычные факторы снижения номинальных значений нагрузки, уклона и качества поверхности.

Микроструктура [ править ]

Различные виды термообработки алюминия позволяют контролировать размер и дисперсию Mg.
2Si выделяется в материале. Размеры границ зерен также меняются, но не имеют такого важного влияния на прочность, как осадки. Размеры зерен могут меняться на порядки в зависимости от напряжения и могут иметь размер зерен от нескольких сотен нанометров, но обычно от нескольких микрометров до сотен микрометров в диаметре. Вторичные фазы железа, марганца и хрома ( Fe
2Si
2Al
9, (Fe, Mn, Cr)
3SiAl
12) часто образуются в виде включений в материале. [13]

Границы зерен в экструдированной пластине из алюминиевого сплава 6061

Размер зерен в алюминиевых сплавах сильно зависит от технологий обработки и термообработки. Различное поперечное сечение материала, подвергшегося нагрузке, может вызвать разницу в размерах зерен на порядок. [14] Некоторые специально обработанные алюминиевые сплавы имеют диаметр зерна, который составляет сотни нанометров, [15] но большинство колеблется от нескольких микрометров до сотен микрометров. [16]

Использует [ редактировать ]

6061 обычно используется для следующих целей:

  • строительство конструкций самолетов , таких как крылья и фюзеляжи , чаще встречается в самолетах самодельной постройки , чем в самолетах коммерческих или военных самолетов. [17] Сплав 2024 несколько прочнее, но 6061 легче обрабатывается и остается устойчивым к коррозии даже при истирании поверхности, что не относится к 2024, который обычно используется с тонким покрытием Alclad для коррозионной стойкости. [18]
  • строительство яхт , в том числе малых служебных катеров . [19]
  • автомобильные детали, такие как шасси Audi A8 и Plymouth Prowler .
  • фонарики
  • алюминиевые банки для упаковки продуктов питания и напитков.
  • Аквалангисты и другие баллоны для хранения газа высокого давления (после 1995 г.)

6061-T6 используется для:

  • велосипедные рамы и комплектующие.
  • много катушек для ловли рыбы нахлыстом .
  • бляшка Pioneer
  • вторичные камеры и системы перегородок в огнестрельных звуковых супрессорах ( в основном пистолет супрессоров для снижения веса и улучшенных механические функции), в то время как камеры первичных расширений , как правило , требуют 17-4PH или 303 из нержавеющей стали или титана . [20] [21]
  • Верхний и нижний ствольные коробки многих вариантов винтовки AR-15, не соответствующих военным требованиям.
  • Множество алюминиевых причалов и трапов, сваренных на место.
  • Материал, используемый в некоторых камерах сверхвысокого вакуума (UHV)
  • Многие детали для дистанционно управляемых моделей самолетов , особенно компоненты винта вертолета .
  • Большие любительские радиоантенны.
  • Спасательные лестницы для пожарных

Сварка [ править ]

6061 хорошо сваривается, например, с использованием сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) или сварки металла в среде защитного газа (MIG). Обычно после сварки свойства вблизи сварного шва аналогичны свойствам 6061-T4, потеря прочности составляет около 40%. Материал можно подвергнуть повторной термообработке для восстановления состояния всей детали, близкого к -T6. После сварки материал может естественным образом стареть и частично восстанавливать свою прочность. Большая часть сил восстанавливается в первые дни или несколько 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 термообработки после сварки. Типичный наполнитель - 4043 или 5356.

Экструзии [ править ]

6061 - это сплав, используемый в производстве экструзионных профилей - конструкционных профилей с постоянным поперечным сечением, получаемых проталкиванием металла через формовочную головку .

Поковки [ править ]

6061 - это сплав, который подходит для горячей ковки . Заготовку нагревают в индукционной печи и выковывают в закрытой штамповке. Этот особый сплав подходит для поковок в открытых штампах. Автомобильные детали, детали для квадроциклов и промышленные детали - это лишь некоторые из областей применения поковки. Из алюминия 6061 можно выковать плоские или круглые прутки, кольца, блоки, диски и заготовки, выемки и шпиндели. 6061 можно выковывать в особые и нестандартные формы. [22]

Отливки [ править ]

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 . Центробежное литье 6061 идеально подходит для больших колец и гильз, которые превышают ограничения большинства предложений ковки. [23]

Эквивалентные материалы [ править ]

Таблица эквивалентов алюминия 6061 [24]

насЕвропейский СоюзISOЯпонияКитай
СтандартОценка (UNS)СтандартОценкаСтандартЧисловые (химические символы)СтандартОценкаСтандартОценкаСтандартОценка
AA;

ASTM B209;

ASTM B211;

ASTM B221;

ASTM B210;

ASTM B308 / B308M;

ASTM B241 / B241M

6061 (UNS A96061)SAE AMS 4025;

SAE AMS 4026;

SAE AMS 4027;

SAE AMS 4117

6061EN 573-3EN AW-6061

(EN AW-AlMg1SiCu)

ISO 209AW-6061JIS H4000;

JIS H4040

6061GB / T 3077;

ГБ / т 3880.2

6061

Стандарты [ править ]

Различные формы и состояния алюминиевого сплава 6061 обсуждаются в следующих стандартах: [25]

  • ASTM B 209: Стандартные технические условия на листы и листы из алюминия и алюминиевых сплавов
  • ASTM B 210: Стандартные спецификации для тянутых бесшовных труб из алюминия и алюминиевых сплавов
  • ASTM B 211: Стандартные технические условия на пруток, пруток и проволоку из алюминия и алюминиевых сплавов
  • ASTM B 221: Стандартные спецификации для экструдированных прутков, стержней, проволоки, профилей и труб из алюминия и алюминиевых сплавов.
  • ASTM B 308: Стандартные технические условия для стандартных структурных профилей из алюминиевого сплава 6061-T6 - согласно ASTM, они были отозваны в 2019 году без замены. [26]
  • ASTM B 483: Стандартные технические условия на вытянутые трубы и трубы из алюминия и алюминиевых сплавов общего назначения.
  • ASTM B 547: Стандартные технические условия на формованные и сваренные дугой круглые трубы из алюминия и алюминиевых сплавов
  • ISO 6361: Кованый алюминий и листы, полосы и пластины из алюминиевых сплавов.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Справочник ASM, Том 2: Свойства и выбор: Цветные сплавы и материалы специального назначения Комитет Справочника ASM, стр. 102 DOI: 10.1361 / asmhba0001060 [ постоянная мертвая ссылка ] .
  2. ^ Роберт Э. Сандерс младший (2001). «Технологические инновации в алюминиевых изделиях» . JOM . 53 (2): 21–25. Bibcode : 2001JOM .... 53b..21S . DOI : 10.1007 / s11837-001-0115-7 . S2CID  111170376 .
  3. ^ «Алюминиевые сплавы» . Материалы Management Inc. 23 декабря 2015. Архивировано из оригинала 31 июля 2016 . Проверено 25 июля 2016 .
  4. ^ B07 Комитет. «Спецификация на листы и пластины из алюминия и алюминиевых сплавов (метрическая система)» . DOI : 10,1520 / b0209m-14 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  5. ^ Alcoa 6061 данные листа архивации 2006-10-20 в Wayback Machine (PDF), доступ13 октября 2006
  6. ^ Стандарты алюминия и данные 2006 Metric SI , Aluminium Association Inc.
  7. ^ а б в ASTM B209
  8. ^ а б в ASTM B221
  9. ^ Комитет Справочника ASM (1991). «Термическая обработка алюминиевых сплавов». Том 4: Термическая обработка . КАК М. п. 871. doi : 10.1361 / asmhba0001205 (неактивен 2021-01-16). hdl : 11115/192 .CS1 maint: DOI неактивен с января 2021 г. ( ссылка )
  10. ^ Данные свойств материала: 6061-T6 Алюминий
  11. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2018-10-01 . Проверено 23 декабря 2020 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  12. ^ "Лист технических данных ASM" . Архивировано из оригинала на 2018-10-22 . Проверено 21 марта 2010 .
  13. ^ Хэтч, Джон (1984). «Микроструктура сплавов». Алюминий: свойства и металловедение . ASM International. С. 54–104. ISBN 9780871701763.
  14. ^ Накаи, Манабу; Ито, Горох (2014). «Влияние микроструктуры на механические свойства кованого алюминиевого сплава 6061» . Материалы Сделки . 55 (1): 114–119. DOI : 10,2320 / matertrans.ma201324 . ISSN 1345-9678 . 
  15. ^ Ли, S. H; Сайто, Y; Сакаи, Т; Уцуномия, Х (2002-02-28). «Микроструктура и механические свойства алюминиевого сплава 6061, обработанного накопительным валком». Материалы Наука и техника: A . 325 (1): 228–235. DOI : 10.1016 / S0921-5093 (01) 01416-2 . ISSN 0921-5093 . 
  16. ^ Истон, Массачусетс; Сент-Джон, DH (2008). «Улучшенное прогнозирование размера зерна алюминиевых сплавов, включая влияние скорости охлаждения». Материалы Наука и техника: A . 486 (1–2): 8–13. DOI : 10.1016 / j.msea.2007.11.009 .
  17. ^ Информация об алюминии на aircraftspruce.com , по состоянию на 13 октября 2006 г.
  18. ^ 6061 vs 2024 Архивировано 25 января 2013 г. в Archive.today . Homebuiltairplanes.com. Проверено 4 апреля 2012.
  19. ^ Судостроение с алюминием , Стивен Ф. Поллард, 1993, ISBN 0-07-050426-1 
  20. ^ EVOLUTION 9mm ™, 1 / 2-28 TPI. Архивировано 1 августа 2011 г. в Wayback Machine . Современное вооружение. Проверено 4 апреля 2012.
  21. ^ Амфибия S .22LR: Глушитель: AWC Systems Technology . Awcsystech.com. Проверено 4 апреля 2012.
  22. ^ "6061 Ковка из алюминиевого сплава | Андерсон Шумейкер" . www.andersonshumaker.com . Проверено 8 октября 2015 .
  23. ^ "Алюминиевые сплавы | Центробежный Джонсон" . johnsoncentrifugal.com . Проверено 14 октября 2019 .
  24. ^ Коул, Эндрю (2020-05-24). «Свойства алюминиевого сплава AL 6061-T6, предел прочности на растяжение и предел текучести, теплопроводность, модуль упругости, эквивалентный материал» . Мировой материал . Проверено 3 августа 2020 .
  25. ^ 6061 (3.3214, H20, A96061) Алюминий . Проверено 14 ноября 2014.
  26. ^ [1] ASTM B308

Дальнейшее чтение [ править ]

  • «Свойства деформируемого алюминия и алюминиевых сплавов: 6061 Alclad 6061», Свойства и выбор: цветные сплавы и материалы специального назначения , Том 2, Справочник ASM, ASM International, 1990, стр. 102-103.

Внешние ссылки [ править ]

  • Свойства алюминия 6061

Таблица из алюминиевого сплава [ править ]