6061 là một trong những hợp kim nhôm được chỉ định rộng rãi nhất cho các bộ phận gia công và kết cấu, đồng thời hầu hết chúng đều đến tay khách hàng ở trạng thái-được xử lý nhiệt. Hai ký hiệu gây nhầm lẫn nhất là T6 và T651. Chúng có cùng thành phần hóa học và cách xử lý nhiệt cơ bản giống nhau, và sự khác biệt nằm ở một thao tác bổ sung làm thay đổi cách vật liệu hoạt động sau khi được cắt.
Chỉ định T6 và T651 mô tả gì
Ký hiệu nhiệt độ là bản tóm tắt được mã hóa về quá trình xử lý cơ học và nhiệt mà sản phẩm đã nhận được. Chữ T đánh dấu sản phẩm được xử lý nhiệt và các chữ số tiếp theo mô tả trình tự. T6 có nghĩa là vật liệu đã được xử lý nhiệt bằng dung dịch và sau đó được lão hóa nhân tạo đến tình trạng ổn định đáng kể, không áp dụng gia công nguội sau khi lão hóa. T651 thêm một bước trước khi lão hóa: sản phẩm đã được làm nguội được kéo dãn-đến mức ổn định cố định được kiểm soát, thường trong khoảng 1,5 đến 3 phần trăm, sao cho ứng suất dư để lại sau quá trình làm nguội được phân phối lại qua mặt cắt. Các ký hiệu tương đương cho các sản phẩm ép đùn là T6510 và T6511, trong khi tấm thường được cung cấp là T651.
Giải pháp xử lý, làm nguội và lão hóa
6061 là hợp kim nhôm{1}}magiê{2}}silicon. Magiê và silicon là những chất bổ sung giúp hợp kim phản ứng nhanh với xử lý nhiệt, đồng thời một lượng nhỏ đồng và crom hỗ trợ độ bền và hiệu suất ăn mòn. Trình tự xử lý biến những chất bổ sung đó thành dạng phân tán mịn của các hạt cứng lại.
Giải pháp xử lý nhiệt– hợp kim được giữ ở nhiệt độ khoảng 530 độ (khoảng 985 đến 1000 độ F) đủ lâu để magie và silicon hòa tan thành dung dịch rắn một pha.
Làm nguội– làm lạnh nhanh trong nước hoặc môi trường polyme khóa các nguyên tố đó trong dung dịch siêu bão hòa. Quá trình làm nguội cũng là nơi tạo ra hầu hết ứng suất dư vì bề mặt nguội đi và co lại nhanh hơn lõi.
Lão hóa nhân tạo– vật liệu được làm nóng lại đến khoảng 160 đến 180 độ và giữ trong vài giờ, cho phép hình thành các kết tủa mịn và hợp kim cứng lại đến mức T6.
Giảm căng thẳng– trong trình tự T651, sản phẩm đã được làm nguội được kéo căng vượt quá điểm chảy dẻo và sau đó bị lão hóa, làm phẳng và ghim sản phẩm đồng thời giải phóng ứng suất bên trong.
Tính chất cơ học điển hình
Nhiệt độ T6 và T651 đạt mức cường độ rất giống nhau, vì chúng chỉ khác nhau ở bước giảm căng thẳng chứ không phải ở chu kỳ lão hóa.
| Tài sản | 6061-T6 và T651, điển hình | Đơn vị |
|---|---|---|
| Độ bền kéo | khoảng 310 | MPa |
| Sức mạnh năng suất, bù 0,2 phần trăm | khoảng 276 | MPa |
| Độ giãn dài | khoảng 10 đến 12 | phần trăm |
| độ cứng Brinell | khoảng 95 | HB |
| Mô đun đàn hồi | khoảng 69 | GPa |
Những con số này là những giá trị thường được trích dẫn cho tấm và thanh thương mại. Mức tối thiểu thực sự phụ thuộc vào dạng sản phẩm, độ dày và hướng thử nghiệm, do đó, mỗi lô phải được kiểm tra dựa trên giấy chứng nhận nhà máy của nó và dựa trên kết quả kiểm tra độ bền kéo được lấy từ vật liệu được giao. Kiểm tra độ cứng rất hữu ích khi kiểm tra nhanh nhưng không thể thay thế kiểm tra độ bền kéo và đo độ dẫn điện là cách phổ biến để phát hiện lỗi lão hóa trước khi một bộ phận được đưa vào máy.
T651: Tại sao kéo giãn lại cải thiện độ ổn định gia công
Khi một tấm dày được làm nguội, bề mặt và lõi nguội đi với tốc độ khác nhau, và ứng suất bên trong được cân bằng bên trong vật liệu thay vì nhìn thấy được trên bề mặt của nó. Khi thợ máy loại bỏ vật liệu, sự cân bằng đó bị xáo trộn và phôi có thể bị cong, xoắn hoặc thay đổi kích thước sau khi cắt, đó là lý do kinh điển khiến một bộ phận đo chính xác trên máy và không kiểm tra được trên băng ghế.
Kéo căng cơ theo trình tự T651 sẽ giảm thiểu vấn đề đó. Sau khi xử lý bằng dung dịch và làm nguội, tấm được kéo đến một biến dạng nhỏ vĩnh viễn, đưa phần lớn vật liệu về trạng thái ứng suất đồng đều và sau đó giữ ổn định kích thước cho đến khi cắt sau này. Đối với các tấm mỏng lớn, hốc sâu và các bộ phận có yêu cầu về độ phẳng hoặc độ song song chặt chẽ, T651 thường là thông số kỹ thuật an toàn hơn. Hiệu ứng này có thể thấy rõ nhất ở các công việc có tính-loại bỏ cao, trong đó tấm T6 có thể di chuyển vài phần mười milimét trên một khoảng dài, trong khi công việc tương tự ở T651 giữ hình dạng của nó tốt hơn nhiều.
Lựa chọn giữa T6 và T651
Cả hai đều có khả năng chịu nhiệt tốt và đều có lớp sơn hoàn thiện anodized hoặc sơn tốt, vì vậy sự lựa chọn thường được quyết định bởi hình học hơn là độ bền.
Chọn T6dành cho các bộ phận gia công thông thường, giá đỡ, đồ gá, bộ phận nhỏ và vật liệu ép đùn trong đó mặt cắt tương đối chắc chắn và rủi ro biến dạng thấp.
Chọn T651dành cho các tấm lớn, thành mỏng, các bộ phận dài, tấm gia công chính xác và bất kỳ bộ phận nào mà độ phẳng hoặc độ ổn định kích thước sau khi gia công là rất quan trọng.
Hãy xem xét mối hàn– hàn 6061 ở cả hai chế độ nhiệt độ đều làm mềm vùng bị ảnh hưởng nhiệt và độ bền hoàn toàn không được phục hồi do lão hóa tự nhiên, đó là lý do tại sao các cụm hàn thường yêu cầu phải có trợ cấp thiết kế hoặc-phải có quyết định xử lý nhiệt sau hàn sớm.
Kiểm tra lộ trình hoàn thiện– dung sai gia công được kiểm soát xuống tới cộng hoặc trừ 0,005 mm có thể đạt được trong thực tế, nhưng chúng phụ thuộc vào máy, dụng cụ, đồ gá và độ ổn định của phôi chứ không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: 6061-T651 có mạnh hơn T6 không?
Không. Về cơ bản, hai loại tôi luyện này đạt được độ bền kéo và độ bền dẻo như nhau vì chu kỳ lão hóa là giống hệt nhau. T651 khác biệt ở chỗ bổ sung thêm phương pháp duỗi thẳng trước khi lão hóa, giúp cải thiện độ ổn định kích thước hơn là độ bền.
Hỏi: Tại sao chi tiết của tôi chuyển động sau khi gia công tấm 6061-T6?
Làm nguội lá ứng suất dư được cân bằng bên trong tấm. Khi vật liệu bị loại bỏ khỏi một mặt, sự cân bằng đó bị xáo trộn và bộ phận đó có thể bị biến dạng. Tấm T651 được kéo dãn-, gia công cân bằng từ cả hai mặt và bước giảm bớt ứng suất-giữa gia công thô và hoàn thiện đều làm giảm hiệu ứng.
Hỏi: Nhiệt độ nào được sử dụng để xử lý nhiệt 6061?
Việc xử lý dung dịch được thực hiện ở khoảng 530 độ, sau đó là làm nguội và lão hóa nhân tạo ở khoảng 160 đến 180 độ. Thời gian ngâm chính xác phụ thuộc vào độ dày của mặt cắt và vào lò nung và thiết bị làm nguội đang được sử dụng.
Hỏi: Bước kéo giãn có làm thay đổi tính chất hóa học của hợp kim không?
Không. Kéo căng là một hoạt động cơ học tạo ra một biến dạng nhỏ vĩnh viễn và nó không làm thay đổi thành phần của hợp kim. Bản thân sự cứng lại vẫn xuất phát từ lượng mưa hình thành trong quá trình lão hóa nhân tạo.
Hỏi: Làm thế nào tôi có thể xác minh tính khí của vật liệu đến?
Sử dụng chứng chỉ nhà máy làm hồ sơ chính, sau đó xác nhận bằng kiểm tra độ cứng và đối với công việc quan trọng, kiểm tra độ bền kéo và kiểm tra độ dẫn điện. Việc đánh dấu, đóng gói và truy xuất nguồn gốc phải cho phép lô hàng được giao được gắn chặt với hồ sơ xử lý nhiệt.
