Những tiêu chuẩn nào áp dụng cho hợp kim nhôm 6061?
6061 là hợp kim nhôm rèn Al{2}}Mg-Si (sê-ri 6xxx) có thể xử lý nhiệt, được ký hiệu là UNS A96061. Nó được điều chỉnh bởi:
- ASTM B209- Nhôm và nhôm-Tấm và tấm hợp kim
- ASTM B211- Nhôm và Nhôm-Thanh, thanh và dây hợp kim
- ASTM B221- Nhôm và Nhôm-Thanh, thanh, biên dạng và ống được ép đùn bằng hợp kim
- ASTM B308 / B308M- 6061-Hồ sơ cấu trúc tiêu chuẩn T6
- EN 573-3- Thành phần hóa học và dạng sản phẩm rèn
- GB/T 3190- Thành phần hóa học của nhôm và hợp kim nhôm (ký hiệu tiếng Trung: 6061, trước đây là LD30)
- ISO 209-1- Ký hiệu nhôm và hợp kim nhôm
Giai đoạn tăng cường chính là Mg₂Si (magie silicide), được kết tủa trong quá trình lão hóa nhân tạo (tinh luyện T6). 6061 là một trong những hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn thế giới nhờ độ bền cân bằng, khả năng hàn, khả năng chống ăn mòn và khả năng gia công.
EN AW-6061 Chỉ định tương đương
Bảng dưới đây liệt kê các ký hiệu quốc tế tương đương cho nhôm 6061:
| Hệ thống tiêu chuẩn | chỉ định | Ghi chú |
|---|---|---|
| Hiệp hội nhôm (AA) | AA6061 | Tên gọi chính của Bắc Mỹ |
| UNS (Đánh số thống nhất) | A96061 | Hệ thống thống nhất ASTM/SAE |
| VN (Châu Âu) | EN AW-6061 / AlMg1SiCu | Theo EN 573-3 |
| DIN (tiếng Đức) | 3.3211 (AlMgSi0.5Cu) | số vật liệu tiếng Đức |
| JIS (tiếng Nhật) | A6061 | Theo JIS H4000 / H4040 |
| GB (tiếng Trung) | 6061 (trước đây là LD30) | Mỗi GB/T 3190 |
| ISO | AlMg1SiCu | Theo tiêu chuẩn ISO 209-1 |
Thành phần hóa học của Nhôm 6061 T6 (wt %) - Theo tiêu chuẩn ASTM B209 / GB T3190
| Yếu tố | Biểu tượng | Tối thiểu (%) | Tối đa (%) | Vai trò / Chức năng |
|---|---|---|---|---|
| Silicon | Sĩ | 0.40 | 0.80 | Tạo thành pha tăng cường Mg₂Si bằng Mg |
| Sắt | Fe | - | 0.70 | Kiểm soát tạp chất; dư thừa làm giảm độ dẻo |
| đồng | Cư | 0.15 | 0.40 | Việc tăng cường giải pháp-rắn bổ sung sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa |
| Mangan | Mn | - | 0.15 | Tinh chế hạt; giảm thiểu hiệu ứng liên kim Fe |
| Magie | Mg | 0.80 | 1.20 | Yếu tố tăng cường chính; tạo thành Mg₂Si với Si |
| crom | Cr | 0.04 | 0.35 | Kiểm soát cấu trúc hạt; cải thiện khả năng chống ăn mòn căng thẳng |
| kẽm | Zn | - | 0.25 | tạp chất còn sót lại; giới hạn để duy trì khả năng chống ăn mòn |
| Titan | Ti | - | 0.15 | Máy tinh chế ngũ cốc (hạt Al₃Ti) |
| Khác (mỗi) | - | - | 0.05 | Giới hạn nguyên tố vi lượng riêng lẻ |
| Khác (tổng cộng) | - | - | 0.15 | Giới hạn nguyên tố vi lượng kết hợp |
| Nhôm | Al | Còn lại (≈ 95,8 – 98,6%) | Ma trận cơ sở | |
Nguồn: ASTM B209, GB/T 3190, EN 573-3. Giá trị là giới hạn thành phần cho mỗi tiêu chuẩn; giá trị chứng chỉ nhà máy thực tế có thể khác nhau trong các phạm vi này.
Tính chất cơ học theo nhiệt độ
6061 đạt được các tính chất cơ học thông qua xử lý nhiệt. Bảng dưới đây liệt kê các giá trị điển hình theo tiêu chuẩn ASTM B221 / B209 cho các loại nhiệt độ thông thường:
| tính khí | UTS (MPa) | Năng suất 0,2% (MPa) | Độ giãn dài (%) | Độ cứng (HB) | Cắt (MPa) | Mệt mỏi (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| O(Ủ) | Nhỏ hơn hoặc bằng 150 | Nhỏ hơn hoặc bằng 85 | 10 – 18 | 30 | ~84 | - |
| T4(Giải pháp + Tuổi tự nhiên) | Lớn hơn hoặc bằng 180 | Lớn hơn hoặc bằng 110 | 10 – 16 | 65 | ~110 | - |
| T6(Giải pháp + Thời đại nhân tạo) | Lớn hơn hoặc bằng 290 | Lớn hơn hoặc bằng 240 | 8 – 12 | 95 | ~207 | ~97 |
| T651(Căng thẳng-Giảm bớt + Tuổi nhân tạo) | Lớn hơn hoặc bằng 290 | Lớn hơn hoặc bằng 240 | 8 – 12 | 95 | ~207 | ~97 |
| F(Như-Được chế tạo) | Thuộc tính-không được chỉ định tùy thuộc vào quy trình sản xuất | |||||
Ghi chú: Độ bền kéo tối đa của UTS =. Các giá trị độ bền mỏi là gần đúng, dựa trên chu kỳ 5 × 10⁸ đối với các mẫu không có khía. Giá trị độ giãn dài phụ thuộc vào độ dày và hướng thử nghiệm (dọc và ngang). Giá trị tối thiểu theo tiêu chuẩn ASTM B221; kết quả kiểm tra nhà máy thực tế thường vượt quá những kết quả này.
Tính chất vật lý của nhôm 6061 T6 (Giá trị điển hình, Tất cả nhiệt độ)
| Tài sản | Giá trị | Đơn vị | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Mật độ (ρ) | 2.70 | g/cm³ | ~1/3 thép; giống hệt nhau trên mọi tính khí |
| Phạm vi nóng chảy | 582 – 652 | độ (1.080 – 1.205 độ F) | Chất rắn 582 độ, chất lỏng 652 độ |
| Mô đun đàn hồi (E) | 68.9 | GPa (10.000 ksi) | Mô đun của Young: nhất quán giữa các trạng thái |
| Mô đun cắt (G) | 25.9 | GPa (3.750 ksi) | - |
| Tỷ lệ Poisson (ν) | 0.33 | - | - |
| Nhiệt dung riêng (cₚ) | 896 | J/(kg·K) | Ở 20 độ |
| Độ dẫn điện (T6) | 43 | % IACS | Thấp hơn nhôm nguyên chất (6101 ~57%) |
| Điện trở suất (T6, 20 độ) | 3.99 × 10⁻⁸ | Ω·m | - |
Nguồn: Sổ tay ASM Tập. 2, ASTM B209, Dữ liệu và Tiêu chuẩn của Hiệp hội Nhôm.
Tính chất nhiệt của tấm nhôm 6061 T6
| Tài sản | 20 độ | 100 độ | 200 độ | 300 độ | 400 độ |
|---|---|---|---|---|---|
| Độ dẫn nhiệt (W/m·K) | 167 † | - | - | - | - |
| CTE (μm/m· độ ) | - | 23.6 | 24.5 | 25.6 | 26.6 |
| Độ khuếch tán nhiệt (m²/s × 10⁻⁵) | 6.69 | - | - | - | - |
†Độ dẫn nhiệt 167 W/m·K áp dụng cho nhiệt độ T6. Ở nhiệt độ O, độ dẫn điện cao hơn (~180 W/m·K) do có ít kết tủa làm tán xạ các electron hơn. Giá trị CTE biểu thị hệ số trung bình trong phạm vi 20 độ so với nhiệt độ được chỉ định.
Hướng dẫn xử lý nhiệt & ủ
6061 là một hợp kim-có thể xử lý nhiệt - các đặc tính cơ học của nó đạt được thông qua các chu trình nhiệt được kiểm soát thay vì gia công nguội. Bảng dưới đây tóm tắt các tính khí phổ biến và ứng dụng của chúng:
| tính khí | Quá trình | Đặc trưng | Sử dụng điển hình |
|---|---|---|---|
| F | Như-được chế tạo, không có kiểm soát nhiệt | Tài sản không được đảm bảo | Các ứng dụng không{0}}quan trọng |
| O | Ủ hoàn toàn | Sức mạnh thấp nhất, khả năng định hình tối đa | Vẽ sâu, tạo hình phức tạp |
| T4 | Giải pháp-được xử lý bằng nhiệt + lão hóa tự nhiên | Sức mạnh vừa phải, khả năng định hình tốt | Các bộ phận yêu cầu quá trình lão hóa-sau quá trình hình thành |
| T6 | Giải pháp-được xử lý nhiệt + lão hóa nhân tạo | Sức mạnh đỉnh cao, hiệu suất tổng thể tốt | Các bộ phận kết cấu, bộ phận gia công |
| T651 | Giải pháp + căng thẳng-giảm bớt bằng cách kéo dãn (1–3%) + lão hóa nhân tạo | Ứng suất dư thấp, độ ổn định kích thước tuyệt vời | Các tấm, dụng cụ được gia công chính xác- |
Đặc điểm kỹ thuật sản phẩm củaTấm nhôm 6061
|
hợp kim |
tấm nhôm 6061 |
|
tính khí |
F, O, T4, T6, T651, v.v. |
|
độ dày (mm) |
0.30-500 |
|
Chiều rộng (mm) |
500-2650 |
|
Chiều dài (mm) |
500-16000 |
|
Bưu kiện |
Bao bì xuất khẩu (màng bảo vệ, giấy xen kẽ) |
Giải pháp nhiệt độ xử lý nhiệt của tấm nhôm 6061
Đối với nhôm 6061, nhiệt độ xử lý nhiệt dung dịch là530 độ ± 5 độ (985 độ F ± 10 độ F), tiếp theo là làm nguội nước ngay lập tức. Lão hóa nhân tạo cho tính khí T6 được thực hiện ở175 độ ± 5 độ (350 độ F ± 10 độ F) trong 8 giờ.
Quan trọng:Sau khi hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) trở lại trạng thái gần{1}}ủ (O ủ). Để khôi phục các thuộc tính T6, cần phải xử lý-dung dịch lại ở 530 độ + tái-lão hóa ở 175 độ. Nếu không xử lý lại nhiệt, HAZ thường chỉ giữ lại ~40–50% cường độ T6.
Khả năng chống ăn mòn của tấm nhôm 6061
- Ăn mòn khí quyển nói chung:6061 tạo thành màng oxit Al₂O₃ bảo vệ, ổn định, mang lại khả năng chống chịu tốt trong hầu hết các môi trường khí quyển. Hiệu suất phù hợp cho việc sử dụng kiến trúc và kết cấu ngoài trời.
- Môi trường biển:6061 làkhôngsự lựa chọn tối ưu để tiếp xúc với nước biển liên tục. Trong môi trường giàu clorua-, sự ăn mòn rỗ và kẽ hở có thể xảy ra. Đối với các ứng dụng hàng hải, 5052 hoặc 5083 (dòng 5xxx) mang lại khả năng chống chịu vượt trội.
- Ăn mòn điện:Khi 6061 tiếp xúc với các kim loại quý hơn (ví dụ: thép không gỉ, đồng, titan) với sự có mặt của chất điện phân, 6061 hoạt động như cực dương và ăn mòn tốt nhất. Nên sử dụng cách ly điện thích hợp (vòng đệm nylon, miếng đệm) hoặc lớp phủ bảo vệ tại các mối nối kim loại-khác nhau.
- Vết nứt do ăn mòn ứng suất (SCC):6061-T6 có khả năng chống lại SCC tốt trong hầu hết các môi trường, đặc biệt là trong điều kiện T651 khi ứng suất dư được giảm thiểu. Crom (0,04–0,35%) trong chế phẩm đặc biệt tăng cường khả năng kháng SCC.
- Xử lý bề mặt:Anodizing (lớp phủ cứng lưu huỳnh loại II hoặc loại III), lớp phủ chuyển đổi cromat (Alodine), sơn tĩnh điện và lớp phủ PVDF đều cải thiện khả năng chống ăn mòn và tính thẩm mỹ.
Chế tạo và gia công
hàn
6061 có khả năng hàn tuyệt vời khi sử dụng quy trình MIG (GMAW) và TIG (GTAW). Kim loại phụ được đề nghị làER4043(Dựa trên Si{0}}, độ nhạy vết nứt thấp hơn) hoặcER5356(Dựa trên Mg{0}}, cường độ cao hơn). ER4043 được ưu tiên cho hàn thông thường; ER5356 cung cấp độ bền mối hàn cao hơn và màu sắc phù hợp hơn sau khi anodizing.
Lưu ý: Việc hàn làm giảm cường độ trong HAZ xuống gần mức nhiệt độ-O (~150 MPa UTS). Sau{3}}xử lý nhiệt + lão hóa dung dịch hàn có thể khôi phục các đặc tính của T6.
Khả năng gia công
6061-T6 có khả năng gia công tuyệt vời - được Hiệp hội Nhôm xếp hạng "A". Nó tạo ra các phoi ngắn, dễ đứt và hỗ trợ tốc độ cắt cao. Máy ủ T6 và T651 tốt hơn đáng kể so với máy ủ O (có xu hướng dẻo và tạo ra các chip dài). Dụng cụ cacbua được khuyên dùng cho hoạt động sản xuất.
Khả năng định dạng
Hình thức phụ thuộc rất nhiều vào tính khí. Nhiệt độ O mang lại khả năng tạo hình tối đa (thích hợp cho các bản vẽ sâu và uốn cong phức tạp). Tính khí T4 có thể được hình thành với bán kính vừa phải. Tính chất T6 có khả năng định hình hạn chế và yêu cầu bán kính uốn cong lớn hơn (thường là độ dày 5–6 × đối với các uốn cong 90 độ) để tránh nứt.
Bề mặt hoàn thiện có sẵn từ GNEE
| Hoàn thành | Sự miêu tả | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|
| nhà máy kết thúc | Tự nhiên như{0}}bề mặt được cuộn | Kết cấu, công nghiệp, không-trang trí |
| Anodized (Loại II) | Anodizing lưu huỳnh, 10–25 μm | Kiến trúc, điện tử tiêu dùng |
| Anodized (Loại III) | Anodizing áo cứng, 25–75 μm | Bề mặt mài mòn, quân sự, ô tô |
| chải / đánh bóng | Hoàn thiện cơ học (#4 satin, #6, #7 gương) | Tấm trang trí, trang trí kiến trúc |
| sơn tĩnh điện | Phun tĩnh điện, màu RAL | Thiết bị ngoài trời, mặt tiền tòa nhà |
| phủ PVDF | 70% PVDF fluorocarbon, bảo hành 20+ năm | Tấm ốp kiến trúc, tường rèm |
Ứng dụng của tấm nhôm 6061
Tấm nhôm 6061 được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp yêu cầu độ bền từ trung bình-đến{2}}cao, khả năng hàn tốt và khả năng chống ăn mòn:
- Ô tô: Các bộ phận khung gầm, tấm thân xe, khay và vỏ pin (EV), bộ trao đổi nhiệt, khung xe tải và xe kéo
- Hàng không vũ trụ: Các phụ kiện kết cấu phụ, sườn cánh, khung thân máy bay (không-cấu trúc chính)
- Điện tử: Vỏ điện thoại di động, vỏ máy tính xách tay, tản nhiệt, vỏ che chắn EMI
- Hàng hải: Phần cứng boong, lan can, thân thuyền nhỏ (có lớp phủ thích hợp)
- Công nghiệp: Phụ kiện thủy lực và khí nén, thân van, tấm bảo vệ máy, đồ đạc
- Dụng cụ: Khuôn mẫu chính xác, đồ gá lắp, tấm cố định CNC, bàn hàn
- Kiến trúc: Khung kết cấu, thành phần vách kính, hệ thống bảng hiệu và màn hình hiển thị
- Container: Tấm container ISO, container vận chuyển, bể chứa
Cần tấm nhôm 6061 cho dự án của bạn?
GNEE cung cấp tấm và tấm nhôm 6061 ở mọi nhiệt độ (O, T4, T6, T651), độ dày từ 0,30 mm đến 500 mm, có đầy đủ chứng chỉ kiểm tra nhà máy. Cắt tùy chỉnh, xử lý bề mặt và đóng gói xuất khẩu có sẵn.
6061 so với. 5052 so với. 7075 so với. 6063: Sự khác biệt chính
| Thuộc tính / Tính năng | 5052 | 6061 | 6063 | 7075 |
|---|---|---|---|---|
| Loạt | 5xxx (Al-Mg) | 6xxx (Al-Mg-Si) | 6xxx (Al-Mg-Si) | 7xxx (Al-Zn-Mg-Cu) |
| Nhiệt-Có thể xử lý được | KHÔNG | Đúng | Đúng | Đúng |
| Tính khí điển hình | H32 / H34 | T6 / T651 | T5 / T6 | T6 / T651 |
| UTS (MPa, điển hình) | ~190 | ~310 | ~240 | ~570 |
| Năng suất (MPa, điển hình) | ~140 | ~275 | ~215 | ~500 |
| Độ giãn dài (%) | 7 – 12 | 8 – 12 | 8 – 12 | 7 – 11 |
| Chi phí tương đối | Thấp | Thấp | Thấp nhất | Cao |
| Sử dụng chính | Bể chứa nhiên liệu hàng hải, nhiên liệu | Các bộ phận kết cấu, gia công chung | Cấu trúc ép đùn, khung | Hàng không vũ trụ, các bộ phận có-căng thẳng cao |
