Két különböző család, két különböző munka
Az 5083 egy nem-hőkezelhető-alumínium-magnéziumötvözet; A 6061 hőkezelhető alumínium-magnézium-szilíciumötvözet. Ez az egyetlen különbség szinte minden mást megmagyaráz. Az 5xxx ötvözet szilárd oldatban és munkakeményedésben a magnéziumtól nyer szilárdságot, kereskedelmi profilokban nem extrudálható, és szinte szilárdságveszteség nélkül hegeszt a hőhatásnak kitett zónában. A 6xxx ötvözet az öregedés során képződő magnézium-szilicid csapadéktól nyer szilárdságot, könnyen extrudál összetett profilokká, jól megmunkálható, hegesztéskor pedig szilárdságának nagy részét veszít.
Összetétel és tulajdonságok összehasonlítása
| Tétel | 5083-H116 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| Család | Al-Mg, nem-hőkezelhető- | Al-Mg-Si, hőkezelhető- |
| Magnézium | 4.0 - 4.9 % | 0.8 - 1.2 % |
| Szilícium | 0,40 % max | 0.40 - 0.8 % |
| Minimális szakítószilárdság | 305 MPa (44 ksi) | 310 MPa (45 ksi) |
| Minimális folyáshatár | 215 MPa (31 ksi) | 275 MPa (40 ksi) |
| Sűrűség | 2,66 g/cm3 | 2,70 g/cm3 |
| Rugalmassági modulus | 70 GPa | 69 GPa |
| Rutin termékformák | lemez, lap, extrudálás korlátozott | lemez, lemez, extrudálás, cső, rúd |
Az 5083-H116 minimumok az ASTM B928 követelményei a tengeri lemezekre; a 6061-T6 minimumok az ASTM B209 lemezre vonatkozó követelményei. A szakítóvizsgálat mindkét esetben az ASTM E8/E8M szabvány szerint történik.
Mi történik a hegesztésnél
Itt tér el leginkább a két ötvözet. A 6061-T6 hegesztés helyileg túlterheli a csapadék-edzett szerkezetet, és a hőhatás-zónában a folyáshatár nagyjából 165 MPa-ra esik még megfelelő 5356 vagy 4043 töltőanyag mellett is. A csatlakozás tehát a gyenge láncszem, hacsak nem alakítják át körülötte a szerkezetet, ezért ritka a hegesztett 6061-es hajótest. Ezzel szemben az 5183-as töltőanyaggal hegesztett 5083-H116 megtartja az alapfém szilárdságának nagy részét a kötésen keresztül, mivel nem keletkezik csapadék a túlmelegedés miatt. Ugyanez a logika teszi az 5083-at a fedélzetek, tartályok és bármely más, teljesen hegesztett szerkezethez hajlító terhelés alatti ötvözetévé.
Tengervíz korrózió
Az 5083 a merülő tengeri szolgáltatás referenciaötvözete. A szilárd oldatban lévő magnézium és króm-adalékok erős ellenállást biztosítanak a tengervízben előforduló lyuk- és repedésekkel szemben, a H116 temper pedig az ASTM G67 által szemcseközi korrózióval szembeni minősítést kapott, 15 mg/cm2 tömegveszteség-határral. A figyelmeztetés a hőmérséklet: a hosszan tartó, körülbelül 65 °C feletti üzemelés érzékenyítheti az 5083-at, magasabb hőmérsékleten pedig az 5454 van megadva.
6061-A T6 ésszerűen jól ellenáll a légköri tengeri expozíciónak, de nincs előírva folyamatos merítésre. Sóval terhelt atmoszférában a korrózióállósága alacsonyabb, mint az 5xxx ötvözeteké, magasabb réz- és szilíciumtartalma pedig hajlamosabbá teszi a helyi támadásokra a pangó nedves hézagokban. Ebből a gyakorlati szabályok következnek: 6061 a vízvonal felett marad, 5083 a hajótestbe és a nedves zónákba kerül.
Ahová minden ötvözet tartozik
| Alkalmazás | Előnyben részesített ötvözet |
|---|---|
| Hajóborítás, gerinc, fenékszerkezet | 5083-H116 |
| Vízzáró válaszfalak és tartályok | 5083-H116 |
| Fedélzetek, kabinszerkezetek, hegesztett keretek | 5083-H116 vagy H111 |
| Extrudált kapaszkodósínek, kapcsok, ablakkeretek, ülésalapok | 6061-T6 |
| Árbocok, gémek és megmunkált szerelvények | 6061-T6, vagy 5083, ahol hegesztett |
| Csavarozott vagy szegecselt felépítmények a vízvonal felett | 6061-T6 elfogadható |
Egy gyakorlati tervezési útmutató, mint például az EN 13195 szabvány és a hajóosztályozó társaság erre hivatkozó szabályai általában felsorolják, hogy mely jellemzők és termékformák elfogadhatók a hajótest és felépítmények szegélyezéséhez, és ezeket a szabályokat be kell tartani, ahol alkalmazandók.
Gyakran Ismételt Kérdések
Q:A 6061-T6 tengeri minőségű alumínium?
V: A vízvonal felett a szerelvények és szerkezetek esetében elfogadott, de nincs megadva merülő hajótest lemezeléséhez, ahol az 5083-H116-ot használják.
Q:Melyik ötvözet erősebb?
V: Hegesztés nélküli állapotban a 6061-T6 nagyobb folyáshatárral rendelkezik, körülbelül 275 MPa, szemben az 5083-H116 215 MPa-val; hegesztés után az előny nagyrészt eltűnik.
Q:Miért veszíti el erejét a 6061 hegesztéskor?
V: A hegesztési hő túlterheli a magnézium-szilicid csapadékot a hőhatás-zónában, így a folyáshatár körülbelül 165 MPa-ra csökken.
Q:A két ötvözet egymáshoz hegeszthető?
V: Igen, 5356-os töltőanyaggal és minősített eljárással, de a 6061-es oldalon továbbra is megjelenik egy lágyított hő{2}}hatászóna, amelyet figyelembe kell venni a tervezésnél.
Q:Melyik ötvözetet érdemes használni csónak üzemanyag- vagy víztartályhoz?
V: 5xxx ötvözet. Azoknál a tartályoknál, amelyeknél magasabb a hőmérséklet is, az 5454 a szokásos választás az 5083 helyett.
Q:Az 5083 kapható extrudált formában?
V: Csak az egyszerű profilok nagyon korlátozott tartományában; Az összetett szakaszokat 6061-ben vagy 6082-ben extrudálják, majd 5xxx lemezhez kapcsolják.
