6061 vs 7075 alumínium: mechanikai tulajdonságok és ötvözetválasztás

Két ötvözetcsalád, két különböző tervezési filozófia

A 6061 és 7075 a két alumíniumötvözet, amelyet leggyakrabban hasonlítanak össze a mérnöki rajzokon, mégis különböző kohászati családokba tartoznak és különböző problémákat oldanak meg. 6061 egy 6xxx ötvözet, fő ötvöző adalékként magnéziumot és szilíciumot használ, és ezt erősíti a magnézium-szilicid oldatos kezelés utáni kicsapódása és mesterséges öregítéssel a cink. és magnézium-adalékokat, és a legnagyobb szilárdságot produkálja a kereskedelmi forgalomban szokásos kovácsolt alumíniumötvözet közül. Az összetételi határokat olyan specifikációk szabályozzák, mint például az ASTM B209 lemezre és az AMS 4045 a lapokra.

A T6 hőmérséklet mechanikai tulajdonságai

Az összehasonlítást általában mindkét ötvözet T6-os temperálással végzik, azaz oldatos hőkezelt, majd mesterségesen a csúcsszilárdságig öregített ötvözettel. A táblázat a lemezes és extrudált alapanyagok tipikus közzétett értékeit sorolja fel; A feszültségvizsgálat az ASTM E8/E8M szabványt követi, és a minimális tulajdonságokat a vonatkozó termékleírás tartalmazza.

Rögtön két következtetés következik. Először is, a 7075-T6 a 6061-T6 szakítószilárdságának nagyjából kétszeresét éri el, a nyúlás csak kis mértékben csökken. Másodszor, mivel az alumínium rugalmassági modulusa mindkét ötvözet esetében közel azonos, a 7075 szilárdsági előnye leginkább a korlátozott szilárdságú-részeknél számít, és aligha a korlátozott merevségű részek esetében – ez a tervezési pont gyakran kimarad, és szükségtelen költségekhez vezet.

Megmunkálási viselkedés

A megmunkálhatóság azt írja le, hogy egy anyag mennyire kiszámíthatóan vág, mekkora szerszámkopást okoz, és milyen könnyen törik el a forgács. Mindkét ötvözet tisztán vágott keményfém szerszámokkal, de eltérően viselkednek:

6061-T6folyamatos, de szabályozható forgácsot állít elő, és elviseli a gyors előtolást szerény vágófolyadék mellett; ez az általános megmunkálás referenciaanyaga, és könnyen betartható a tűréshatárig.

7075-T6keményebb és erősebb, több hőt termel és gyorsabban kopja a szerszámokat, de nagyon jó a forgácsképződése, ezért széles körben használják nagy szilárdságú repülőgép-alkatrészekhez, amelyeket szilárd anyagból kell megmunkálni.

Mindkét esetben az éles pozitív{0}}gereblye szerszámok, a merev rögzítés és a megfelelő hűtőfolyadék meghosszabbítja a szerszám élettartamát és védi a felületet.

Formázás és hegesztés

A 6061 jó alakíthatóságot biztosít az izzított O hőmérsékleten és ésszerű alakíthatóságot T4-ben, és ez az egyik leginkább hegeszthető, nagy szilárdságú alumíniumötvözet; rutinszerűen 4043-as vagy 5356-os töltőanyaggal hegesztik, és a hőhatásnak kitett zóna a természetes öregedés révén visszanyeri erejének nagy részét. 7075 sokkal kevésbé alkalmazkodó. Olyan mennyiségben tartalmaz rezet és cinket, ami miatt az ömlesztett hegesztések hajlamosak a repedésre, így általában elkerülhető a hegesztés, és az illesztéseket szegecsekkel, csavarokkal vagy ragasztással készítik. Lágyított állapotban a 7075 még alakítható, majd hőkezelhető, de az eljárási ablak szűk és a visszarugaszkodás jelentős.

Korrózióállóság és eloxálás

Mindkét ötvözet természetes oxidfilmet képez a levegő hatására; a fólia hatékonyan véd mindaddig, amíg meg nem sérül, vagy amíg az anyag elegendő rezet tartalmaz ahhoz, hogy megzavarja.

6061jó általános korrózióállósággal rendelkezik. Réztartalma enyhén csökkenti a teljesítményt az 5xxx vagy 6xxx ötvözetekhez képest, amelyek rézmentesek, de a szabványos kromát{3}}konverziós bevonatok vagy festékrendszerek elegendőek a legtöbb kültéri és tengeri{4}}szomszédos alkalmazáshoz.

7075mérsékelt korrózióállósággal rendelkezik, és kifejezetten érzékenyebb a feszültségkorróziós repedésekre a T6 temperációban. Ez az érzékenység az oka, hogy túlöregedett tempereket, például T73-at írnak elő a kritikus 7075-ös alkatrészekhez: nagyjából 10-15 %-os szilárdságot adnak ki a feszültségi korróziós repedésekkel szembeni sokkal jobb ellenállás érdekében, olyan módszerekkel értékelve, mint például az ASTM G47.

Eloxálásmindkettőn jól működik. 6061 tiszta, kemény és erősen védő anódfilmet hoz létre, amely egyenletesen veszi fel a festéket. A 7075-ön a fólia is tartós, de barnásnak vagy szürkének tűnhet a magasabb cink- és réztartalom miatt, ami a díszítőelemeknél számít.

Kiválasztási útmutató

Gyakran Ismételt Kérdések

K: A 7075 alumínium erősebb, mint a 6061?
Igen. A T6 temperben a 7075 eléri a 6061 szakítószilárdságának nagyjából kétszeresét, nagyobb nyírószilárdsággal és keménységgel együtt. A rugalmassági modulus azonban közel azonos mindkét ötvözetben.

K: Melyik ötvözetet könnyebb megmunkálni?
A 6061-T6 egyszerűbb. Kezelhető forgácsokat termel, kisebb szerszámkopást okoz, és könnyebben tartja a tűrést. 7075-a T6 gépeken, de több vágási hőt termel, és lerövidíti a szerszám élettartamát.

K: A 7075 hegeszthető?
A 7075 fúziós hegesztése nem javasolt, mert a magas cink- és réztartalom miatt a hegesztési varratok érzékenyek a repedésre, és jelentősen csökkenti a szilárdságot a hőhatászónában. Előnyben részesítjük a mechanikus rögzítést vagy ragasztást.

K: Melyik ötvözet ellenáll jobban a korróziónak?
A 6061 általában jobban teljesít az atmoszférikus és tengeri -szomszédos üzemben. 7075, mérsékelt ellenállással rendelkezik, és a T6 temperációban érzékenyebb a feszültségi korróziós repedésekre, ezért a kritikus alkatrészekhez T73-típusú tempereket írnak elő.

K: Mindkét ötvözet eloxálható?
Igen. 6061 átlátszó, színtelen filmet ad, amely egyenletesen fest,. 7075 tartós filmet képez, de a szín barna vagy szürke irányába tolódik el, így kevésbé alkalmas a megjelenés-kritikus részeire.

K: Melyik ötvözetet érdemes használni merev, szilárd{0}}kritikus konzolhoz?
Ha a konzol erőssége korlátozott, a 7075-T6 sokkal könnyebb szakaszt tesz lehetővé. Ha az elhajlás az irányadó határ, akkor a közel azonos 6061 modulus eszköz csaknem ugyanúgy teljesít, miközben lényegesen kevesebbe kerül.