
6061 Великі алюмінієві сплави
6061 Великі алюмінієві сплави з шматочками мають широкий спектр застосувань в аерокосмічній промисловості, а їх унікальні властивості та переваги роблять їх ключовим матеріалом для виробництва аерокосмічного обладнання .
1. Огляд матеріалу та виробничого процесу
6061 large aluminum alloy die forgings represent a perfect combination of medium strength, excellent corrosion resistance, good weldability, and superior machinability, enabling the production of large-sized complex components through the die forging process. 6061 is a typical Al-Mg-Si series alloy, possessing good overall properties, widely used in structural components where ultra-high strength is not the primary requirement, but high demands are розміщується на корозійній стійкості, зварюваності, обробці та економічній ефективності . великі пошкодження, як правило, відносяться до компонентів, що зважують десятки до сотень кілограмів, з розмірами до декількох метрів, складних форм або потребують високої однаковості механічних властивостей, застосовуються в загальній машині, структурній інженерії, транспорту, транспорту (e.g., large vehicles, non-primary load-bearing structures of ships), power plants, and other fields. Through large-scale die forging, the various advantages of 6061 alloy are fully exploited, while the dense grain structure and continuous grain flow formed during forging ensure the stability and reliability of large components in their service середовище .
Первинні елементи легування:
Магній (мг): 0.8-1.2% (покращує міцність, підвищує стійкість до корозії)
Кремній (SI): 0.4-0.8% (Формує фазу зміцнення Mg₂si з магнієм)
Мідь (Cu): 0.15-0.40% (дещо покращує міцність, але може знизити стійкість до корозії)
Chromium (Cr): 0.04-0.35% (інгібує перекристалізацію, покращує міцність)
Базовий матеріал:
Алюміній (AL): баланс
Контрольовані домішки:
Залізо (Fe): 0,70% макс
Марганець (MN): 0,15% макс
Титан (Ti): 0,15% макс
Цинк (Zn): 0,25% макс
Інші елементи: 0,05% максимум кожен, 0,15% максимум
Процес виробництва (для великих штампів): Процес виробництва для 6061 великих штампів підкреслює розмірну точність, рівномірність механічних властивостей та економічно ефективність .
Підготовка сировини та злитки великого розміру:
Якісні 6061 злитки великого розміру або екструдовані бруски великого перерізу вибираються як виготовлення заготовки . виробництво злиття повинні забезпечити рівномірну внутрішню структуру, відсутність макроскопічних дефектів та мінімальну сегрегацію .
Злитки повинні пройти аналіз хімічного складу та ультразвуку для забезпечення металургійної якості .
Мульти-прохідна попередня обробка (засмучує та малює):
Великі злитки, як правило, спочатку піддаються мультипасовій засмученні та підтяжці попереднього руху, щоб руйнувати грубі конструкції, вдосконалити зерна, усунути внутрішню пористість та сегрегацію та утворити рівномірну дрібнозернисту структуру з безперервним потоком зерна .
Попереднє призначення проводиться на великих гідравлічних або масляних пресах з точним контролем температури деформації та кількості .
Різання:
Заготовки точно скорочуються відповідно до попередньо встановлених розмірів та остаточних вимог до кування .
Нагрівання:
Великі заготовки рівномірно нагріваються у великих куваннясних печах, щоб забезпечити ретельне проникнення тепла . Діапазон температури кування для 6061 є відносно широким (як правило, 400-500 градус), але все -таки необхідно забезпечити рівномірність температури, щоб уникнути локального перегріву .
Велике утворення кування:
One or more precise strikes/pressures are applied on 10,000-ton or even tens of thousands of tons large hydraulic presses or forging hammers. Die design is complex, utilizing CAE simulation techniques to predict metal flow, ensuring metal flow lines follow the complex contour of the part and achieve near-net shaping.
Поетапне кування: Для надзвичайно складних або дуже великих частин кування може проводитися в декількох штампах і кроках, щоб поступово формувати кінцеву форму .
Обрізка:
Після кування, важкий спалах навколо периферії великої кування видаляється .
Термічна обробка:
Розчин термічна обробка: Велика кування нагрівається в точній контрольованій великій термічній печі до приблизно 530 градусів ± 5 градусів і утримується достатньо часу, щоб дозволити спермуть елементи повністю розчинятись у твердому розчині . через нижчу чутливість до церепності 6061, але все -таки має бути все -таки, ніж 7075.
Гасіння: Швидке охолодження від розчинення температури . для великих пологів, великі резервуари для гасіння зазвичай використовуються для гасіння води (вода кімнатної температури), доповнених примусовим циркуляцією для забезпечення рівномірного та швидкого охолодження, досягнення оптимального зміцнення .}
Лікування старіння:
T6 вдача: Стандартне лікування штучного старіння (приблизно . 160-175 ступінь для 6-18 годин) для досягнення максимальної міцності та твердості . Це найбільш часто використовувана вдача для великих 6061 порядок .
Випрямлення та полегшення стресу (якщо потрібно):
Механічне випрямлення може знадобитися після гасіння для виправлення розмірів та форми .
Для певних деталей високоточних або тих, що потребують широкого подальшого полегшення напруги на розтягнення або стиснення (E . g ., температура T651) може бути виконана для зменшення залишкового напруги та мінімізації спотворень обробки .}}
Закінчення та огляд:
Депутат, постріл Peing (покращує втому), розмірна перевірка, перевірка якості поверхні .
Нарешті, комплексне неруйнівне тестування (e . g ., ультразвуковий, проникливий) та механічні тести на властивості проводяться для того, щоб продукт відповідав відповідним стандартам .
2. Механічні властивості 6061 великих штампів
6061 великі пошкодження в температурі T6 виявляють хорошу середню міцність, відмінну міцність та хороші втоми . їхні показники ефективності, як правило, суворо вимагаються відповідними промисловими стандартами, з гарантованими значеннями, що відрізняються для поздовжніх (L), поперечних (LT) та коротко-транзійними (ST) напрямками .}}}}
|
Тип власності |
T6 Типове значення |
Напрямок тестування |
Стандартний |
|
Кінцева міцність на розрив (UTS) |
290-330 MPA |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Міцність виходу (0,2% YS) |
240-290 MPA |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Подовження (2 дюйма) |
10-18% |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Брінелл твердість |
95-105 HB |
N/A |
ASTM E10 |
|
Сила втоми (10 ⁷ циклів) |
95-115 MPA |
N/A |
ASTM E466 |
|
Жистка перелому K1c |
25-35 mpa√m |
N/A |
ASTM E399 |
|
Сила зсуву |
190-220 MPA |
N/A |
ASTM B769 |
|
Модуль пружності |
68,9 GPA |
N/A |
ASTM E111 |
Рівномірність власності та анізотропія:
Розмір і вага великих штампів роблять внутрішню механічну властивість рівномірністю викликом ., проте вдосконалені процеси кування та термічної обробки максимізують рівномірність властивості .
6061 сплав має відносно низьку анізотропію, а також підробка оптимізує свою внутрішню структуру, що призводить до менших відмінностей властивостей у різних напрямках, що має вирішальне значення для надійності великих структурних компонентів .
3. Мікроструктурні характеристики
Мікроструктура 6061 великих потовиків - це основна гарантія їх хорошої загальної продуктивності .
Ключові мікроструктурні особливості:
Вдосконалена, рівномірна та щільна зернова структура:
After upsetting and die forging with a large forging ratio, coarse as-cast grains are thoroughly broken down, forming fine, uniform, and dense recrystallized grains. This eliminates casting defects such as porosity, gas pockets, and segregation, significantly improving the material's ductility, toughness, and fatigue life.
Дисперсоїди, утворені за допомогою таких елементів, як хром (CR), ефективно придушіть межі зерна, інгібуючи надмірний ріст зерна під час термічної обробки та підтримання зміцнення дрібнозернових зернових .
Постійний зерновий потік сильно відповідає формі частини:
Це найбільш значуща характеристика та перевага великих штампів ., оскільки метал пластонально тече всередині великої порожнини, його зерна витягнуті і утворюють безперервні лінії фіброзного потоку, які тісно відповідають складним зовнішнім і внутрішнім структурам частини .}}}}}}}
This grain flow alignment with the part's primary stress direction under actual operating conditions effectively transfers loads, significantly improving the part's fatigue performance and impact toughness in critical stress areas (e.g., large connection holes, corners, varying cross-sections). In large components, the control and continuity of grain flow are crucial for overall structural цілісність .
Рівномірний розподіл фаз зміцнення (осад):
Після строго контрольованого розчину теплообробка та старіння, первинна фаза зміцнення фази MG₂SI рівномірно в алюмінієвій матриці з оптимальним розміром, морфологією та відстань .
Поведінка опадів фаз зміцнення в сплаві 6061 року є відносно стабільною, менш схильною до безперервних зернових прикордонних опадів, що призводить до проблем чутливості СКК, що робить його надійним вибором для великих компонентів .
Висока металургійна чистота та низький рівень дефектів:
Великі пошкодження мають щільну внутрішню структуру, вільну від дефектів лиття . за допомогою суворого контролю вмісту домішок сировини, утворення шкідливих багатих залізом або багатими кремнію фазами знижується, тим самим забезпечуючи тісність матеріалу, термін експлуатації та допуску пошкодження .}}}}}
4. Розмірні специфікації та допуски
6061 Великі алюмінієві сплави, як правило, використовуються в додатках з високими вимогами до розмірної точності та геометричних допусків, а також враховуючи економічну ефективність .
|
Параметр |
Типовий діапазон розмірів |
Комерційна толерантність |
Точна обробка толерантності |
Метод випробування |
|
Максимальний розмір конверта |
1000 - 6000 мм |
± 0,5% або ± 2 мм |
± 0.1 - ± 0,5 мм |
CMM/лазерне сканування |
|
Товщина стіни хв |
10 - 200 мм |
± 1,0 мм |
± 0.3 - ± 0,8 мм |
CMM/Датчик товщини |
|
Діапазон ваги |
50 - 5000 кг |
±4% |
N/A |
Електронна шкала |
|
Шорсткість поверхні (підробка) |
Ra 12.5 - 50 мкм |
N/A |
Ra 3.2 - 12.5 мкм |
Профілометр |
|
Рівність |
N/A |
0,5 мм/100 мм |
0,15 мм/100 мм |
Квартильна датчик/CMM |
|
Перпендикулярність |
N/A |
0,4 градусів |
0,15 градусів |
Кутовий датчик/cmm |
Можливість налаштування:
Великі пошкодження, як правило, налаштовуються на основі моделей CAD клієнтів та інженерних малюнків .
Виробники повинні володіти сильними можливостями дизайну та виробництва, а також ультразвуковим обладнанням для кування та термічної обробки .}}
Повні послуги можна надати-від попередньої ручки сировини, кування, термообробка, полегшення стресу до шорсткої/обробки обробки .
5. Позначення температури та опції термічної обробки
Теплова обробка для сплаву 6061 порівняно проста, в першу чергу зосереджується на температурі Т6 .
|
Код температури |
Опис процесу |
Типові програми |
Ключові характеристики |
|
O |
Повністю відпалений, пом'якшений |
Проміжний стан перед подальшою обробкою |
Максимальна пластичність, найнижча міцність |
|
T4 |
Розчин тепло обробляється, потім природно віком |
Помірна сила, хороша пластичність |
Зазвичай тимчасова вдача або для застосувань з низькою міцністю |
|
T6 |
Розчин тепло обробляється, потім штучно у віці |
Загальні високоміцні структурні компоненти |
Найвища сила, висока твердість, хороша резистентність до корозії, відмінна зварюваність |
|
T651 |
Розчин тепло обробляється, штучно віком, розтягнутий стрес |
Для зменшення залишкового напруги та спотворення обробки |
Висока міцність, низький залишковий стрес |
Керівництво з вибору температури:
T6 вдача: Це найбільш часто використовувана вдача для великих 6061 пологів, що забезпечує найкращу комбінацію міцності, корозійної стійкості та обробки .}}}
T651 вдача: Для великих пологів, що потребують великої точності обробки, вибір температури Т651 може ефективно зменшити залишкове напруження, тим самим мінімізуючи спотворення обробки та підвищення розміру стабільності .
6. Характеристики обробки та виготовлення
6061 великі пошкодження з штампами мають чудову обробку та гарну зварюваність, полегшуючи подальше виробництво та приєднання .}
|
Операція |
Матеріал інструментів |
Рекомендовані параметри |
Коментарі |
|
Обертання |
Карбід, HSS |
Vc =200-800 м/хв, f =0.2-1.5 мм/оберт |
Велике видалення запасів для грубих, точність для обробки поверхні |
|
Фрезерування |
Карбід, HSS |
Vc =250-1200 м/хв, fz =0.1-0.8 мм |
Великі 5- Центри обробки осі/козла, важке різання, багатосайзовий контроль |
|
Свердління |
Карбід, HSS |
Vc =50-200 м/хв, f =0.08-0.3 мм/оберт |
Швердіння глибокого отвору, внутрішнє охолодження, евакуація мікросхем, суворий розмірний контроль |
|
Постукування |
HSS-E-PM |
Vc =10-30 м/хв |
Правильне змащування, запобігає розриву нитки, протікаючи великі отвори |
|
Зварювання |
MIG/TIG |
Хороша зварюваність, звичайні методи зварювання застосовуються |
Підходить для конструкційного з'єднання та ремонту, пам’ятаючи про спотворення зварювання |
|
Поверхнева обробка |
Анодування, перетворення покриття, живопис |
Анодізування легко кольорового, жорсткого, стійкого до носіння, стійкого до корозії |
Широко застосовується, задовольняє естетичні та захисні потреби |
Керівництво виготовлення:
Обробка: 6061 при температурі T6 має чудову обробку, легко виробляючи деталі з високою якістю поверхні та розмірною точністю . Для великих компонентів великі подачі та глибини розрізання можуть використовуватися для ефективної обробки .
Залишковий стрес: Великі порядок можуть мати залишковий напруження після гасіння, яке вдача Т651 може ефективно полегшити . поетапне різання може бути використане під час обробки для зменшення спотворень .
Зварюваність: 6061 сплав має чудову зварюваність і може бути умовно звареним синтезом (e . g ., mig, tig), що є значною перевагою для складання та ремонту великих конструкційних компонентів . звареної міцності з'єднання може досягти 70-80% сили базового металу, а також підеть, якщо вища сила, що виходить, може бути вищим. необхідний .
7. Системи стійкості та захисту корозії
6061 Великі алюмінієві сплави з шматочками демонструють відмінну корозійну стійкість у різних природних умовах та певних корозійних середовищ .
|
Тип корозії |
T6 (типовий) |
Система захисту |
|
Атмосферна корозія |
Відмінний |
Анодування, або не потрібно спеціального захисту |
|
Корозія морської води |
Добрий |
Анодування, високопродуктивні покриття, гальванічна ізоляція |
|
Стрес -розтріскування (SCC) |
Дуже низька чутливість |
Зазвичай не потрібно спеціального захисту |
|
Відлущування корозії |
Дуже низька чутливість |
Зазвичай не потрібно спеціального захисту |
|
Міжгранулярна корозія |
Дуже низька чутливість |
Контроль термічної обробки |
Стратегії захисту від корозії:
Сплав і вибір температури: 6061 сплав по суті має відмінну резистентність до корозії; Зазвичай не потрібно надмірно турбуватися про проблеми з корозією SCC або відлущування в більшості додатків .
Поверхнева обробка:
Анодування: Найпоширеніший та найефективніший метод захисту, утворюючи щільну оксидну плівку на поверхні кування, посилюючи корозію та зносостійкість . для великих компонентів, розмір анодізуючого резервуара та контролю процесу мають вирішальне значення .
Хімічні покриття: Служити хорошими праймерами для фарб або клеїв, забезпечуючи додатковий захист від корозії .
Високопродуктивні системи покриття: Багатошарові високоефективні антикорозійні покриття можна застосовувати в надзвичайно корозійних середовищах .}
Гальванічне управління корозією: При контакті з несумісними металами, ізоляційні заходи (e . g ., прокладки, ізоляційні покриття, герметики) для запобігання гальванічної корозії, що особливо важливо у великих складних структурах .}
8. Фізичні властивості для інженерного дизайну
Фізичні властивості 6061 великих алюмінієвих сплавів - це важливі міркування в загальній структурній та механічній конструкції .}
|
Майно |
Цінність |
Розгляд проектування |
|
Щільність |
2,70 г/см³ |
Легкий дизайн |
|
Діапазон плавлення |
582-652 ступінь |
Термічна обробка та зварювальне вікно |
|
Теплопровідність |
167 W/m·K |
Теплове управління, дизайн розсіювання тепла |
|
Електропровідність |
43% IACS |
Хороша електропровідність |
|
Конкретне тепло |
896 J/кг · k |
Розрахунки теплової маси та теплоємності |
|
Теплове розширення (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Зміни розмірів через зміни температури |
|
Модуль Янга |
68,9 GPA |
Розрахунки відхилення та жорсткості |
|
Співвідношення Пуассона |
0.33 |
Параметр структурного аналізу |
|
Демпфірування |
Низький |
Вібрація та контроль шуму |
Дизайнерські міркування:
Хороше співвідношення сили до ваги: Хоча не до 7075, 6061 великі поитки все ще пропонують хороше співвідношення сили до ваги, що підходить для застосувань, що потребують зниження ваги, не потребуючи кінцевої міцності .
Висока надійність: Поєднання процесу кування та характеристик сплаву 6061 забезпечує хорошу втому життя та міцність впливу, забезпечуючи довгострокову надійність великих компонентів у їх обслуговувальному середовищі .}
Інтеграція великих складних форм: Велика кування на штамп може виробляти складні геометрії, що майже у формі мережі, інтеграція декількох функцій, зменшення кількості частин та витрат на збір .}
Відмінна зварюваність: Основна перевага у великих структурних компонентних додатках, що сприяє встановленню та технічному обслуговуванню .
Економічна ефективність: Порівняно з високоміцними сплавами, такими як 7075, 6061 має менші сировини та загальні виробничі витрати, що робить його більш економічним .}
9. Забезпечення якості та тестування
Контроль якості для 6061 великих алюмінієвих сплавів Die Die забезпечує відповідність продукту з промисловими стандартами та вимогами клієнтів .
Стандартні процедури тестування:
Сертифікація сировини:
Аналіз хімічного складу для забезпечення відповідності ASTM, EN тощо .
Внутрішня перевірка дефектів: Ультразвукове тестування для забезпечення злитків та попередньо встановлених пробілів не містить макроскопічних дефектів .
Моніторинг процесів кування:
Моніторинг та запис ключових параметрів у режимі реального часу, таких як температура печі, температура кування та тиск .
В процесі протології/офлайн-перевірки форми кування та розмірів .
Моніторинг процесу термічної обробки:
Точний контроль та запис рівномірності температури печі для великих печерних печей, температури засобів масової інформації та інтенсивності агітації, а також час перенесення .
Запис та аналіз температури термічної обробки/кривих часу .
Аналіз хімічного складу:
Повторна перевірка партії хімічного складу кінцевих потовиків .
Випробування механічних властивостей:
Тестування на розтяг: Зразки, взяті в напрямках L, LT та ST з декількох репрезентативних місць, перевірені на UTS, YS, EL, забезпечуючи виконання мінімальних гарантованих значень .
Тестування твердості: Багатоточкові вимірювання для оцінки загальної рівномірності .
Тестування впливу: Тест на удар v-notch, якщо потрібно .
Неруйнівне тестування (NDT):
Ультразвукове тестування (UT): Внутрішня перевірка дефектів для критичних великих навантажень великих пологів, щоб забезпечити пористість, включення, деламінації тощо .}
Тестування проникнення (PT): Поверхнева перевірка для виявлення дефектів, що розбиваються поверхневими, .
Мікроструктурний аналіз:
Металографічне обстеження для оцінки розміру зерна, безперервності потоку зерна, ступеня перекристалізації та осадження морфології та розподілу .}
Інспекція розмірів та якості поверхні:
Точне 3D розмірне вимірювання за допомогою великих вимірювальних машин координат (CMM) або оптичних вимірювальних приладів .
Шорсткість поверхні, перевірка візуального дефекту .
Стандарти та сертифікати:
Виробники зазвичай зберігають сертифікацію системи управління якістю 9001 .
Продукція відповідає відповідним промисловим стандартам, такими як ASTM B247 (алюмінієві сплави), EN 15908 (алюмінієві та алюмінієві сплави - підробки) .
EN 10204 Тип 3 . 1 Звіти про випробування матеріалів можна надати, а стороння незалежна сертифікація може бути організована за запитом клієнта.
10. програми та дизайнерські міркування
6061 Великі алюмінієві сплави сплави широко використовуються у великих конструкціях, які потребують помірної міцності, але високої надійності, корозійної стійкості та зручності виготовлення, завдяки їх відмінним загальним властивостям, хорошій обробці та зварюваності, а також економічній ефективності .}
Первинні області застосування:
Загальна техніка та обладнання: Великі гідравлічні корпуси компонентів, тілами насоса, тіла клапана, великі роз'єми, компоненти структури рамки, деталі з важким транспортом обладнання .
Перевезення:
Військово -морська промисловість: Неперервні навантажувальні конструктивні компоненти для великих кораблів, фурнітури на палубі, кадри кришки висипу, структурні компоненти офшорної платформи .
Залізничний транзит: Роз'єми кузова поїздів, конструкції підтримки доріжок, компоненти обладнання платформи .
Вантажівки та причепи: Великі компоненти кадрів, компоненти системи підвіски, кронштейни паливного бака, для зменшення ваги .
Конструктивна інженерія: Великі конструктивні компоненти мосту, будівельні кроквські з'єднання, компоненти потужної вежі, конструкції підтримки на відкритому повітрі .}
Електростанції: Певні структурні опори, компоненти системи охолодження .
Переваги дизайну:
Хороше співвідношення сили до ваги: Досягає помірного зниження ваги у великих структурах, підвищуючи ефективність .
Відмінна резистентність до корозії: Добре виконує у зовнішніх та вологому середовищі, продовжуючи термін служби .
Відмінна зварюваність: Сприяє на місці складання, модифікації та ремонту великих конструкційних компонентів .
Хороша обробка: Легко для подальшої точної обробки, зменшення виробничих витрат .
Економічна ефективність: Нижня сировина та загальні виробничі витрати порівняно з високоміцними аерокосмічними сплавами .
Висока надійність: Процес кування забезпечує щільну структуру та безперервні лінії потоку, забезпечуючи структурну цілісність великих компонентів .
Обмеження дизайну:
Обмеження сили: Неможливо досягти ультра-високих рівнів міцності алюмінієвих сплавів серії 7xxx, не підходящих для кінцевих конструкцій первинних навантажень .
Високотемпературні показники: Не підходить для довгострокових робочих умов вище 150 градусів .
Обмеження розміру: Розміри кування обмежені тоннажем кальмового обладнання .
Економічні та стійкі міркування:
Економічна ефективність: Великі 6061 поитки досягають хорошого балансу між ефективністю та витратами, пропонуючи значні економічні переваги у багатьох промислових додатках .
Ефективність використання матеріалів: Die Floging-це ефективний процес формування майже мережі, що допомагає зменшити матеріальні відходи .
Екологічна доброзичливість: Алюмінієві сплави мають високу переробку, вирівнюючи з принципами зеленої виробничої та кругової економіки .
Зручність обслуговування: Хороша зварюваність знижує складність та вартість технічного обслуговування та ремонту .
Популярні Мітки: 6061 Великі алюмінієві сплави з шматочками, Китай 6061 Великі виробники алюмінієвих сплавів, постачальників, постачальників, фабрики
Послати повідомлення







