
6061 bar de liga de alumínio de grande diâmetro
6061 As hastes de liga de alumínio de grande diâmetro desempenham um papel importante na produção industrial e receberam atenção e reconhecimento generalizados devido à sua resistência leve e alta, boa resistência à corrosão, excelente desempenho de processamento, boa estabilidade térmica e resistência à fadiga, proteção ambiental e sustentabilidade, além de diversos campos de aplicação.}
1. Composição do material e processo de fabricação
6061 A barra de liga de alumínio de grande diâmetro é uma liga versátil de alumínio-magnésio-sílicon de alumínio-magnésio que oferece excelente resistência, boa resistência à corrosão, soldabilidade superior e máquinabilidade em uma ampla gama de diâmetros, tornando-o ideal para peças estruturais, mecânicas, transporte e aplicações gerais de engenharia:
Elementos de liga primária:
Magnésio (mg): 0.8-1.2% (aprimora a força)
Silício (Si): 0.4-0.8% (forma a fase de fortalecimento de Mg₂si com magnésio)
Cobre (Cu): 0.15-0.40% (melhora a força, reduz levemente a resistência à corrosão)
Cromo (cr): 0.04-0.35% (inibe a recristalização, melhora a resistência à corrosão do estresse)
Material base:
Alumínio (AL): maior ou igual a 95,8% (saldo)
Impurezas controladas:
Ferro (Fe): menor ou igual a 0,70% máximo
Zinco (Zn): Menos ou igual a 0,25% no máximo
Manganês (MN): menor ou igual a 0,15% máximo
Titânio (Ti): menor ou igual a 0,15% máximo
Outros elementos: menor ou igual a 0,05% cada, menor ou igual a 0,15% no total
Processo de fabricação premium:
Preparação de fusão:
Alumínio primário de alta pureza (99,7% mínimo)
Adições precisas de elementos de liga com ± 0,05% de tolerância
Filtração avançada através de filtros de espuma de cerâmica (30-40 ppi)
Tratamento de desgaseificação de Snif (hidrogênio <0,10 ml/100g)
Refinamento de grãos com Al-T-B Master Alloy
Fundição semi-contínua de cheiro direto (DC) para produzir lingotes de grande diâmetro
Homogenização:
550-580 grau para 6-12 horas
Controle de temperatura uniforme: ± 5 graus
Taxa de resfriamento controlada: 15-25 grau /hora
Dissolução de intermetálicos grossos, eliminação da microseregações
Trabalho quente (extrusão ou forjamento):
Grandes prensas de extrusão: capaz de produzir barras de até 400 mm de diâmetro
Ou forjamento: processamento de lingotes em barras por meio de forjamento radial ou forjamento de morto fechado
Temperatura de deformação: 450-500 grau
Garante deformação adequada e refinamento de grãos para obter a qualidade interna e fluxo de grãos ideais
Solução Tratamento térmico:
520-550 grau para 1-4 horas (diâmetro dependente)
Uniformidade da temperatura: ± 3 graus
Transferência rápida para meio de têmpera (<10 seconds)
Tireização:
Quereque de água ou extinção de polímero
Taxa de resfriamento controlada para dureza ideal
Alívio do estresse (para os temperamentos T651/T6511):
Alongamento controlado (1-3% deformação plástica) para reduzir a tensão residual
Envelhecimento artificial (T6 Temper):
160-180 grau para 8-18 horas
Uniformidade da temperatura: ± 3 graus
Todos os estágios de produção estão sujeitos a rigorosos controle de qualidade e gerenciamento de rastreabilidade .
2. Propriedades mecânicas de 6061 barra de alumínio de grande diâmetro
|
Propriedade |
O (recozido) |
T4 |
T6 |
T651/T6511 |
Método de teste |
|
Força de tração final |
110-145 mpa |
180-220 mpa |
290-320 mpa |
290-320 mpa |
ASTM E8 |
|
Força de escoamento (0,2%) |
40-60 mpa |
90-120 mpa |
240-270 mpa |
240-270 mpa |
ASTM E8 |
|
Alongamento (2 polegadas) |
16-25% |
14-20% |
8-15% |
8-15% |
ASTM E8 |
|
Dureza (Brinell) |
30-40 hb |
60-75 hb |
95-105 hb |
95-105 hb |
ASTM E10 |
|
Força de fadiga (ciclos 5 × 10⁸) |
70-90 mpa |
90-110 mpa |
95-110 mpa |
95-110 mpa |
ASTM E466 |
|
Força de cisalhamento |
70-90 mpa |
110-130 mpa |
190-210 mpa |
190-210 mpa |
ASTM B769 |
|
Módulo de elasticidade |
68.9 GPA |
68.9 GPA |
68.9 GPA |
68.9 GPA |
ASTM E111 |
Distribuição de propriedades:
Axial vs . Propriedades radiais:<5% variation in strength properties
Variação da propriedade interna em barras de grande diâmetro: normalmente menos de 7% para os temperamentos T6/T651
Variação do núcleo para a superfície de dureza:<5 HB
Estresse residual: baixos níveis de estresse nos temperamentos T651/T6511, reduzindo a distorção de usinagem
3. características microestruturais
Principais recursos microestruturais:
Estrutura de grãos:
Grãos alongados com alguns grãos recristalizados após o trabalho quente
Tamanho do grão ASTM 4-7 (90-32 μm)
Garante estrutura e refinamento uniformes de grãos em barras de grande diâmetro através de rigorosas controle de processos
Distribuição precipitada:
Fase de fortalecimento de Mg₂si: Fine e uniformemente disperso, fornecendo fortalecimento primário
Alfesi Intermetallics: tamanho e distribuição controlados
Dispersóides de Cr₂si ou Al₁₂mg₂cr: inibe o crescimento dos grãos, melhora a resistência à corrosão do estresse
Desenvolvimento de textura:
Textura de fibra introduzida por extrusão/forjamento
A força da textura tem um pequeno impacto nas propriedades mecânicas; Refinamento de grãos e endurecimento da precipitação são dominantes
Recursos especiais:
Distribuição uniforme de precipitados nos limites dos grãos
Solução sólida supersaturada após tratamento da solução
Formação de fases de precipitação após o envelhecimento do tratamento
4. especificações e tolerâncias dimensionais
|
Parâmetro |
Faixa padrão |
Tolerância à precisão |
Tolerância comercial |
Método de teste |
|
Diâmetro |
100-600 mm |
± 0,5 mm até 200 mm |
± 1,0 mm até 200 mm |
Micrômetro/pinça |
|
± 0,25% acima de 200 mm |
± 0,5% acima de 200 mm |
|||
|
Ovalidade |
N/A |
50% da tolerância ao diâmetro |
75% da tolerância ao diâmetro |
Micrômetro/pinça |
|
Comprimento |
1000-7000 mm |
± 5mm |
± 10mm |
Medida de fita |
|
Segurança |
N/A |
0,8 mm/m |
1,5 mm/m |
StraightEdge/laser |
|
Rugosidade da superfície |
N/A |
3,2 μm ra max |
6,3 μm ra max |
Profilômetro |
|
Cortar o quadro final |
N/A |
0,5 graus máx |
1,0 graus máx |
Transferidor |
Formulários disponíveis padrão:
Barra redonda de grande diâmetro: diâmetros de 100 a 600 mm
Serviço de corte a comprimento personalizado disponível
Tolerâncias especiais e acabamentos de superfície (E . g ., descascados, moídos, precisão virada) disponível mediante solicitação
Disponível em temperaturas de idade (T651) de idosos (T651) de idosos, ou envelhecidos
5. Designações de temperamento e opções de tratamento térmico
|
Código de temperamento |
Descrição do processo |
Aplicações ideais |
Principais características |
|
O |
Totalmente recozido, amolecido |
Aplicações que requerem formabilidade máxima |
Menor resistência, ductilidade máxima |
|
T4 |
Solução tratada térmico e envelhecido naturalmente |
Boa formabilidade com requisitos de força moderada |
Força moderada, boa formabilidade |
|
T6 |
Solução tratada térmico e envelhecimento artificial |
Aplicações estruturais de alta resistência |
Força máxima e dureza |
|
T651 |
T 6 + estresse aliviado por alongar |
Componentes estruturais críticos, baixo tensão residual |
Excelente estabilidade dimensional, baixa distorção de usinagem |
|
T6511 |
T 6 + alongamento leve + endireitamento |
Baixa estresse residual para formas irregulares |
Semelhante ao T651, mas para seções transversais irregulares |
Orientação de seleção de temperamento:
O: Para operações complexas de formação de frio
T4: Para aplicações que exigem formação ou soldagem subsequente, com tratamento térmico final
T6: Para peças estruturais e mecânicas gerais que exigem alta resistência
T651/T6511: Para barras de grande diâmetro, exigindo distorção mínima de usinagem e alta estabilidade dimensional
6. características de usinagem e fabricação
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Operação |
Material da ferramenta |
Parâmetros recomendados |
Comentários |
|
Virando |
Carboneto, diamante |
Vc =250-600 m/min, f =0.1-0.5 mm/rev |
A usinagem de alta velocidade produz excelente acabamento superficial |
|
Perfuração |
Carboneto, lata revestida |
Vc =80-200 m/min, f =0.15-0.40 mm/rev |
Exercícios calosos recomendados, bom para buracos profundos |
|
Moagem |
Carboneto, hss |
Vc =200-800 m/min, fz =0.1-0.25 mm |
Ferramentas de ângulo de ancinho de alto positivo, grande profundidade de corte e alimento alto |
|
Tocando |
HSS-E-PM, Ticn revestido |
Vc =20-40 m/min |
Boa qualidade de tópico, fácil de tocar |
|
Gerando |
Carboneto, hss |
Vc =80-150 m/min, f =0.2-0.6 mm/rev |
Tolerância H7/H8 alcançável |
|
Serra |
Lâmina com ponta de carboneto |
Vc =1000-3000 m/min |
Corte eficiente, bordas de corte liso |
Orientação de fabricação:
Classificação de maquinabilidade: 80% (1100 alumínio=100%), MATINABILIDADE MELHORIA EM T6 T6
Formação de chips: forma facilmente lascas curtas e enroladas, facilitando a evacuação de chips
Líquido: fluido de corte solúvel em água (5-10% concentração)
Desgaste da ferramenta: baixo, levando a uma longa vida útil da ferramenta
Soldabilidade: excelente com soldagem Tig e MIG, perda mínima de força após soldagem
Tratamento térmico: pode ser extinto e envelhecido para aumentar a força
Anodizing: facilmente anodizado para superfícies estéticas e resistentes à corrosão
Brasagem e solda: possível
Estresse residual: os temperamentos T651/T6511 reduzem significativamente o estresse residual, minimizando a distorção da usinagem
7. Sistemas de resistência e proteção contra corrosão
|
Tipo de ambiente |
Classificação de resistência |
Método de proteção |
Desempenho esperado |
|
Atmosfera industrial |
Muito bom |
Superfície limpa, anodização opcional |
15-20+ anos |
|
Atmosfera marinha |
Bom |
Anodizando + vedação ou pintura |
5-10+ anos com manutenção |
|
IMERGIRA DE ÁGUA DO MAR |
Justo |
Proteção ou pintura catódica |
Dependente da qualidade do revestimento |
|
Alta umidade |
Muito bom |
Superfície limpa, anodização opcional |
10-15+ anos |
|
Corrosão por estresse |
Muito bom |
Excelente desempenho no temperamento T6 |
Baixa suscetibilidade |
|
Esfoliação |
Muito bom |
Proteção padrão |
Boa resistência |
|
Corrosão galvânica |
Bom |
Isolamento adequado |
Design cuidadoso com metais diferentes |
Opções de proteção de superfície:
Anodizando:
Tipo II (sulfúrico): 10-25 μm espessura, para proteção decorativa e geral
Tipo III (duro): 25-75 μm espessura, para resistência ao desgaste e proteção mais alta
Tingindo e vedação: aprimora a estética e a resistência à corrosão
Revestimentos de conversão:
Revestimentos de conversão de cromato (MIL-DTL -5541): Excelente proteção de adesão e corrosão
Alternativas livres de cromo: compatível com o meio ambiente
Sistemas de pintura:
Primer epóxi + acabamento de poliuretano: para ambientes agressivos
Revestimento em pó: alta durabilidade e estética
Outros:
Eletroplatação, revestimento a vácuo, etc .
8. Propriedades físicas para design de engenharia
|
Propriedade |
Valor |
Consideração do design |
|
Densidade |
2,70 g/cm³ |
Cálculo de peso e otimização estrutural |
|
Faixa de fusão |
582-652 grau |
Janela de tratamento térmico e soldagem |
|
Condutividade térmica |
167 W/m·K |
Dissipação de calor e design de transferência |
|
Condutividade elétrica |
40-43% IACS |
Condutividade elétrica em aplicações elétricas |
|
Calor específico |
897 J/kg · k |
Cálculos de massa térmica e capacidade de calor |
|
Expansão térmica (CTE) |
23.6 ×10⁻⁶/K |
Alterações dimensionais devido a variações de temperatura |
|
Módulo de Young |
68.9 GPA |
Cálculos de deflexão e rigidez |
|
Proporção de Poisson |
0.33 |
Parâmetro de análise estrutural |
|
Capacidade de amortecimento |
Médio-baixo |
Controle de vibração e ruído |
Considerações de design:
Faixa de temperatura operacional: -80 grau para +150 grau
Desempenho de alta temperatura: a força começa a diminuir acima de 100 graus
Desempenho criogênico: menor aumento de força em baixas temperaturas, sem transição quebradiça
Propriedades magnéticas: não magnético
Reciclabilidade: 100% reciclável com alto valor de sucata
Formabilidade: Bom em T4 Temper, limitado no temperamento T6
Estabilidade dimensional: excelente em temperaturas T651/T6511, adequado para usinagem de precisão
Razão de força-peso: vantajoso em aplicações estruturais
9. Garantia e teste de qualidade
Procedimentos de teste padrão:
Composição química:
Espectroscopia de emissão óptica
Análise de fluorescência de raios-X
Verificação de todos os principais elementos e conteúdo de impureza
Teste mecânico:
Teste de tração (longitudinal e transversal)
Teste de dureza (Brinell, vários locais)
Teste de fadiga (conforme necessário)
Testes não destrutivos:
Inspeção ultrassônica (100% volumétrica, por ASTM B594/E2375)
Testes de corrente de Foucault (defeitos superficiais e próximos à superfície)
Inspeção penetrante (defeitos de superfície)
Análise microestrutural:
Determinação do tamanho de grão
Avaliação precipitada e intermetálica
Verificação do padrão de fluxo de grãos (para barras forjadas)
Inspeção dimensional:
CMM (Máquina de medição de coordenadas) Verificação
Diâmetro, comprimento, reta, ovalidade, etc .
Certificações padrão:
Relatório de teste de material (en 10204 3.1 ou 3.2)
Certificação de análise química
Certificação de propriedades mecânicas
Certificação de tratamento térmico
Certificação de testes não destrutivos
Conforme ao ASTM B221 (para barra extrudada), ASTM B211 (para barra de acabamento frio/frio) ou ASTM B247 (para barra forjada), conforme aplicável
10. Aplicativos e considerações de design
Aplicações primárias:
Componentes estruturais:
Quadros e suportes arquitetônicos
Componentes da ponte
Caminhões e estruturas marinhas
Bases de máquinas de automação
Peças mecânicas:
Corpos da válvula, corpos da bomba
Eixos de acionamento, engrenagens
Parafusos, porcas, prendedores
Gabaritos e acessórios
Indústria de transporte:
Peças automotivas (chassi, suspensão)
Componentes do carro ferroviário
Quadros de bicicleta
Iate e componentes de barco
Equipamento eletrônico e de precisão:
Peças de equipamentos semicondutores
Altas de componentes eletrônicos
Componentes de dispositivos médicos
Suportes de equipamentos ópticos
Recreação e bens de consumo:
Bobinas de pesca
Artigos esportivos
Equipamento fotográfico
Vantagens de design:
Bom desempenho geral: alta resistência, resistência à corrosão, fácil de máquina, soldável
Boa proporção de força / peso no temperamento T6
Melhoria significativa de força após extinção e envelhecimento
Distorção de baixa usinagem em temperaturas T651/T6511
Fácil de anodizar e aplicar vários tratamentos de superfície
Excelentes características de soldagem
Altamente versátil para várias indústrias
Não magnético para aplicações específicas
Boa reciclabilidade
Limitações de design:
Menor resistência em comparação com ligas da série 7xxx
A resistência à corrosão em alguns ambientes marinhos não é tão boa quanto as ligas da série 5xxx
Não é adequado para aplicações que requerem dureza ultra-alta e resistência ao desgaste
Desempenho de força de alta temperatura limitado (acima de 150 graus)
A capacidade de formação a frio não é tão boa quanto ligas como 5052
A força na área soldada pode diminuir levemente
Considerações econômicas:
Excelente desempenho a um custo razoável, tornando -o ideal para muitas aplicações
Ampla cadeia de suprimentos e capacidade de produção
Custos de usinagem relativamente baixos
Boa reciclabilidade reduz os custos de sucata
Aspectos de sustentabilidade:
100% reciclável e alta utilização de recursos
Menor consumo de energia na produção em comparação com o aço
Impacto ambiental relativamente baixo ao longo de seu ciclo de vida
A vida útil longa reduz a frequência de reposição
Está em conformidade com os ROHs e os padrões de alcance, livres de substâncias nocivas
Orientação de seleção de materiais:
Escolha 6061 quando for necessária uma liga de uso geral com alta resistência, boa soldabilidade e resistência à corrosão
Escolha 5052 quando a formabilidade máxima for necessária e a força for menos crítica
Considere as ligas da série 2xxx ou 7xxx quando maior força for fundamental e a soldabilidade não é uma preocupação principal
O temperamento T6 é adequado para a maioria das peças estruturais e mecânicas
Os temperamentos T651/T6511 são adequados para peças que requerem usinagem de precisão e baixa tensão residual
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