6061 placa de forjamento de alumínio ultra espessura

A liga de alumínio 6061 possui alta resistência à tração e resistência ao escoamento, bem como um bom alongamento no intervalo, exibindo excelentes propriedades mecânicas abrangentes . de baixa densidade, com boas propriedades leves .} tem uma boa plasticidade e resistência, fácil de processar e formar . não estresse

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1. Composição do material e processo de fabricação

6061 aluminum alloy (ASTM B209, AMS 4025) is a heat-treatable Al-Mg-Si alloy engineered for versatility and excellent mechanical properties. Ultra-thick forged plate variants (>150mm) Ofereça uma integridade estrutural excepcional por meio de fabricação especializada:

Química da liga:

Magnésio (mg): 0.8-1.2% (precipitação mg₂si)

Silício (Si): 0.4-0.8% (formação mg₂si)

Cobre (Cu): 0.15-0.40% (fortalecimento)

Cromo (cr): 0.04-0.35% (resistência à corrosão)

Material base:

Alumínio (AL): maior ou igual a 97,5% (saldo)

Impurezas controladas:

Ferro (Fe): menor ou igual a 0,7% máximo

Zinco (Zn): Menos ou igual a 0,25% no máximo

Titânio (Ti): menor ou igual a 0,15% máximo

Manganês (MN): menor ou igual a 0,15% máximo

Processo avançado de forjamento de ultra-espessura avançado:

CASTA DE NOTO: Premium Double Decassed 7000-12000 kg lingotes

Inspeção pré-homogeneização: testes ultrassônicos para o nível A

HOMOGENIZAÇÃO: 580-590 grau para 24-36 horas (temperatura central controlada)

Escalagem: usinagem de superfície para remover a zona de segregação

Pré -aquecimento: aquecimento encenado para 450-470 grau com uniformidade de ± 5 graus

Forjamento de morto aberto:

Deformação multidirecional

10, 000-15, 000 Ton Hydraulic Press

Razão de deformação 3: 1 mínima

Recozimento intermediário: 410 graus para 6-8 horas quando necessário

Solução Tratamento térmico: 530-550 grau para 2-5 horas (espessura dependente)

Tanchagem de precisão: polímero Quencht com taxa de resfriamento controlada 45-90 grau /min

Alisamento: imprensa hidráulica com carga distribuída

Envelhecimento artificial: T6 ou T651 temperamento em 170-190 grau para 8-12 horas

Documentação de qualidade completa com rastreabilidade de fusão para produto .

2. Propriedades mecânicas de placa forjada ultra-espessadaDescrição dos produtos

Propriedade	Mínimo	Típico	Padrão de teste	Significado para seções de ultra-espessura
Força de tração final	290 MPa	310-330 mpa	ASTM B557	Mantido durante toda a seção transversal
Força de escoamento (deslocamento de 0,2%)	240 MPa	260-280 mpa	ASTM B557	Menos de 10% de variação núcleo para a superfície
Alongamento (2 polegadas)	8%	10-14%	ASTM B557	Crítico para a ductilidade de seção grossa
Força de cisalhamento	170 MPa	180-210 mpa	ASTM B769	Parâmetro de projeto conjunto para conexões aparafusadas
Força de rolamento (e/d =2.0)	430 MPa	450-480 mpa	ASTM E238	Desempenho do orifício do fixador
Força de fadiga (10⁷)	95 MPa	100-120 mpa	ASTM E466	Resistência a longo prazo de carga cíclica
Dureza (Brinell)	95 HB	95-105 hb	ASTM E10	Menor ou igual a 5% de variação através da espessura
Resistência à fratura (K₁C)	29 MPA√m	32-37 mpa√m	ASTM E399	Crítico para tolerância a danos
Redução de espessura	6% min	8-12%	ASTM E8	Ductilidade da Direcção Z.

Direcionalidade (índices típicos):

L vs . lt: menor ou igual a 1,05: 1 taxa de resistência à tração

L vs . st: menor ou igual a 1,10: 1 proporção de resistência à tração

Núcleo vs . superfície: menor ou igual a 1,08: 1 Razão de força de escoamento

3. Ultra-Thick Forging MicroStructure ControlDescrição dos produtos

Processamento específico da espessura:

Distribuição de deformação:

Compressão de forja multi-axial

Redução mínima de 25% no passe final

Controle constante de temperatura através da seção

Gerenciamento da taxa de extinção:

Concentração de polímero: 12-18%

Velocidade de agitação: 2.5-3.5 m/s

Controle de aumento da temperatura:<15°C max

Mitigação de gradiente térmico:

Isotérmicos se mantém em temperaturas críticas

Monitoramento de temperatura do núcleo durante o processamento

Taxa de resfriamento controlada: 60-80 grau /min Surface, 40-55 grau /min Núcleo

Características microestruturais:

Tamanho do grão: ASTM 4-6 (40-70 μm)

Recrystallization: >85% da estrutura recristalizada

Distribuição precipitada:

Mg₂si primário: 0.5-2 μm

"agulhas: 4-8 nm de diâmetro

Fase Q e B'-fase controlada

Densidade dispersóide: 1-3 × 10⁶/mm²

Textura: cubo modificado com anisotropia reduzida

Classificação de inclusão: menor ou igual a 0,5 por ASTM E45

Variação máxima de tamanho de grão: 2 números ASTM através da espessura

4. especificações e tolerâncias dimensionais

Parâmetro	Faixa padrão	Tolerância à precisão	Tolerância comercial
Grossura	150-500 mm	± 3 mm	± 5 mm
Largura	1000-3500 mm	± 5 mm	± 8 mm
Comprimento	2000-12000 mm	+15/-0 mm	+25/-0 mm
Planicidade	N/A	0,15% do comprimento	0,30% do comprimento
Paralelismo	N/A	0,5% da espessura	1,0% da espessura
Direita da borda	N/A	1 mm/1000 mm	2 mm/1000 mm
Rugosidade da superfície	N/A	6,3 μm ra max	12,5 μm ra max

Parâmetros especializados:

Subsídio de usinagem: 15 mm de cada lado recomendado

Alívio do estresse: exigido antes da usinagem de precisão

Teste ultrassônico: inspeção 100% volumétrica

Densidade: 2,70 g/cm³ (± 0,01 g/cm³)

Fórmula de peso: espessura (mm) × largura (m) × comprimento (m) × 2.70=peso (kg)

Peso máximo de peça única: 25, 000 kg

5. Tratamento térmico e otimização da propriedade

Designação de temperamento	Processo	Aplicações	Propriedades -chave
T651	Solução tratada, estresse aliviado pelo alongamento (1.5-3%), envelhecimento artificial	Primário aeroespacial, Defesa, Moldada	Força máxima com boa resistência à corrosão do estresse
T6511	Solução tratada, estresse aliviado por alongamento (controlado), envelhecido artificialmente	Componentes estruturais críticos, peças de precisão	Excelente estabilidade dimensional com alta resistência
T6510	Solução tratada, alívio mínimo de estresse, envelhecido artificialmente	Geometrias complexas, componentes de ponte	Propriedades equilibradas com distorção minimizada
T73	Solução tratada, exagerada	Serviço de alta temperatura, aplicações críticas de corrosão por estresse	Resistência superior à corrosão do estresse, estabilidade térmica

Parâmetros de tratamento térmico da solução:

Temperatura: 530-550 grau

Tempo: 25 min/polegada de espessura (mínimo 2 horas)

Uniformidade da temperatura: ± 5 graus Variação máxima

Atraso de extinção:<15 seconds maximum

Equipamento de transferência: acessórios especializados de manuseio

Opções de envelhecimento artificial:

T6 Ciclo: 175-185 grau para 8-10 horas

Ciclo T651: 175-185 grau para 6-8 horas

T73 Ciclo: estágio duplo (175 graus /4HR + 215 grau /8hr)

6. características de usinagem e fabricação

Operação	Material da ferramenta	Parâmetros recomendados	Notas para placa ultra-espessa
Moagem pesada	Inserções de carboneto	Vc =300-700 m/min, fz =0.15-0.25 mm	Escalar o moinho preferido
Perfuração de buracos profundos	Exercícios de carboneto	Vc =60-120 m/min, fn =0.15-0.30 mm/rel	Ciclo de Peck necessário
Tedioso	Ferramentas PCD	Vc =500-1000 m/min	Barras chatas umedecidas essenciais
Moagem de rosto	Mills de rosto de carboneto	Vc =350-800 m/min	Geometria de ancinho positiva alta
Tocando	HSS-E-PM TAPS	Vc =15-30 m/min	Limits H preferidos
Serra	Com ponta de carboneto	40-60 m/min, 2-3 dentes envolvidos	Refrigeração de inundação obrigatória

Considerações especiais:

Gerenciamento de estresse residual: liberação 75% do estoque antes da usinagem final

Fixação: força de fixação distribuída para evitar a distorção

Engajamento da ferramenta: Largura máxima de 60% do cortador de cortador de corte

Líquido de refrigeração: barra de alta pressão (70+) para recursos profundos

Usinagem pesada: máxima de 5 mm de corte por passagem

Geração de calor: monitore a temperatura da peça de trabalho durante a usinagem

Evacuação de chip: crítico para moagem de bolso profundo

7. Resistência à corrosão e tratamentos de superfície

Ambiente	Desempenho	Método de proteção	Expectativa de vida de serviço
Atmosfera industrial	Muito bom	Anodizando o tipo II/III	15-20+ anos
Ambiente marinho	Bom	Conversão de cromato + tinta	10-15+ anos
Água doce	Excelente	Proteção mínima necessária	30+ anos
Processamento químico	Justo a bem	PTFE impregnou a anodização	Aplicação específica
Alta temperatura	Justo	Revestimentos de alta temperatura	5-10+ anos
Serviço enterrado	Muito bom	Revestimentos betuminosos	40+ anos

Opções de tratamento de superfície:

Anodizando:

Tipo II: 10-25 μm espessura

Tipo III (duro): 25-75 μm espessura

Opções impregnadas do PTFE

Revestimentos de conversão:

Conversão de cromato (mil-dtl -5541)

Tratamentos trivalentes de cromo

Alternativas não cromadas (baseada em Ti/Zr)

Sistemas de pintura:

Epóxi Primer + acabamento de poliuretano

Revestimento em pó (190-210 cura de grau)

Revestimentos industriais de alto sólidos

Preparações de superfície especiais:

Mecânica: BLAST SA 2.5 GRIT SA 2.5

Químico: gravação ácida e desmut

Textura a laser para aplicações especializadas

8. Propriedades físicas para mecanismo de design

Ering

Propriedade	Valor	Significado em aplicações ultrafinas
Densidade	2,70 g/cm³	Cálculo de peso para grandes componentes
Faixa de fusão	582-652 grau	Limitações de alívio do estresse
Condutividade térmica	167 W/m·K	Dissipação de calor em grandes massas
Condutividade elétrica	43% IACs	Aplicações de blindagem EMI
Calor específico	896 J/kg · k	Inércia térmica no processamento
Expansão térmica	23.6 ×10⁻⁶/K	Expansão diferencial em montagens
Módulo de Young	68.9 GPA	Rigidez em aplicações estruturais
Proporção de Poisson	0.33	Mudanças dimensionais sob carga
Capacidade de amortecimento	0.008-0.01	Características de vibração
Difusividade térmica	69 mm²/s	Taxa de transferência de calor de processamento

9. Controle de qualidade e protocolos de teste

Protocolo de teste obrigatório:

Análise química: espectroscopia de emissão óptica

Teste mecânico:

Teste de tração (Surface, T/4, T/2 posições)

Pesquisa de dureza (travessia e longitudinal)

Avaliação não destrutiva:

Inspeção ultrassônica por ams-std -2154 classe A

Inspeção penetrante de superfícies críticas

Avaliação metalúrgica:

Medição de tamanho de grão por ASTM E112

Classificação de inclusão por ASTM E45

Análise microestrutural para distribuição precipitada

Inspeção dimensional:

CMM Verificação de dimensões críticas

Digitalização a laser para precisão do perfil

Mapeamento de espessura em pontos de grade definidos

Pacote de certificação:

Relatório de teste de material (EN 10204 Tipo 3.1/3.2)

Certificado de composição química

Certificação de propriedade mecânica

Registros de gráfico de tratamento térmico

Relatórios da NDT e critérios de aceitação

Relatórios de inspeção dimensional

Documentação de rastreabilidade (derretimento do produto)

Declarações de conformidade (ROHS, alcance, etc .)

10. aplicações industriais e manuseio

Aplicações primárias:

Componentes estruturais aeroespaciais

Plataformas do sistema de defesa

Equipamento de fabricação de semicondutores

Bases de molde de injeção plástica

Bridge elementos estruturais

Componentes da indústria nuclear

Quadros de transporte pesado

Bases estruturais da máquina -ferramenta

Rollings de backup de rolling

Elementos de fixação de alta resistência

Protocolo de manuseio de material:

Requisitos de elevação:

Mínimo 4- Sistema de levantamento de pontos

Barras de espalhador obrigatórias

Ângulo máximo de estilingue: 60 graus da horizontal

Capacidade de elevação: fator de segurança de 3: 1

Condições de armazenamento:

Armazenamento interno recomendado

Suporte em intervalos mínimos de 300 mm

Limitação da altura do empilhamento: 1,5m máximo

Evite o contato direto com metais diferentes

Transporte:

Seguro com amarração não metálica

Materiais de amortecimento de vibração

Proteção de borda obrigatória

Proteção de umidade durante o trânsito

Preparação de usinagem:

Estabilização de temperatura: 24 horas mínimo

Alívio do estresse recomendado antes da usinagem crítica

Plano de remoção de material seqüencial

Ajuste da força de fixação progressiva

11. Design Considerações para seções de ultra-espessura

Fatores de projeto estrutural:

Seção Otimização do Módulo:

Utilize vantagem de espessura total para resistência à flexão

Desempenho equivalente a-feixe com peso reduzido

Considere estruturas internas na Web em seções muito grossas

Seleção de fixadores:

Distância mínima da borda: 2 × parafuso diâmetro

Engajamento recomendado da linha: 1,5 × parafuso diâmetro

Especificações de torque: 65-75% dos valores padrão de aço

Utilização de força de rolamento de até 480 MPa

Gerenciamento térmico:

Permitir expansão térmica de 2,36 mm por metro por 100 graus

Articulações de expansão do projeto para grandes estruturas

Considere gradientes térmicos durante a soldagem

Carregamento dinâmico:

Limite de resistência à fadiga aproximadamente 100 MPa

Aplicar fatores de concentração de estresse na fase de projeto

Shot Peening para superfícies críticas de fadiga

Estratégias de redução de peso:

Moagem de bolso de áreas não críticas

Distribuição seletiva de espessura

Estruturas híbridas com elementos compostos

Otimização da topologia para

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