6061 anel de forjamento de liga de alumínio de grande diâmetro

1. Visão geral do material e processo de fabricação

The 6061 large diameter aluminum alloy forging ring is a highly versatile heat-treatable aluminum-magnesium-silicon alloy (Al-Mg-Si series), widely popular for its excellent all-round performance. It offers a good balance of strength and toughness, coupled with outstanding corrosion resistance, excellent weldability, and good machinability. Large diameter thick-walled Os anéis forjados aproveitam as vantagens do processo de forjamento, resultando em uma estrutura interna densa, grãos refinados e um fluxo de grãos otimizado alinhado ao longo da circunferência do anel, garantindo excelente confiabilidade e vida útil longa em várias aplicações industriais ., embora a força de maior número de séries de. é a melhoridade de {10}) Machinabilidade e resistência à corrosão são considerações importantes .

Elementos de liga primária:

Magnésio (mg): 0.8-1.2% (fortalece com silício, melhora a resistência à força e da corrosão)

Silício (Si): 0.4-0.8% (fortalece com magnésio, aumenta a resposta de endurecimento da idade)

Cobre (Cu): 0.15-0.40% (aumenta a força)

Cromo (cr): 0.04-0.35% (inibe a recristalização, melhora a resistência)

Material base:

Alumínio (AL): Equilíbrio

Impurezas controladas:

Ferro (Fe): 0,7% Max

Manganês (MN): 0,15% max

Zinco (Zn): 0,25% max

Titânio (TI): 0,15% máximo

Outros elementos: 0,05% no máximo cada, 0,15% total total

Processo de forjamento premium (para anéis de paredes grossas de grande diâmetro): A produção de 6061 anéis forjados de liga de alumínio de paredes grossas de grande diâmetro requer controle preciso sobre o derretimento, o forjamento e os processos de tratamento térmico para garantir que o material alcance as propriedades abrangentes desejadas, especialmente a uniformidade em seções grossas:

Melt e preparação de lingote:

Os elementos de alumínio primário e de liga compatíveis com padrão são selecionados .

As tecnologias avançadas de fusão, refino e desgaseidade são empregadas para garantir uma boa limpeza de fusão, minimizando inclusões não metálicas e conteúdo de gás .

Os grandes sistemas de fundição de reflexão direta (DC) são usados para produzir lingotes de grande diâmetro com microestrutura uniforme e nenhuma segregação significativa .

Tratamento de homogeneização do lingot:

Os lingotes passam por recozimento de homogeneização com precisão (normalmente em 550-580 grau por várias horas) para eliminar a macrosegregação, dissolver as fases secundárias grosseiras e melhorar a ductilidade do lingote, pré-prepará-lo para forjamento de alta deformação subsequente .}}}}}}

Preparação e inspeção de tarugos:

Condicionamento da superfície de lingote (escalpeamento ou moagem) para remover todos os defeitos da superfície .

A inspeção 100% ultrassônica é realizada para garantir que o lingote esteja livre de qualquer defeito interno (e . g ., rachaduras, porosidade, grandes inclusões) que podem afetar o desempenho final, normalmente atendendo aos padrões da indústria .}

Pré -aquecimento: o tarugo é uniformemente aquecido na faixa de temperatura de forjamento precisa (normalmente 400-500 grau) para garantir a ductilidade ideal, evitando o fusão incipiente .

Sequência de forjamento (peças de anel de paredes grossas de grande diâmetro):

Aplicação de equipamentos grandes: Grandes prensas hidráulicas e máquinas de rolagem de anel são necessárias para aplicar força de deformação suficiente a tarugos pesados, garantindo que o núcleo de anéis de paredes espessas também sofra deformação plástica completa e refinamento de grãos .

Perturbando e pré-forjamento: Em grandes prensas hidráulicas, grandes lingotes passam por operações multidirecionais, múltiplas perturbadoras e desenhando para quebrar grãos fundidos, eliminar porosidade interna e formar formas de pré-forma adequadas .

Piercing: Na imprensa, uma estrutura de anel preliminar é formada por piercing com matrizes ou mandelas . Esse processo compacta ainda mais o material e refina a microestrutura .

Formação de rolagem do anel: Este processo crítico de rolagem de anel é realizado em grandes máquinas de rolagem de anel vertical . compressão radial contínua e axial é aplicada à pré -forma de formulário por um rolo principal e um rolo de mandril, aumentando continuamente o anel de diâmetro do anel, ao longo da espessura da parede, a altura da altura do anel de altura do anel de altura do anel de altura do anel de altura do anel de ressonância de ressonância Força, resistência e desempenho de fadiga . Para peças de paredes grossas, fluxo de grãos uniformes em toda a espessura da parede deve ser garantido .

Taxa de redução mínima: Normalmente requer pelo menos 3: 1 ou superior para garantir a eliminação completa da estrutura e a formação do fluxo de grãos otimizado e da microestrutura densa .

Tratamento térmico:

Tratamento térmico da solução: O forjamento é aquecido a uma temperatura de solução precisa de aproximadamente 530-545 e mantida por tempo suficiente para dissolver completamente elementos de liga (mg, si, cu) na matriz de alumínio, formando uma solução sólida uniforme .

Extinção: Resfriamento rápido da temperatura de solução (normalmente de extinção da água, garantindo a temperatura da água e a taxa de resfriamento atender aos requisitos de peça de paredes grossas) para reter a solução sólida supersaturada . para peças de paredes grossas, a uniformidade da extinção é crítica para as propriedades finais .}

Tratamento de envelhecimento (temperatura T6): Tratamento padrão de envelhecimento artificial (normalmente em 160-180 grau para 8-18 horas) . Este tratamento causa a precipitação de fases de fortalecimento como mg₂si e algum al₂cu, alcançando a força e a dureza máxima .}}

Alívio do estresse residual (T651/T652 Tempers): Para anéis de paredes grossas de grande diâmetro, o alongamento (T651) ou o alívio do estresse com compressão (T652) é frequentemente realizado após a queima para reduzir significativamente o estresse residual, minimizar a distorção da usinagem e melhorar a estabilidade dimensional .

Acabamento e inspeção:

Deburrendo, endireitar, inspeção dimensional, verificações de qualidade da superfície .

Finalmente, testes não destrutivos abrangentes (E . g ., ultrassonic, penetrante) e análise microestrutural são realizados para garantir que o produto esteja em conformidade com os padrões do setor e os requisitos do cliente .

As propriedades mecânicas de 6061 anéis forjados de liga de alumínio de paredes grossas de grande diâmetro dependem da espessura específica, temperamento do tratamento térmico e otimização do processo de forjamento . T6 e T651/T652 são os tempers mais usados para 6061.}

Distribuição de propriedades e anisotropia:

6061 anéis forjados, através do processo de rolagem do anel, têm o fluxo de grãos altamente alinhado ao longo da circunferência do anel ., portanto, as propriedades circunferenciais (tangenciais) são tipicamente ideais . propriedades radiais e axiais são relativamente mais baixas, mas ainda são suficientes para as necessidades mais estruturais do componente estrutural}.

Efeito de espessura: para 6061, os pentos de paredes grossas de grande diâmetro também mantêm uma boa uniformidade das propriedades de núcleo para superfície, graças à sua excelente hardenabilidade .

Estresse residual: T651/T652 Tempers, através do alongamento ou alívio da tensão de compressão, reduzem significativamente o estresse residual de têmpera, minimizam a distorção da usinagem e melhoram a estabilidade dimensional .

A microestrutura de 6061 liga de alumínio de paredes grossas de grande diâmetro é a base para seu bom desempenho geral .

Principais recursos microestruturais:

Estrutura de grãos e fluxo de grãos:

O processo de forjamento quebra grãos grossos e fundidos, formando grãos recristalizados finos e uniformes e grãos não recristalizados alinhados ao longo da direção de forjamento .

Grain Flow: During ring rolling, grains are intensely elongated and form a continuous fibrous structure along the ring's circumference. This grain flow highly matches the main stress direction of the ring, significantly improving circumferential strength, fatigue life, and toughness. For thick-walled rings, grain flow is uniformly distributed throughout the entire section.

Dispersóides: Dispersóides finos formados pelo cromo (CR) inibem efetivamente a recristalização e o crescimento dos grãos, garantindo uma microestrutura de granulação fina .

Alta densidade e eliminação de defeitos:

A imensa pressão aplicada durante o processo de forjamento fecha completamente defeitos internos, como porosidade, cavidades de encolhimento e bolsos a gás, que podem surgir durante o elenco, melhorando significativamente a densidade e a confiabilidade do material .

Efetivamente quebra e dispersa uniformemente pequenas quantidades de compostos e impurezas intermetálicos primários (E . g ., Fe, Si fases), reduzindo seus efeitos prejudiciais.

Distribuição da fase de fortalecimento (precipitado):

O tratamento com envelhecimento de T6 causa a precipitação da fase de fortalecimento primária Mg₂si, juntamente com alguns precipitados de Al₂cu . Esses precipitados são distribuídos uniformemente dentro dos grãos, fornecendo fortalecimento .

Os precipitados nos limites dos grãos geralmente são bons e não levam facilmente a corrosão intergranular grave .

Limpeza metalúrgica:

As tecnologias padrão de fusão e fundição garantem o baixo conteúdo de inclusão não metálica, atendendo aos requisitos de limpeza para aplicativos gerais de engenharia .

A faixa de tamanho de 6061 diâmetro de alumínio de paredes grossas de grande diâmetro anéis forjados é larga e pode ser produzida sob medida de acordo com os requisitos de engenharia .

Capacidade de personalização:

Anéis forjados personalizados com vários tamanhos, formas e requisitos de tolerância podem ser produzidos de acordo com desenhos detalhados do cliente e especificações técnicas .

Normalmente oferecido em condições usinadas com máquinas de máquinas ou semi-final para facilitar a usinagem do cliente subsequente .

6061 A liga atinge principalmente suas propriedades mecânicas por meio de tratamento térmico .

Orientação de seleção de temperamento:

T6 Temper: O temperamento mais comumente usado para 6061 anéis forjados de paredes grossas de grande diâmetro, oferecendo a melhor combinação de força e dureza .

T651/T652 Tempers: Para aplicações que requerem usinagem precisa ou estabilidade dimensional estrita, recomenda -se os temperamentos T651 ou T652 para eliminar efetivamente o estresse residual de extinção .

6061 Diâmetro de grande diâmetro de paredes grossas A liga de alumínio anéis forjados geralmente têm boa máquinabilidade, mas seu tamanho grande e natureza de parede grossa ainda requerem consideração .

Orientação de fabricação:

MACHINABILIDADE: 6061 possui boa máquinabilidade, permitindo o uso de ferramentas e parâmetros de usinagem de liga de alumínio padrão ., preste atenção ao gerenciamento de chips para evitar o emaranhamento .

Soldabilidade: 6061 é uma das poucas ligas de alumínio de maior resistência que podem ser soldadas convencionalmente ., enquanto a força pode diminuir após a soldagem, ela pode ser otimizada selecionando os processos apropriados do fio e de soldagem .

Estresse residual: Esperado 6061 Esquecos têm estresse residual; Os tratamentos T651/T652 reduzem efetivamente este . durante a usinagem, estratégias como usinagem simétrica e cortes rasos de várias passagens devem ser empregados para minimizar a distorção .

Tratamento de superfície:

Anodizando: A anodização do tipo II (sulfúrico) ou tipo III (dura) fornece resistência ao desgaste, resistência à corrosão e apelo estético .

Revestimentos de conversão: Os revestimentos de conversão sem cromato ou cromo servem como iniciadores para tinta .

Revestimentos: Aplicado para requisitos de proteção específicos .

A liga 6061 é conhecida por sua excelente resistência à corrosão, particularmente em ambientes atmosféricos e marinhos .

Estratégias de proteção contra corrosão:

Seleção de liga e temperamento: 6061- T6 O temperamento em si fornece excelente resistência à corrosão, especialmente contra o CEC e a corrosão da esfoliação .

Tratamento de superfície:

Anodizando: O método de proteção mais comum, formando um filme denso de óxido que aprimora a corrosão e a resistência ao desgaste .

Revestimentos de conversão química: Sirva como bons iniciadores para tintas ou adesivos .

Sistemas de revestimento: Revestimentos de alto desempenho podem ser aplicados em ambientes particularmente severos .

Gerenciamento de corrosão galvânica: Quando em contato com metais incompatíveis, medidas de isolamento, como revestimentos ou juntas, devem ser empregadas .

As propriedades físicas de 6061 anéis forjados de alumínio de paredes grossas de grande diâmetro são cruciais para o design de grandes estruturas .

Considerações de design:

Proporção de força para peso: 6061 oferece uma boa proporção de força / peso, adequada para estruturas que requerem peso leve, mas não em um grau extremo .

Facilidade de fabricação: Boa usinabilidade e soldabilidade Reduzir a complexidade e custo de fabricação .

Resistência à corrosão: Excelente resistência à corrosão o torna adequado para vários ambientes externos e corrosivos .

Custo-efetividade: 6061 é mais econômico em comparação com ligas de alta resistência .

Temperatura operacional: Como todas as ligas de alumínio, 6061 não é resistente a alta temperatura; A temperatura operacional recomendada está abaixo de 150 graus .

Controle de qualidade para 6061 anéis forjados de alumínio de paredes grossas de grande diâmetro é um aspecto crucial, garantindo seu desempenho e confiabilidade .

Procedimentos de teste padrão:

Certificação de matéria -prima: Análise de composição química para garantir a conformidade com AMS, ASTM, etc . e rastreabilidade .

Controle de processo de fusão e forjamento: Monitorando a temperatura, quantidade de deformação para garantir uma estrutura interna uniforme e densa .

Monitoramento do processo de tratamento térmico: Uniformidade da temperatura do forno, extinção da solução, curva de envelhecimento, etc .

Análise de composição química: Verificação de elementos de liga e conteúdo de impureza .

Teste de propriedade mecânica:

Teste de tração: Amostras coletadas em direções radiais, tangenciais/circunferenciais e axiais para testar UTs, ys, el .

Teste de dureza: Medições de vários pontos para avaliar a uniformidade .

Teste de impacto: Se necessário .

Teste não destrutivo (NDT):

Testes ultrassônicos: Inspeção volumétrica de todo o anel para detectar defeitos internos .

Teste penetrante: Detecta defeitos de quebra de superfície .

Testes atuais de redemoinho: Detecta defeitos superficiais e próximos à superfície .

Análise microestrutural: Exame metalográfico para avaliar o tamanho dos grãos, fluxo de grãos, grau de recristalização, distribuição precipitada, tipos de defeitos, etc. .

Inspeção de qualidade dimensional e superficial: Medições precisas usando CMM, perfilômetro, etc .

Padrões e certificações:

Conseguir o ASTM B247 (Esquecos de liga de alumínio), AMS 4117 (6061- T6 Forguings), ISO, en, GB/T e outros padrões da indústria .

Certificações do sistema de gerenciamento da qualidade: ISO 9001.

EN 10204 Tipo 3 . 1 Relatórios de teste de material podem ser fornecidos.

6061 Os anéis forjados de alumínio de paredes grossas de grande diâmetro são amplamente utilizadas em vários setores industriais devido ao seu excelente desempenho geral e custo-efetividade .

Áreas de aplicação primárias:

Estruturas auxiliares aeroespaciais: Componentes estruturais de aeronaves não críticas, anéis de equipamentos periféricos do motor, equipamento de suporte aeroespacial no solo .

Engenharia Marinha e Offshore: Equipamento de convés grande de navios, estruturas que não são de carga para plataformas offshore, corpos da válvula marinha, flanges de tubulação, etc ., beneficiando-se de sua resistência à corrosão da água do mar .}

Máquinas e equipamentos gerais:

Trânsito ferroviário: Componentes de conexão do corpo do trem, peças de bogie não críticas, equipamento ferroviário .

Indústria automotiva: Grandes componentes, rodas de caminhão, peças do chassi, etc ., para redução de peso .

Construção e Engenharia Estrutural: Conectores de treliça grandes, estruturas decorativas, componentes da ponte .

Vantagens de design:

Boa proporção de força / peso: Fornece força suficiente para a maioria das aplicações estruturais enquanto atinge leves .

Excelente resistência à corrosão: Tem um bom desempenho em ambientes atmosféricos e marinhos, particularmente insensíveis ao SCC .

Soldabilidade superior e máquinabilidade: Reduz significativamente a complexidade e o custo da fabricação, facilitando o processamento e montagem subsequentes .

Alta tenacidade: Boa resistência à temperatura ambiente, não propensa a fraturas quebradiças .

Custo-efetividade: Menores custos de matéria-prima e processamento em comparação com ligas de maior desempenho .

Estabilidade dimensional: T651/T652 Os temperamentos controlam efetivamente a distorção de usinagem .

Limitações de design:

Limitações de força: Sua força não é comparável a ligas de força ultra-alta como série 2xxx ou 7xxx, tornando-o inadequado para estruturas críticas de carga de carga que requerem resistência final .

Desempenho de alta temperatura: Uma limitação comum para ligas de alumínio; As temperaturas operacionais de longo prazo são limitadas a menos de 150 graus .

Força de fadiga: Menor resistência à fadiga em comparação com a série 7xxx, não adequada para ambientes de carregamento cíclico extremo .

Considerações econômicas e de sustentabilidade:

Custo total do ciclo de vida: Menor custo inicial e bom desempenho de manutenção o tornam altamente econômico em muitos aplicativos .

Utilização do material: O processo de forjamento ajuda a melhorar a utilização do material .

Simpatia ambiental: O alumínio é um material altamente reciclável, alinhado com princípios de desenvolvimento sustentável; A peso leve também contribui para reduzir o consumo de energia .

Tag: 6061 Anel de forjamento de liga de alumínio de grande diâmetro, China 6061 Diâmetro de alumínio de grande diâmetro Fabricantes de anéis de forjamento, fornecedores, fábrica