Kaksi eri perhettä, kaksi erilaista työtä
5083 on ei--lämpö-käsiteltävä alumiini-magnesiumseos; 6061 on lämpö-käsiteltävä alumiini-magnesium-piiseos. Tämä yksittäinen ero selittää melkein kaiken muun. 5xxx-seos saa lujuutta magnesiumista kiinteässä liuoksessa ja työstökovettuessa, sitä ei voida suulakepuristaa kaupallisissa profiileissa, ja se hitsautuu lähes ilman lujuushäviötä lämpö{11}}vyöhykkeellä. 6xxx-seos saa lujuutta vanhenemisen aikana syntyvästä magnesiumsilikisaosta, pursottuu helposti monimutkaisiksi profiileiksi, koneistuu hyvin ja menettää suuren osan lujuudestaan hitsattaessa.
Koostumus ja omaisuuden vertailu
| Tuote | 5083-H116 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| Perhe | Al-Mg, ei-lämpökäsiteltävissä- | Al-Mg-Si, lämpökäsiteltävä- |
| Magnesium | 4.0 - 4.9 % | 0.8 - 1.2 % |
| Pii | 0,40 % max | 0.40 - 0.8 % |
| Minimi vetolujuus | 305 MPa (44 ksi) | 310 MPa (45 ksi) |
| Pienin myötöraja | 215 MPa (31 ksi) | 275 MPa (40 ksi) |
| Tiheys | 2,66 g/cm3 | 2,70 g/cm3 |
| Elastinen moduuli | 70 GPa | 69 GPa |
| Rutiinituotelomakkeet | levy, levy, suulakepuristus rajoitettu | levy, levy, ekstruusiot, putki, tanko |
5083-H116-minimit ovat ASTM B928 -vaatimukset laivalevylle; 6061-T6-minimit ovat ASTM B209 -vaatimukset levylle. Vetotestaus molemmissa tapauksissa noudattaa ASTM E8/E8M -standardia.
Mitä hitsauksessa tapahtuu
Tässä nämä kaksi metalliseosta eroavat eniten. Hitsaus 6061-T6 ylikuormittaa paikallisesti sade{4}}karkaistua rakennetta, ja myötöraja lämmön-vaikutusvyöhykkeellä putoaa noin 165 MPa:iin jopa oikealla 5356 tai 4043 täyteaineella. Liitos on siksi heikko lenkki, ellei rakenneta sen ympärille suunnitella uudelleen, minkä vuoksi hitsatut 6061-rungot ovat harvinaisia. Sitä vastoin 5183-täyteaineella hitsattu 5083-H116 säilyttää suurimman osan perusmetallin lujuudesta liitoksen poikki, koska se ei aiheuta sakkaa. Sama logiikka tekee 5083:sta suosituimman seoksen kansille, säiliöille ja kaikille muille täysin hitsatuille rakenteille taivutuskuormituksen alaisena.
Meriveden korroosio
5083 on referenssiseos upotettuun laivakäyttöön. Kiinteässä liuoksessa oleva magnesium ja kromilisäkkeet antavat sille vahvan kestävyyden piste- ja rakohyökkäystä vastaan merivedessä, ja H116-tuote on ASTM G67 -standardin mukainen rakeidenvälistä korroosiota vastaan massahäviön rajalla 15 mg/cm2. Varoitus on lämpötila: jatkuva käyttö yli noin 65 astetta C voi herkistää 5083:n, ja 5454 määritetään sen sijaan korkeammissa lämpötiloissa.
6061-T6 kestää melko hyvin ilmakehän altistumista merelle, mutta sitä ei ole määritelty jatkuvaan upotukseen. Suolapitoisessa ilmakehässä sen korroosionkestävyys on alhaisempi kuin 5xxx-seoksilla, ja sen korkeampi kupari- ja piipitoisuus tekee siitä alttiimman paikallisille hyökkäyksille pysähtyneissä märissä liitoksissa. Tästä seuraa käytännön säännöt: 6061 pysyy vesirajan yläpuolella, 5083 menee runkoon ja märkäalueille.
Minne jokainen metalliseos kuuluu
| Sovellus | Suositeltu seos |
|---|---|
| Rungon pinnoitus, köli, pohjarakenne | 5083-H116 |
| Vesitiiviit laipiot ja säiliöt | 5083-H116 |
| Kannet, hyttirakenteet, hitsatut rungot | 5083-H116 tai H111 |
| Puristetut tartuntakiskot, kiinnikkeet, ikkunanpuitteet, istuinjalustat | 6061-T6 |
| Mastot, puomit ja koneistetut varusteet | 6061-T6 tai 5083 hitsattuina |
| Vesilinjan yläpuolella ruuvatut tai niitatut päällirakenteet | 6061-T6 hyväksyttävä |
Käytännön suunnitteluoppaassa, kuten EN 13195:ssä ja siihen viittaavissa luokituslaitoksen säännöissä, luetellaan yleensä, mitkä ominaisuudet ja tuotemuodot ovat hyväksyttäviä rungon ja päällysrakenteiden pinnoitteissa, ja näitä sääntöjä on noudatettava silloin, kun niitä sovelletaan.
Usein kysytyt kysymykset
Q:Onko 6061-T6 merialumiinia?
V: Hyväksytään vesirajan yläpuolella varusteille ja rakenteille, mutta sitä ei ole määritelty upotetulle rungon pinnoitukselle, jossa käytetään 5083-H116.
Q:Kumpi metalliseos on vahvempi?
V: Hitsaamattomassa tilassa 6061-T6:lla on suurempi myötöraja, noin 275 MPa verrattuna 215 MPa:iin mallilla 5083-H116; hitsauksen jälkeen etu suurelta osin katoaa.
Q:Miksi 6061 menettää lujuuden hitsattaessa?
V: Hitsauslämpö ylittää magnesiumsilidisakan lämpö-vaikutusvyöhykkeellä, jolloin sen myötöraja laskee noin 165 MPa:iin.
Q:Voidaanko nämä kaksi metalliseosta hitsata toisiinsa?
V: Kyllä, 5356-täyteaineella ja pätevällä menettelyllä, mutta 6061-puolella näkyy silti pehmentynyt lämmön{2}}vaikutusalue, joka on otettava huomioon suunnittelussa.
Q:Mitä metalliseosta tulisi käyttää veneen polttoaineena tai vesisäiliönä?
V: 5xxx metalliseos. Säiliöille, joissa on myös kohonnut lämpötila, 5454 on tavallinen valinta 5083:n sijaan.
Q:Onko 5083 saatavana suulakepuristeina?
V: Vain hyvin rajoitetussa valikoimassa yksinkertaisia profiileja; monimutkaiset osat ekstrudoidaan 6061 tai 6082 ja liitetään sitten 5xxx-levyyn.
