Kuinka lämpökäsittely vaikuttaa 6061-T6- ja T651-alumiineihin

6061 on yksi laajimmin määritellyistä alumiiniseoksista koneistetuissa ja rakenneosissa, ja lähes kaikki se saapuu asiakkaalle lämpökäsiteltynä{1}}karkaistuna. Kaksi nimitystä aiheuttavat eniten hämmennystä, T6 ja T651. Niillä on sama kemia ja sama peruslämpökäsittely, ja ero johtuu yhdestä ylimääräisestä toimenpiteestä, joka muuttaa materiaalin käyttäytymistä sen leikkaamisen jälkeen.

Mitä T6- ja T651-nimitykset kuvaavat

Lämpömerkinnät ovat koodattu yhteenveto tuotteen mekaanisesta ja lämpökäsittelystä. T-kirjain merkitsee lämpökäsiteltyä tuotetta ja sitä seuraavat numerot kuvaavat järjestystä. T6 tarkoittaa, että materiaali oli liuoslämpökäsitelty ja sitten keinotekoisesti vanhentunut olennaisesti stabiiliin tilaan ilman kylmätyöstöä vanhentamisen jälkeen. T651 lisää yhden vaiheen ennen ikääntymistä: karkaistu tuote venytetään{5}}oikaistaan ​​kontrolloituun määrään pysyvää kovettumista, tyypillisesti välillä 1,5–3 prosenttia, jotta karkaisun jälkeen jääneet jäännösjännitykset jakautuvat uudelleen osan läpi. Vastaavat nimitykset suulakepuristetuille tuotteille ovat T6510 ja T6511, kun taas levy toimitetaan tavallisesti nimellä T651.

Ratkaisukäsittely, sammutus ja ikääntyminen

6061 on alumiini-magnesium-piiseos. Magnesium ja pii ovat lisäyksiä, jotka tekevät seoksesta herkän lämpökäsittelylle, ja pienet määrät kuparia ja kromia tukevat lujuutta ja korroosiota. Käsittelysekvenssi muuttaa nämä lisäykset kovettuvien hiukkasten hienoksi dispersioksi.

Liuoksen lämpökäsittely– seosta pidetään noin 530 asteessa (noin 985 - 1000 astetta F) tarpeeksi kauan, jotta magnesium ja pii liukenevat yksifaasiseksi kiinteäksi liuokseksi.

Sammutus– nopea jäähdytys vedessä tai polymeeriväliaineessa lukitsee nämä alkuaineet ylikyllästettyyn liuokseen. Sammutuksessa syntyy myös suurin jäännösjännitys, koska pinta jäähtyy ja supistuu nopeammin kuin ydin.

Keinotekoinen ikääntyminen– materiaali kuumennetaan uudelleen noin 160-180 asteeseen ja pidetään useita tunteja, jolloin hienojakoinen sakka muodostuu ja seos kovettuu T6-tasolle.

Stressin lievitys– T651-sarjassa karkaistua tuotetta venytetään myötörajan yli ja sen jälkeen vanhennetaan, mikä tasoittaa ja kiinnittää sen vapauttaen samalla sisäistä jännitystä.

Tyypilliset mekaaniset ominaisuudet

T6- ja T651-luokat saavuttavat hyvin samanlaiset voimatasot, koska ne eroavat vain jännityksenpoistovaiheessa pikemminkin kuin vanhenemissyklissä.

Nämä luvut ovat arvoja, jotka yleensä ilmoitetaan kaupallisille levyille ja tankoille. Todelliset minimit riippuvat tuotteen muodosta, paksuudesta ja testaussuunnasta, joten jokainen erä tulee tarkistaa sen myllysertifikaatin ja toimitetusta materiaalista otettujen vetokoetulosten perusteella. Kovuustestaus on hyödyllinen nopeana tarkistuksena, mutta se ei voi korvata vetokoetta, ja johtavuusmittaukset ovat yleinen tapa havaita ikääntymisvirhe ennen kuin osa saavuttaa koneen.

T651: Miksi venytys parantaa koneistuksen vakautta

Kun paksu levy jäähdytetään, pinta ja ydin jäähtyvät eri nopeuksilla ja siitä aiheutuva sisäinen jännitys tasapainottuu materiaalin sisällä sen sijaan, että se näkyy sen pinnalla. Kun koneistaja poistaa materiaalia, tasapaino häiriintyy ja työkappale voi taipua, vääntyä tai muuttaa mittaa leikkauksen jälkeen, mikä on klassinen syy, miksi osa mittaa oikein koneessa ja epäonnistuu tarkastuksessa työpenkillä.

Venytysoikaisu T651-sarjassa vähentää tätä ongelmaa. Liuoskäsittelyn ja karkaisun jälkeen levy vedetään pieneen pysyvään jännitykseen, joka saa suuren osan materiaalista tasaiseen jännitystilaan ja säilyttää sitten mittavakauden myöhemmän leikkaamisen kautta. Suurille ohuille levyille, syvälle taskuille ja osille, joilla on tiukka tasaisuus tai yhdensuuntaisuusvaatimukset, T651 on yleensä turvallisempi määritys. Vaikutus näkyy parhaiten korkeissa{5}}poistotöissä, joissa T6-levy voi liikkua useita millimetrin kymmenesosia pitkällä jänteellä, kun taas sama työ T651:ssä säilyttää geometriansa paljon paremmin.

Valinta T6:n ja T651:n välillä

Molemmat karkaisut koneistuvat hyvin ja molemmat saavat hyvän anodisoidun tai maalatun pinnan, joten valinta perustuu yleensä geometriaan eikä lujuuteen.

Valitse T6yleisille koneistetuille komponenteille, kannakkeille, kiinnityksille, pienille osille ja suulakepuristeille, joissa osa on suhteellisen jäykkä ja vääristymisriski on pieni.

Valitse T651suurille levyille, ohuille seinille, pitkille osille, tarkkuustyökalulevyille ja kaikille komponenteille, joissa tasaisuus tai mittapysyvyys koneistuksen jälkeen on kriittistä.

Harkitse hitsiä– 6061:n hitsaus kummassakin temperissä pehmentää lämpövaikuttamaa vyöhykettä, eikä luonnollinen vanheneminen palaa täyteen lujuuteen, minkä vuoksi hitsatut kokoonpanot vaativat usein suunnitteluvaraa tai aikaisessa vaiheessa tehtyä-jälkilämpökäsittelypäätöstä.

Tarkista maalireitti– Ohjatut työstötoleranssit plus-miinus 0,005 mm:iin asti ovat käytännössä saavutettavissa, mutta ne riippuvat koneesta, työkaluista, kiinnityksestä ja massan stabiilisuudesta, eivät pelkästään jyrkyydestä.

Usein kysytyt kysymykset

K: Onko 6061-T651 vahvempi kuin T6?
Ei. Nämä kaksi temperamenttia saavuttavat olennaisesti saman veto- ja myötörajan, koska vanhentamisjakso on identtinen. T651 eroaa siitä, että siihen on lisätty venytysoikaisu ennen ikääntymistä, mikä parantaa mittojen vakautta lujuuden sijaan.

K: Miksi kappaleeni liikkuu 6061-T6-levyn koneistuksen jälkeen?
Sammutus jättää jäännösjännityksen tasapainottumaan levyn sisällä. Kun materiaali poistetaan yhdeltä puolelta, tasapaino häiriintyy ja osa voi vääristyä. Stretch-kevennetty T651-levy, tasapainoinen työstö molemmilta puolilta ja jännityksen-poistovaihe rouhinnan ja viimeistelyn välillä vähentävät vaikutusta.

K: Mitä lämpötiloja käytetään 6061:n lämpökäsittelyyn?
Liuoskäsittely suoritetaan noin 530 asteessa, jota seuraa karkaisu ja keinotekoinen vanhentaminen noin 160-180 asteessa. Tarkat liotusajat riippuvat poikkileikkauksen paksuudesta ja käytetystä uunista ja sammutuslaitteistosta.

K: Muuttaako venytysvaihe metalliseoksen kemiaa?
Ei. Venyttely on mekaaninen toimenpide, joka aiheuttaa pienen pysyvän jännityksen, eikä se muuta seoksen koostumusta. Itse kovettuminen tulee edelleen keinotekoisen ikääntymisen aikana muodostuvasta sateesta.

K: Kuinka voin tarkistaa saapuvan materiaalin luonteen?
Käytä myllysertifikaattia ensisijaisena tietueena, vahvista sitten kovuustestillä ja kriittisissä töissä vetokokeilla ja johtavuustarkastuksilla. Merkintöjen, pakkaamisen ja jäljitettävyyden pitäisi mahdollistaa toimitetun erän sitominen takaisin lämpökäsittelytietueeseensa.