7075-T651 і 6061-T6 – це алюмінієві сплави-дисперсійного зміцнення, але вони призначені для абсолютно різних робіт. Один — це високоміцний сплав, який за розтягуванням конкурує з м’якою сталлю; інший — універсальний, зварювальний і стійкий до корозії загальний інженерний сорт. Розуміння, звідки походить різниця, робить вибір простим.
Два сплави та їхні властивості
7075 – це сплав алюмінію-цинку-магнію-міді. Основною добавкою є цинк приблизно від 5,1 до 6,1%, який підтримується приблизно від 2,1 до 2,9% магнію та від 1,2 до 2,0% міді. Комбінація забезпечує найвищу міцність будь-якого звичайного кованого алюмінієвого сплаву за рахунок пластичності та стійкості до деяких форм корозії. Загартування T651 означає, що пластина піддається термічній обробці розчину, знімається напруга шляхом контрольованого розтягування приблизно на 1,5-3%, а потім штучно старіє. Розтягування усуває більшу частину внутрішньої залишкової напруги, тому пластина T651 зберігає стабільність розмірів, коли видаляється велика кількість матеріалу. 6061 — це алюмінієвий-магнієвий-кремнієвий сплав із меншою кількістю міді. Відпуск T6 досягається шляхом обробки розчином і штучного старіння без етапу розтягування, що є достатнім для продукту, який зазвичай постачається у вигляді екструзії, листа або пластини невеликої товщини. Обидва сплави зазвичай сертифіковані відповідно до стандарту ASTM B209 для листів і плит, зі складом у EN 573-3 для європейських замовлень і GB/T 3880.2 для китайського ринку.
Механічні властивості поруч
| Власність | 7075-T651 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| Типова міцність на розрив | Близько 570 МПа | Близько 310 МПа |
| Типовий межа текучості | Близько 500 МПа | Близько 275 МПа |
| Типове подовження | Близько 11% | Близько 12% |
| Твердість | Близько 150 HB | Близько 95 HB |
| Модуль пружності | Близько 71,7 ГПа | Близько 68,9 ГПа |
7075-T651 приблизно на 80% сильніший за розтягнення та приблизно на 80% сильніший за текучість, ніж 6061-T6, і помітно твердіший. Показники подовження виглядають схожими, але вони вимірюються на зразках з різною геометрією, і 7075 має набагато меншу здатність до локальної деформації перед руйнуванням, тому він поводиться як більш крихкий матеріал під час перевантаження та удару. Корисним наслідком вищої міцності є економія ваги: деталь, розроблену для обмеження напруги, можна зробити тоншою або меншою в 7075, і оскільки значення модуля близькі, конструкція з обмеженою жорсткістю виграє набагато менше від заміни.
Фізичні властивості та теплова поведінка
Щільність: 7075 становить приблизно 2,81 г/см3 проти приблизно 2,70 г/см3 для 6061, тому міцніший сплав трохи важчий на одиницю об’єму.
Теплопровідність: 6061-T6 проводить близько 167 Вт/(м·K), тоді як 7075-T6 нижчий і складає приблизно 130 Вт/(м·K), тому 6061 є кращим вибором для розповсюдження тепла та для частин, які повинні швидко віддавати тепло.
Електропровідність: 6061-T6 має приблизно 43% IACS, а 7075-T651 – приблизно 33% IACS.
Діапазон плавлення: 6061 охоплює приблизно від 582 до 652 градусів, тоді як 7075 починає плавитися близько 477 градусів і стає повністю рідким приблизно при 635 градусах, що звужує безпечне вікно для будь-якої гарячої роботи.
Теплове розширення: обидва сплави близькі до 23,6 мікродеформацій на градус Цельсія, тому жоден не дає переваг у довгих збірках.
Механічна обробка, формування та з’єднання відмінностей
Обидва сплави добре піддаються обробці, і обидва постачаються як пластини для ЧПК, але вони поводяться по-різному після різання. 7075-T651 створює коротку, чисту стружку та зберігає високу обробку поверхні, і оскільки він був розтягнутий, він протистоїть спотворенню, яке з’являється під час фрезерування тонкого полотна з пластини 6061. Ось чому 7075 домінує на прес-формах, пристосуваннях і пристосуваннях, а також на аерокосмічній арматурі, де жорсткі допуски повинні витримувати важке видалення матеріалу. 6061-Машини T6 легко витримують низькі швидкості різання та набагато толерантніші до формування: його згинають із меншим радіусом, його можна витягувати та прокочувати та зварювати з наповнювачем 4043 або 5356. 7075 як правило, не зварюється плавленням під час експлуатації конструкцій, оскільки зварювальна ванна застигає з поганою пластичністю, а зона термічного -впливу втрачає міцність; Таким чином, з’єднання в 7075 виготовляються за допомогою кріпильних елементів, клейового зв’язку або модифікації у зварюваному сплаві. Анодування також відрізняється: 6061 легко наносить прозоре або пофарбоване анодне покриття, тоді як вміст міді в 7075 створює темнішу, менш декоративну плівку.
Корозія, втома та робоче середовище
За звичайних внутрішніх і атмосферних умов обидва сплави добре протистоять окисленню. Відмінності з’являються в агресивних середовищах. 7075 у сімействі T6 чутливий до корозійного розтріскування під напругою, особливо коли напруга розтягування діє в короткому-поперечному напрямку, тому-витримані відпуски, такі як T73 і T7351, існують для експлуатації, де такий ризик є реальним. 6061-T6 не чутливий таким же чином і переносить соляні бризки та вплив моря набагато краще, що є тому його використовують для фурнітури човнів, структурних каркасів і транспортних компонентів. Що стосується втоми, 7075-T651 забезпечує більш високу втомну міцність при заданій кількості циклів, оскільки він починається з більш високого рівня напруги, тому він кращий для циклічно навантажених аерокосмічних конструкцій, де маса має значення. Практика захисту для обох сплавів включає уникнення гальванічних пар зі сталевими кріпленнями, зняття задирок з обрізаних країв і просвердлених отворів, а також використання конверсійного покриття або грунтовки там, де деталь бачить хлориди або стоячу воду.
Посібник з вибору за заявкою
| застосування | Бажаний сплав | Причина |
|---|---|---|
| Аерокосмічна арматура крила та фюзеляжу | 7075-T651 | Найвищі показники міцності та втоми на кілограм |
| Прес-форми та точні пристосування | 7075-T651 | Пластина з-знятим напругою протистоїть механічній обробці |
| Автомобільні рами та кронштейни | 6061-T6 | Хороша міцність зі зварюваністю та стійкістю до корозії |
| Морське обладнання та платформи | 6061-T6 | Краща стійкість до солоної{0}}корозії |
| Радіатори та термопластини | 6061-T6 | Вища теплопровідність, ніж 7075 |
| Анодовані споживчі товари | 6061-T6 | Має прозоре, навіть анодне покриття |
| Високо{0}}міцні болтові конструкції | 7075-T651 | Міцність без використання зварювання |
Там, де можуть працювати обидва сплави, вирішальним питанням зазвичай є те, яка межа регулює деталь. Якщо конструкція обмежена напругою, 7075-T651 допускає легшу секцію. Якщо конструкція має обмежену жорсткість, придатна для зварювання або піддається впливу хлоридів, 6061-T6 зазвичай є більш економною та довговічною відповіддю.
Часті запитання
З: 7075-T651 міцніший за 6061-T6?
Так. 7075-T651 зазвичай досягає приблизно 570 МПа при розтягуванні та 500 МПа текучості, тоді як 6061-T6 становить приблизно 310 МПа та 275 МПа відповідно.
Питання: Чому 7075 зазвичай поставляється в T651?
Додатковий етап розтягування знімає внутрішню напругу, тому товста пластина залишається стабільною за розмірами, коли оброблюється велика кількість матеріалу.
З: Чи можна зварювати 7075-T651?
Зазвичай його не зварюють плавленням для конструкцій, оскільки зварний шов і зона-термічного впливу втрачають пластичність і міцність; замість них використовуються болтові, заклепкові або скріплені з’єднання.
Q: Який сплав краще для морського використання?
6061-T6 є звичайним вибором, оскільки він добре протистоїть корозії в солоній воді та не має чутливості до корозійного розтріскування під напругою сімейства 7075 T6.
З: 7075 чи 6061 краще проводить тепло?
6061-T6 краще проводить тепло, приблизно 167 Вт/(м·K) проти приблизно 130 Вт/(м·K) для 7075-T6.
З: Чи є штраф за вагу при виборі 7075?
Лише трохи на одиницю об’єму, оскільки 7075 має щільність близько 2,81 г/см3 проти приблизно 2,70 г/см3 для 6061; -деталь з обмеженою міцністю зазвичай легша загалом у 7075.
