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6061 Aluminiumlegierung mit großem Durchmesser

6061 Aluminiumlegierungsstäbe mit großer Durchmesser spielen eine wichtige Rolle in der industriellen Produktion und haben aufgrund ihrer leichten und hohen Stärke, einer guten Korrosionsbeständigkeit, der hervorragenden Verarbeitungsleistung, ihrer guten thermischen Stabilität und der Ermüdungsbeständigkeit, der Umweltschutz und der Nachhaltigkeit, sowie die diversen Anwendungsfelder .}}}}}}}}}}}

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1. Materialzusammensetzung und Herstellungsprozess

6061 Aluminium-Legierungsstab mit großem Durchmesser ist eine vielseitige, hitzebehandelbare Aluminium-Magnesium-Silicon-Legierung, die eine hervorragende Festigkeit, eine gute Korrosionsbeständigkeit, überlegene Schweißbarkeit und die Bearbeitbarkeit in einer Vielzahl von Durchmessern bietet. Damit ist es ideal für strukturelle, mechanische Teile, Transport- und allgemeine technische Anwendungen:

Primärlegierungselemente:

Magnesium (mg): 0.8-1.2% (verstärkt die Stärke)

Silizium (si): 0.4-0.8% (bildet Mg₂si Stärkungsphase mit Magnesium)

Kupfer (Cu): 0.15-0.40% (verbessert die Stärke, reduziert die Korrosionswiderstand leicht)

Chrom (Cr): 0.04-0.35% (hemmt die Rekristallisation, verbessert die Stresskorrosionsresistenz)

Grundmaterial:

Aluminium (AL): größer oder gleich 95,8% (Gleichgewicht)

Kontrollierte Verunreinigungen:

Eisen (Fe): weniger oder gleich 0,70% max

Zink (Zn): weniger als oder gleich 0,25% max

Mangan (MN): weniger oder gleich 0,15% max

Titan (Ti): weniger oder gleich 0,15% max

Andere Elemente: weniger oder gleich 0,05%, weniger als oder gleich 0,15%, insgesamt

Premium -Herstellungsprozess:

Schmelzenpräparation:

Hochpüren primäres Aluminium (99,7% Minimum)

Präzise Legierungselementzusätze mit ± 0,05% Toleranz

Erweiterte Filtration durch Keramikschaumfilter ({30-40 ppi)

SNIF -Entgasung (Wasserstoff <0,10 ml/100 g)

Getreideverfeinerung mit Al-Ti-B-Meisterlegierung

Halbkontinuieres Gussdirektor (Direct Chill (DC)

Homogenisierung:

550-580 Grad für 6-12 Stunden

Gleichmäßige Temperaturregelung: ± 5 Grad

Kontrollierte Kühlrate: 15-25 Grad /Stunde

Auflösung der groben Intermetallik, Eliminierung der Mikrosegregation

Heißes Arbeiten (Extrusion oder Schmieden):

Große Extrusionsdrucke: In der Lage, Stangen mit einem Durchmesser von bis zu 400 mm zu produzieren

Oder Schmieden: Pergot

Verformungstemperatur: 450-500 Grad

Gewährleistet eine angemessene Verformung und Getreideverfeinerung für eine optimale interne Qualität und den Kornfluss

Lösungswärmebehandlung:

520-550 Grad für 1-4 Stunden (Durchmesserabhängig)

Temperaturgleichmäßigkeit: ± 3 Grad

Schnelle Übertragung zum Quenchieren von Medium (<10 seconds)

Abschrecken:

Wasserlösch- oder Polymerlöschung

Kontrollierte Kühlrate für optimale Härte

Stressabbau (für T651/T6511 -Gemüter):

Kontrollierte Dehnung (1-3% plastische Verformung), um die Restspannung zu verringern

Künstliches Altern (T6 Temperament):

160-180 Grad für 8-18 Stunden

Temperaturgleichmäßigkeit: ± 3 Grad

Alle Produktionsphasen unterliegen strengen Qualitätskontroll- und Rückverfolgbarkeitsmanagement .

2. Mechanische Eigenschaften von 6061 Aluminiumstangen mit großem Durchmesser

Eigentum	O (geglüht)	T4	T6	T651/T6511	Testmethode
Ultimative Zugfestigkeit	110-145 MPA	180-220 MPA	290-320 MPA	290-320 MPA	ASTM E8
Ertragsfestigkeit (0,2%)	40-60 MPA	90-120 MPA	240-270 MPA	240-270 MPA	ASTM E8
Dehnung (2 Zoll)	16-25%	14-20%	8-15%	8-15%	ASTM E8
Härte (Brinell)	30-40 Hb	60-75 Hb	95-105 Hb	95-105 Hb	ASTM E10
Ermüdungsstärke (5 × 10 ° ⁸ -Zyklen)	70-90 MPA	90-110 MPA	95-110 MPA	95-110 MPA	ASTM E466
Scherfestigkeit	70-90 MPA	110-130 MPA	190-210 MPA	190-210 MPA	ASTM B769
Elastizitätsmodul	68,9 GPA	68,9 GPA	68,9 GPA	68,9 GPA	ASTM E111

Immobilienverteilung:

Axial vs . radiale Eigenschaften:<5% variation in strength properties

Interne Eigenschaftsschwankungen über Stäbe mit großem Durchmesser: Typischerweise weniger als 7% für T6/T651 -Gemüter

Variation von Kern -zur Oberflächenhärte:<5 HB

Restspannung: Niedrige Spannungsniveaus in T651/T6511 -Gemüter, Reduzierung der Bearbeitungsverzerrung

3. mikrostrukturelle Eigenschaften

Wichtige mikrostrukturelle Merkmale:

Getreidestruktur:

Längliche Körner mit einigen umkristallisierten Körnern nach heißem Arbeiten

ASTM Korngröße 4-7 (90-32 μm)

Sorgt für eine gleichmäßige Kornstruktur und -verfeinerung innerhalb von Stäben mit großem Durchmesser durch strenge Prozesskontrolle

Niederschlagsverteilung:

MG₂SI -Stärkungsphase: Fein und gleichmäßig dispergiert, was die primäre Verstärkung sorgt

Alfesi -Intermetallics: kontrollierte Größe und Verteilung

CR₂SI oder Al₁₂mg₂cr Dispersoids: Hemdt das Kornwachstum, verbessert Stresskorrosionsresistenz

Texturentwicklung:

Fasertextur, die durch Extrusion/Schmieden eingeführt wird

Die Texturstärke hat geringfügige Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften. Getreideverfeinerung und Ausfälligkeitsverhärtung dominieren

Besondere Merkmale:

Einheitliche Verteilung von Niederschlägen bei Korngrenzen

Übersättigte feste Lösung nach Lösungsbehandlung

Bildung von Niederschlagsphasen nach der alternden Behandlung

4. Dimensionale Spezifikationen und Toleranzen

Parameter	Standardbereich	Präzisionstoleranz	Kommerzielle Toleranz	Testmethode
Durchmesser	100-600 mm	± 0,5 mm bis zu 200 mm	± 1,0 mm bis zu 200 mm	Mikrometer/Bremssattel
		± 0,25% über 200 mm	± 0,5% über 200 mm
Ovalität	N/A	50% der Durchmessertoleranz	75% der Durchmessertoleranz	Mikrometer/Bremssattel
Länge	1000-7000 mm	± 5 mm	± 10 mm	Bandmaß
Geradheit	N/A	0,8 mm/m	1,5 mm/m	Linealge/Laser
Oberflächenrauheit	N/A	3,2 μm Ra max	6,3 μm Ra max	Profilometer
Endquadrate schneiden	N/A	0,5 Grad max	1,0 Grad max	Winkelmesser

Standard verfügbare Formulare:

Rundstab großer Durchmesser: Durchmesser 100 mm bis 600 mm

Benutzerdefinierte geschnittene zu langen Service verfügbar

Spezielle Toleranzen und Oberflächen -Oberflächen (e {. g ., geschält, Boden, Präzision gedreht) auf Anfrage verfügbar

Erhältlich in As-Skening und Aged oder in T651) Temperien mit Strudel-Aged-Alter (T651)

5. Temperaturbezeichnungen und Wärmebehandlungsoptionen

Temperaturcode	Prozessbeschreibung	Optimale Anwendungen	Schlüsselmerkmale
O	Voll geglüht, weich	Anwendungen, die maximale Formulierbarkeit erfordern	Niedrigste Stärke, maximale Duktilität
T4	Lösungswärme behandelt und natürlich gealtert	Gute Formbarkeit mit mäßigen Festigkeitsanforderungen	Mäßige Stärke, gute Formbarkeitsfähigkeit
T6	Lösungswärme behandelt und künstlich gealtert	Hochfeste, strukturelle Anwendungen	Maximale Stärke und Härte
T651	T 6 + Spannung, die durch Dehnen erleichtert werden	Kritische strukturelle Komponenten, geringe Restspannung	Ausgezeichnete dimensionale Stabilität, Verzerrung mit geringer Bearbeitung
T6511	T 6 + Leichte Stretch + Glättung	Geringe Restspannung für unregelmäßige Formen	Ähnlich wie T651, aber für unregelmäßige Querschnitte

Anleitung zur Temperaturauswahl:

O: Für komplexe Kaltformingoperationen

T4: Für Anwendungen, die nachfolgende Bildung oder Schweißen erfordern, mit endgültiger Wärmebehandlung

T6: Für allgemeine strukturelle und mechanische Teile, die hohe Festigkeit erfordern

T651/T6511: Für Stangen mit großem Durchmesser, die minimale Bearbeitungsverzerrungen und hohe dimensionale Stabilität erfordern

6. Bearbeitungs- und Herstellungseigenschaften

Betrieb	Werkzeugmaterial	Empfohlene Parameter	Kommentare
Drehen	Carbid, Diamant	Vc =250-600 m/min, f =0.1-0.5 mm/rev	Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ergibt eine hervorragende Oberflächenfinish
Bohren	Carbid, Zinnbeschichtet	Vc =80-200 m/min, f =0.15-0.40 mm/rev	Durch die Kühlmittel empfohlene Übungen, gut für tiefe Löcher
Mahlen	Hartmetall, HSS	Vc =200-800 m/min, fz =0.1-0.25 mm	Hochpositive Rechenwinkelwerkzeuge, große geschnittene Tiefe, hohe Futtermittel
Tippen	HSS-E-PM, TICN beschichtet	Vc =20-40 m/min	Gute Fadenqualität, einfach zu tippen
Reihenfolge	Hartmetall, HSS	Vc =80-150 m/min, f =0.2-0.6 mm/rev	H7/H8 -Toleranz erreichbar
Sägen	Carbid-Spitzenklinge	Vc =1000-3000 m/min	Effizientes Schneiden, glatte Schnittkanten

Herstellung Guidance:

Bewertung der Bearbeitbarkeit: 80% (1100 Aluminium=100%), verbesserte Bearbeitbarkeit des T6 -Temperaments

Chip -Formation: Bilden Sie leicht kurze, zusammengerollte Chips und erleichtern die Chip -Evakuierung

Kühlmittel: wasserlösliche Schneidflüssigkeit (5-10% Konzentration)

Werkzeugkleidung: Niedrig und führt zu langem Werkzeugleben

Schweißbarkeit: Ausgezeichnet mit TIG und MIG -Schweißen, minimaler Festigkeitsverlust nach dem Schweißen

Wärmebehandlung: Kann gelöscht und gealtert werden, um die Festigkeit zu verbessern

Anodisierend: leicht für ästhetische und korrosionsresistente Oberflächen anodiert

Löschen und Löten: möglich

Restspannung: T651/T6511 -Gemüter reduzieren die Restspannung signifikant und minimieren Sie die Bearbeitungsverzerrung

7. Korrosionswiderstands- und Schutzsysteme

Umwelttyp	Widerstandsbewertung	Schutzmethode	Erwartete Leistung
Industrielle Atmosphäre	Sehr gut	Saubere Oberfläche, optionale Anodisierung	15-20+ Jahre
Meeresatmosphäre	Gut	Anodisierung + Versiegelung oder Malerei	5-10+ Jahre mit Wartung
Meerwasser -Eintauchen	Gerecht	Kathodischer Schutz oder Malerei	Abhängig von der Beschichtungsqualität
Hohe Luftfeuchtigkeit	Sehr gut	Saubere Oberfläche, optionale Anodisierung	10-15+ Jahre
Stresskorrosion	Sehr gut	Hervorragende Leistung bei T6 Temperatur	Geringe Anfälligkeit
Peeling	Sehr gut	Standardschutz	Guter Widerstand
Galvanische Korrosion	Gut	Richtige Isolation	Sorgfältiges Design mit unterschiedlichen Metallen

Oberflächenschutzoptionen:

Anodisierung:

Typ II (Schwefel): 10-25 μm Dicke für dekorative und allgemeine Schutz

Typ III (hart): 25-75 μm Dicke, für Verschleißfestigkeit und höherer Schutz

Färben und Versiegelung: Verbessert die Ästhetik und Korrosionsbeständigkeit

Umbaubeschichtungen:

Chromat-Umwandlungsbeschichtungen (mil-dtl -5541): Ausgezeichneter Adhäsion und Korrosionsschutz

Chromfreie Alternativen: umweltbedingt konform

Malsysteme:

Epoxy Primer + Polyurethan Topcoat: Für harte Umgebungen

Pulverbeschichtung: hohe Haltbarkeit und Ästhetik

Andere:

Elektroplatation, Vakuumbeschichtung usw. .

8. physikalische Eigenschaften für das Engineering -Design

Eigentum	Wert	Entwurfsprüfung
Dichte	2,70 g/cm³	Gewichtsberechnung und strukturelle Optimierung
Schmelzbereich	582-652 Grad	Wärmebehandlung und Schweißfenster
Wärmeleitfähigkeit	167 W/m·K	Wärmeabteilung und Übertragungsdesign
Elektrische Leitfähigkeit	40-43% iACs	Elektrische Leitfähigkeit in elektrischen Anwendungen
Spezifische Wärme	897 J/kg · k	Wärmemassen- und Wärmekapazitätsberechnungen
Wärmeausdehnung (CTE)	23.6 ×10⁻⁶/K	Dimensionale Änderungen aufgrund von Temperaturschwankungen
Young's Modul	68,9 GPA	Ablenkung und Steifigkeitsberechnungen
Poissons Verhältnis	0.33	Strukturanalyseparameter
Dämpfungskapazität	Mittelgroß	Vibration und Rauschkontrolle

Konstruktionsüberlegungen:

Betriebstemperaturbereich: -80 Grad bis +150 Grad

Hochtemperaturleistung: Die Stärke beginnt über 100 Grad abzunehmen

Kryogene Leistung: geringfügiger Anstieg der Festigkeit bei niedrigen Temperaturen, kein spröder Übergang

Magnetische Eigenschaften: Nichtmagnetisch

Recyclabilität: 100% recycelbar mit hohem Schrottwert

Formbarkeit: Gut im T4 -Temperament, begrenzt in T6 Temperament

Dimensionsstabilität: Hervorragend in T651/T6511 -Tempo, geeignet für die Präzisionsbearbeitung geeignet

Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis: vorteilhaft in strukturellen Anwendungen

9. Qualitätssicherung und Tests

Standard -Testverfahren:

Chemische Zusammensetzung:

Optische Emissionsspektroskopie

Röntgenfluoreszenzanalyse

Überprüfung aller wichtigen Elemente und Verunreinigungsinhalte

Mechanische Tests:

Zugprüfung (Längsschnitt und Querquer)

Härteprüfung (Brinell, mehrere Standorte)

Ermüdungstest (nach Bedarf)

Zerstörungsfreie Tests:

Ultraschallinspektion (100% Volumetrie, gemäß ASTM B594/E2375)

Wirbelstromtests (Oberflächen- und nahezu Oberflächenfehler)

Penetrantinspektion (Oberflächenfehler)

Mikrostrukturanalyse:

Korngrößenbestimmung

Niederschlags- und intermetallische Bewertung

Überprüfung des Getreideflussmusters (für geschmiedete Balken)

Dimensionale Inspektion:

CMM -Überprüfung (Koordinatenmessmaschine)

Durchmesser, Länge, Geradheit, Ovalität usw. .

Standardzertifizierungen:

Materialtestbericht (en 10204 3.1 oder 3.2)

Chemische Analysezertifizierung

Mechanische Eigenschaften Zertifizierung

Wärmebehandungszertifizierung

Zerstörerische Testzertifizierung

Übereinstimmung mit ASTM B221 (für extrudierte Balken), ASTM B211 (für gerollte/kaltfeindliche Balken) oder ASTM B247 (für geschmiedete Balken), sobald zutreffend

10. Anwendungen und Entwurfsüberlegungen

Primäranwendungen:

Strukturkomponenten:

Architekturrahmen und Unterstützungen

Brückenkomponenten

LKW- und Meeresstrukturen

Automatisierungsmaschinenbasen

Mechanische Teile:

Ventilkörper, Pumpenkörper

Antriebswellen, Zahnräder

Bolzen, Muttern, Befestigungselemente

Jigs und Armaturen

Transportbranche:

Automobilteile (Chassis, Suspension)

Eisenbahnautokomponenten

Fahrradrahmen

Yacht- und Bootskomponenten

Elektronik und Präzisionsgeräte:

Halbleiterausrüstungsteile

Elektronische Komponentengehäuse

Komponenten für medizinische Geräte

Optische Ausrüstungshalterungen

Erholung und Konsumgüter:

Fischrollen

Sportartikel

Fotografische Ausrüstung

Designvorteile:

Gute Gesamtleistung: hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, leicht zu maschinell, schweißbar

Gutes Verhältnis von Stärke zu Gewicht bei T6 Temperatur

Signifikante Festigkeitsverbesserung nach dem Löschen und Altern

Verzerrung mit geringer Bearbeitungsverzerrung in T651/T6511 -Gemütern

Einfach zu enodisieren und aufzutragen verschiedene Oberflächenbehandlungen

Ausgezeichnete Schweißeigenschaften

Sehr vielseitig für verschiedene Branchen

Nichtmagnetisch für bestimmte Anwendungen

Gute Recyclingbarkeit

Entwurfsbeschränkungen:

Niedrigere Stärke im Vergleich zu 7xxx -Serienlegierungen

Korrosionsresistenz in einigen Meeresumgebungen ist nicht so gut wie 5xxx -Serienlegierungen

Nicht für Anwendungen geeignet

Begrenzte Leistung mit hoher Temperaturstärke (über 150 Grad)

Die Fähigkeit zur kalten Form ist nicht so gut wie Legierungen wie 5052

Die Stärke im geschweißten Bereich kann leicht abnehmen

Wirtschaftliche Überlegungen:

Hervorragende Leistung zu angemessenen Kosten, was es für viele Anwendungen ideal macht

Breite Lieferkette und Produktionskapazität

Relativ niedrige Bearbeitungskosten

Eine gute Recyclingbarkeit senkt die Schrottkosten

Nachhaltigkeit Aspekte:

100% recycelbare, hohe Ressourcenauslastung

Niedrigerer Energieverbrauch in der Produktion im Vergleich zu Stahl

Relativ geringe Umweltauswirkungen während des gesamten Lebenszyklus

Lange Lebensdauer verringert die Ersatzfrequenz

Entspricht ROHS und erreicht Standards, frei von schädlichen Substanzen

Materialauswahlanleitung:

Wählen Sie 6061, wenn eine allgemeine Legierung mit hoher Festigkeit, guter Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist

Wählen Sie 5052, wenn maximale Formbarkeit erforderlich ist und die Stärke weniger kritisch ist

Betrachten Sie 2xxx- oder 7xxx -Serienlegierungen, wenn eine höhere Festigkeit von größter Bedeutung ist und Schweißbarkeit kein Hauptanliegen ist

T6 Temperatur ist für die meisten strukturellen und mechanischen Teile geeignet

T651/T6511 -Gemüter sind für Teile geeignet, die Präzisionsbearbeitung und niedrige Restspannung erfordern

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