6061 Aluminiumlegierungsring mit großem Durchmesser

1. Materialübersicht und Herstellungsprozess

Der 6061 Aluminium-Schmiedensring mit großem Durchmesser ist eine vielseitige, hitzebehandelbare Aluminium-Magnesium-Silicon-Legierung (Al-Mg-Si-Serie), die für seine hervorragende Allround-Leistung weit verbreitet ist. Es bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Kraft und Zähigkeit, gepaart mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit, hervorragender Schweißbarkeit und guter Bearbeitbarkeit. Dickwandige, geschmiedete Ringe mit großem Durchmesser nutzen die Vorteile des Schmiedeprozesses, was zu einer dichten internen Struktur, raffinierten Körnern und einem optimierten Kornfluss entlang des Ringsumfangs führt und in verschiedenen industriellen Anwendungen eine hervorragende Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer gewährleistet. Obwohl die Stärke von 6061 nicht mit 7xxx- oder 2xxx -Serienlegierungen vergleichbar ist, machen seine ausgewogenen Eigenschaften es zu einer idealen Wahl für große strukturelle Komponenten, bei denen Kosten, Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit wichtige Überlegungen sind.

Primärlegierungselemente:

Magnesium (mg): 0. 8-1. 2% (verstärkt mit Silizium, verbessert die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit)

Silizium (si): 0. 4-0. 8% (verstärkt mit Magnesium, verbessert die altershärtende Reaktion)

Kupfer (cu): 0. 15-0. 40% (Erhöht die Stärke)

Chrom (Cr): 0. 04-0. 35% (hemmt die Rekristallisation, verbessert die Zähigkeit)

Grundmaterial:

Aluminium (Al): Gleichgewicht

Kontrollierte Verunreinigungen:

Eisen (Fe): 0. 7% max

Mangan (Mn): 0. 15% max

Zink (Zn): 0. 25% max

Titan (ti): 0. 15% max

Andere Elemente: {{0}}. 05% max, jeweils 0,15% max.

Premium-Schmiedenprozess (für dickwandige Ringe mit großem Durchmesser): Erzeugung von 6061 Dickwand-Aluminium-Legierung mit großem Durchmesser von großem Durchmesser erfordert eine präzise Kontrolle über Schmelzen-, Schmelzen-, Schmelzen- und Wärmebehandlungsprozesse, um sicherzustellen, dass das Material die gewünschten umfassenden Eigenschaften erreicht, insbesondere die Gleichmäßigkeit in dicken Abschnitten:

Vorbereitung des Schmelzens und Barrens:

Standardkonforme primäre Aluminium- und Legierungselemente werden ausgewählt.

Fortgeschrittene Schmelz-, Raffinierungs- und Entgasungstechnologien werden verwendet, um eine gute Sauberkeit der Schmelze zu gewährleisten und nicht-metallische Einschlüsse und Gasgehalt zu minimieren.

Large Direktgussgusssysteme (DC) -Systeme werden verwendet, um Beilage mit gleichmäßiger Mikrostruktur und ohne signifikante Segregation zu erzeugen.

Ingot -Homogenisierungsbehandlung:

Die Ingots unterliegen einer genau kontrollierten Homogenisierung (typischerweise bei 550-580 Grad für mehrere Stunden), um die Makrosegregation zu beseitigen, grobe Sekundärphasen aufzulösen und die Duktilität des Ingots zu verbessern, es für die nachfolgende Hochdehnung vorzubereiten.

Billet -Vorbereitung und -inspektion:

Ingot -Oberflächenkonditionierung (Skalierung oder Mahlen), um alle Oberflächenfehler zu entfernen.

Eine 100% ige Ultraschallinspektion wird durchgeführt, um sicherzustellen, dass der Ingot frei von internen Defekten (z. B. Risse, Porosität, großen Einschlüssen) ist, die die endgültige Leistung beeinträchtigen könnten und die in der Regel zu den Standards der Industrie zu erfüllen.

Vorheizen: Der Billet ist gleichmäßig auf den genauen Schmiedentemperaturbereich (typischerweise 400-500 Grad) erhitzt, um eine optimale Duktilität zu gewährleisten und gleichzeitig das Schmelzen von Beginn zu vermeiden.

Schmiedenssequenz (dickwandige Ringgegut mit großem Durchmesser):

Anwendung großer Geräte: Große hydraulische Pressen und Ring-Rollmaschinen sind erforderlich, um eine ausreichende Verformungskraft auf schwere Knüppel anzuwenden, um sicherzustellen, dass der Kern der dickwandigen Ringe auch eine vollständige plastische Verformung und die Verfeinerung von Getreide durchläuft.

Störend und vorab: Bei großen hydraulischen Pressen werden große Pergots multidirektional, mehrere Stör- und Zeichnungsvorgänge durchgeführt, um AS-Cast-Körner abzubauen, die innere Porosität zu beseitigen und geeignete Vorformformen zu bilden.

Piercing: Bei der Presse wird eine vorläufige Ringstruktur durch Piercing mit Stanz- oder Dorns gebildet. Dieser Prozess verdichtet das Material weiter und verfeinert die Mikrostruktur.

Ringrollbildung: Dieser kritische Ring -Rolling -Prozess wird an großen vertikalen Ring -Roll -Maschinen durchgeführt. Die kontinuierliche radiale und axiale Kompression wird durch eine Hauptrolle und eine Dornrolle auf den Ring vorformiert, wodurch der Ringdurchmesser kontinuierlich erhöht wird und gleichzeitig die Wandstärke und -höhe verringert. Das Ringrollen erzielt eine signifikante plastische Verformung, die den Kornfluss entlang des Ringsumfangs stark ausrichtet und eine hervorragende Umfangsfestigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsleistung gewährleistet. Für dickwandige Teile muss ein gleichmäßiger Kornstrom während der gesamten Wandstärke sichergestellt werden.

Mindestreduktionsverhältnis: In der Regel benötigt mindestens 3: 1 oder höher, um die vollständige Beseitigung der AS-Kaste-Struktur und -bildung des optimierten Kornflusses und der dichten Mikrostruktur zu gewährleisten.

Wärmebehandlung:

Lösungswärmebehandlung: Das Schmieden wird auf eine genaue Lösungstemperatur von ungefähr 530-545 -Grade erhitzt und für ausreichende Zeit gehalten, um die Aluminiummatrix vollständig aufzulösen, wodurch eine gleichmäßige feste Lösung bildet.

Abschrecken: Schnelle Kühlung von der Lösungstemperatur (typischerweise Wasserlöschungen, Gewährleistung der Wassertemperatur und Kühlrate erfüllen dickwandige Teilanforderungen), um die übersättigte feste Lösung zu erhalten. Bei dickwandigen Teilen ist die Uniformität der Quench für die endgültigen Eigenschaften von entscheidender Bedeutung.

Alterungsbehandlung (T6 Temperatur): Standard -künstliche Alterungsbehandlung (typischerweise bei 160-180 Grad für 8-18 Stunden). Diese Behandlung verursacht die Ausfällung von Stärkung von Phasen wie Mg₂si und einigen Al₂cu, wodurch maximale Festigkeit und Härte erreicht werden.

Reststressabbau (T651/T652 -Gemüter): Bei dickwandigen Ringen mit großem Durchmesser wird häufig nach dem Löschen von Spannungsabbau (T651) oder Kompression (T652) Spannungsabbau durchgeführt, um die Restspannung signifikant zu reduzieren, die Bearbeitungsverzerrung zu minimieren und die dimensionale Stabilität zu verbessern.

Finishing & Inspektion:

Entgraben, Glätten, dimensionale Inspektion, Oberflächenqualitätsprüfungen.

Schließlich werden umfassende, zerstörerte Tests (z. B. Ultraschall, Penetrant) und Mikrostrukturanalyse durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Produkt den Branchenstandards und den Kundenanforderungen entspricht.

Die mechanischen Eigenschaften von 6061 Dickwand-Aluminium-Legierung mit großem Durchmesser hängen von der spezifischen Dicke, dem Wärmebehandlungstemperatur und der Optimierung des Schmiedenprozesses ab. T6 und T651/T652 sind die am häufigsten verwendeten Gemüter für 6061.

Immobilienverteilung und Anisotropie:

6061 geschmiedete Ringe durch den Ringrolling -Prozess haben den Kornfluss entlang des Ringsumfangs stark ausgerichtet. Daher sind die umfangreichen (tangentialen) Eigenschaften typischerweise optimal. Die radialen und axialen Eigenschaften sind relativ niedriger, aber für die meisten strukturellen Komponentenbedürfnisse immer noch ausreichend.

Dickeffekt: Für 6061 hält dickwandige Schmiedelemente mit großem Durchmesser auch eine gute Einheitlichkeit von Eigenschaften von Kern zu Oberfläche, dank seiner ausgezeichneten Härtbarkeit.

Restspannung: T651/T652 -Gemüter durch Dehnungs- oder Kompressionsbeanspruchung, reduzieren Sie die Restreste erheblich, minimieren Sie die Bearbeitungsverzerrung und verbessern die dimensionale Stabilität.

Die Mikrostruktur von 6061 Dickwand-Aluminium-Legierringen mit großem Durchmesser ist die Grundlage für ihre gute Gesamtleistung.

Wichtige mikrostrukturelle Merkmale:

Getreidestruktur und Getreidefluss:

Der Schmiedeprozess bricht grobe As-Cast-Körner ab und bildet feine, einheitlich rekristallisierte Körner und längliche nicht rekonkristallisierte Körner, die entlang der Schmiederichtung ausgerichtet sind.

Getreidefluss: Während des Ringrollens sind die Körner intensiv verlängert und bilden eine kontinuierliche faserige Struktur entlang des Ringsumfangs. Dieser Getreidefluss entspricht stark der Hauptspannungsrichtung des Rings und verbessert die Umfangsfestigkeit, die Lebensdauer und die Zähigkeit erheblich. Bei dickwandigen Ringen ist der Kornfluss im gesamten Abschnitt gleichmäßig verteilt.

Dispersoids: Fein dispersoids, die durch Chrom (CR) gebildet werden, hemmen die Rekristallisation und das Kornwachstum wirksam, um eine feinkörnige Mikrostruktur zu gewährleisten.

Hochdichte und Defekt -Eliminierung:

Der immense Druck, der während des Schmiedensprozesses ausgeübt wird, schließt die internen Defekte wie Porosität, Schrumpfhöhlen und Gasentaschen vollständig ab, die während des Gießens auftreten können und die Dichte und Zuverlässigkeit des Materials erheblich verbessern.

Baut sich effektiv aus und verteilt einheitlich geringe Mengen an primären intermetallischen Verbindungen und Verunreinigungen (z. B. Fe, Si -Phasen), wodurch ihre schädlichen Wirkungen verringert werden.

Verteilung der Verstärkungsphase (Niederschlag):

Die T6 -Alterungsbehandlung verursacht den Ausfall der primären Stärkungsphase mg₂SI zusammen mit einigen Al₂cu -Niederschlägen. Diese Niederschläge sind gleichmäßig innerhalb der Körner verteilt und sorgen für eine Stärkung.

Ausfälle an Korngrenzen sind normalerweise fein und führen nicht leicht zu schwerer intergranulärer Korrosion.

Metallurgische Sauberkeit:

Standard-Schmelz- und Gusstechnologien gewährleisten einen geringen nicht-metallischen Einschlussgehalt und erfüllen die Sauberkeitsanforderungen für allgemeine technische Anwendungen.

Der Größenbereich von 6061 Dickwand-Aluminium-Legierungsringen mit großem Durchmesser ist breit und kann nach technischen Anforderungen benutzerdefiniert werden.

Anpassungsfähigkeit:

Mitte geschmiedete Ringe mit verschiedenen Größen, Formen und Toleranzanforderungen können nach detaillierten Kundenzeichnungen und technischen Spezifikationen erstellt werden.

In der Regel unter rauen bearbeiteten oder halbfinischen Bedingungen angeboten, um die nachfolgende Kundenbearbeitung zu erleichtern.

6061 Legierung erreicht hauptsächlich seine mechanischen Eigenschaften durch Wärmebehandlung.

Anleitung zur Temperaturauswahl:

T6 Temperament: Das am häufigsten verwendete Temperament für 6061 dickwandige, geschmiedete Ringe mit großem Durchmesser, das die beste Kombination aus Festigkeit und Härte bietet.

T651/T652 Temperien: Für Anwendungen, die eine präzise Bearbeitung oder strenge dimensionale Stabilität erfordern, werden T651- oder T652 -Gemüter empfohlen, um die Quenching -Restspannung effektiv zu beseitigen.

6061 Dickwandte mit großem Durchmesser mit Aluminium-Legierung, geschmiedete Ringe, haben im Allgemeinen eine gute Bearbeitbarkeit, aber ihre große und dickwandige Natur erfordern immer noch Berücksichtigung.

Herstellung Guidance:

Verarbeitbarkeit: 6061 hat eine gute Bearbeitbarkeit und ermöglicht die Verwendung von Standardwerkzeugen und Parametern der Aluminiumlegierung. Achten Sie auf das Chip -Management, um Verstrickung zu vermeiden.

Schweißbarkeit: 6061 ist eine der wenigen Aluminiumlegierungen mit höherer Strecke, die herkömmlicherweise verschweißt werden können. Während die Festigkeit nach dem Schweißen abnehmen kann, kann sie optimiert werden, indem geeignete Fülldraht- und Schweißverfahren ausgewählt werden.

Reststress: Quenched 6061 Forgings haben Reststress; T651/T652 -Behandlungen reduzieren dies effektiv. Während der Bearbeitung sollten Strategien wie symmetrische Bearbeitung und mehrköpfige flache Schnitte eingesetzt werden, um die Verzerrung zu minimieren.

Oberflächenbehandlung:

Anodisierung: Typ II (Schwefel) oder Typ III (hart) Anodierung liefert Verschleißresistenz, Korrosionsbeständigkeit und ästhetische Attraktivität.

Umwandlungsbeschichtungen: Chromat oder chromfreie Umwandlungsbeschichtungen dienen als Primer für Farbe.

Beschichtungen: Beantragt für bestimmte Schutzanforderungen.

6061 Legierung ist bekannt für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in atmosphärischen und marinen Umgebungen.

Korrosionsschutzstrategien:

Legierung und Temperaturauswahl: 6061- t6 Temperatur selbst liefert eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegen SCC- und Peeling -Korrosion.

Oberflächenbehandlung:

Anodisierung: Die häufigste Schutzmethode, die einen dichten Oxidfilm bildet, der Korrosion und Verschleißfestigkeit verbessert.

Chemische Umwandlungsbeschichtungen: Servieren Sie als gute Primer für Farben oder Klebstoffe.

Beschichtungssysteme: Hochleistungsbeschichtungen können in besonders harten Umgebungen aufgetragen werden.

Galvanisches Korrosionsmanagement: Bei Kontakt mit inkompatiblen Metallen müssen Isolationsmaßnahmen wie Beschichtungen oder Dichtungen eingesetzt werden.

Die physikalischen Eigenschaften von 6061 Dickwand-Aluminium-Schmiedelnen mit großem Durchmesser sind entscheidend für das Design großer Strukturen.

Konstruktionsüberlegungen:

Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis: 6061 bietet ein gutes Verhältnis von Stärke zu Gewicht, das für Strukturen geeignet ist, die leichte, aber nicht bis zu einem extremen Grad erfordern.

Leichtigkeit der Herstellung: Gute Maschinierbarkeit und Schweißbarkeit verringern die Komplexität und Kosten für die Herstellung.

Korrosionsbeständigkeit: Eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit macht es für verschiedene Außen- und ätzende Umgebungen geeignet.

Kosteneffizienz: 6061 ist kostengünstiger im Vergleich zu Legierungen mit höherer Stärke.

Betriebstemperatur: Wie bei allen Aluminiumlegierungen ist 6061 keine hochtemperaturbeständige; Die empfohlene Betriebstemperatur liegt unter 150 Grad.

Qualitätskontrolle für 6061 Dickwand-Aluminium-Schmiedenringe mit großem Durchmesser ist ein entscheidender Aspekt, der ihre Leistung und Zuverlässigkeit sicherstellt.

Standard -Testverfahren:

Rohstoffzertifizierung: Chemische Zusammensetzungsanalyse, um die Einhaltung von AMS, ASTM usw. und Rückverfolgbarkeit sicherzustellen.

Schmelz- und Schmelzenprozesskontrolle: Überwachungstemperatur, Verformungsmenge, um eine gleichmäßige und dichte interne Struktur zu gewährleisten.

Überwachung des Wärmebehandlungsprozesses: Ofentemperatur Gleichmäßigkeit, Lösungslöschung, Alterungskurve usw.

Analyse der chemischen Zusammensetzung: Überprüfung von Legierungselementen und Verunreinigungsinhalten.

Mechanische Eigenschaftstests:

Zugprüfung: Proben, die in radialen, tangentialen/umfangreichen und axialen Richtungen entnommen wurden, um UTs, ys, el.

Härteprüfung: Mehrpunktmessungen zur Beurteilung der Gleichmäßigkeit.

Impact -Test: Falls erforderlich.

Zerstörungsfreie Tests (NDT):

Ultraschalltests: Volumetrische Inspektion des gesamten Rings, um interne Defekte zu erkennen.

Durchdringungsprüfung: Erkennt Oberflächenverstärkerfehler.

Wirbelstrahlungstests: Erkennt Oberflächen- und nahezu Oberflächenfehler.

Mikrostrukturanalyse: Metallographische Untersuchung zur Bewertung der Korngröße, des Kornflusses, des Umkristallisationsgrades, der Niederschlagsverteilung, Defekttypen usw.

Dimensions- und Oberflächenqualitätsprüfung: Präzise Messungen mit CMM, Profilometer usw.

Standards und Zertifizierungen:

Entspricht ASTM B247 (Aluminiumlegierung), AMS 4117 (6061- T6 Forging), ISO, EN, GB/T und anderen Branchenstandards.

Zertifizierungen des Qualitätsmanagementsystems: ISO 9001.

EN 10204 Typ 3.1 Materialtestberichte können bereitgestellt werden.

6061 Dickwandte mit Aluminium geschmiedeten Ringen mit großem Durchmesser werden in verschiedenen Industriesektoren aufgrund ihrer hervorragenden Gesamtleistung und Kosteneffizienz häufig eingesetzt.

Primäre Anwendungsbereiche:

Luft- und Raumfahrthilfsstrukturen: Nicht kritische Flugzeuge strukturelle Komponenten, periphere Motorausrüstungsringe, Luft- und Raumfahrt-Bodenunterstützungsgeräte.

Marine- und Offshore -Ingenieurwesen: Große Schiffsdeck-Geräte, nicht laden tragende Strukturen für Offshore-Plattformen, Meeresventilkörper, Rohrflansche usw., die von ihrer Meerwasserkorrosionsbeständigkeit profitieren.

Allgemeine Maschinen und Ausrüstung: Große Pumpenkörper, Kompressorhüllen, Motorhalterungen, Flansche, Stecker, tragende Rahmen usw.

Eisenbahntransit: Zugkörperanschlusskomponenten, nicht kritische Drehgestellteile, Schienenausrüstung.

Automobilindustrie: Große Komponenten, LKW -Räder, Fahrgestellteile usw. zur Gewichtsreduzierung.

Bau- und Bauingenieurwesen: Große Fachwerkanschlüsse, dekorative Strukturen, Brückenkomponenten.

Designvorteile:

Gutes Verhältnis von Stärke zu Gewicht: Bietet für die meisten strukturellen Anwendungen eine ausreichende Stärke und erreicht gleichzeitig leichte Gewicht.

Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: Funktioniert in atmosphärischen und marinen Umgebungen, insbesondere in SCC, insbesondere unempfindlich.

Überlegene Schweißbarkeit und Verwirrbarkeit: Reduziert die Komplexität und Kosten für die Herstellung erheblich und erleichtert die nachfolgende Verarbeitung und Montage.

Hohe Zähigkeit: Gute Zähigkeit bei Raumtemperatur, nicht anfällig für spröde Frakturen.

Kosteneffizienz: Niedrigere Rohstoff- und Verarbeitungskosten im Vergleich zu Hochleistungslegierungen.

Dimensionsstabilität: T651/T652 Tempel steuern die Verzerrung der Bearbeitung effektiv.

Entwurfsbeschränkungen:

Kraftbeschränkungen: Seine Stärke ist nicht vergleichbar mit Ultra-hohen Legierungen wie 2xxx- oder 7xxx-Serien, sodass sie für kritische tragende Strukturen, die ultimative Stärke erfordern, ungeeignet sind.

Hochtemperaturleistung: Eine häufige Einschränkung für Aluminiumlegierungen; Langfristige Betriebstemperaturen sind auf unter 150 Grad begrenzt.

Ermüdungsstärke: Niedrigere Ermüdungsfestigkeit im Vergleich zu 7xxx -Serien, nicht für extreme zyklische Belastungsumgebungen geeignet.

Wirtschafts- und Nachhaltigkeitsüberlegungen:

Gesamtlebenszykluskosten: Niedrigere Anfangskosten und gute Wartungsleistung machen es in vielen Anwendungen sehr kostengünstig.

Materialnutzung: Der Schmiedenprozess verbessert die Materialnutzung.

Umweltfreundlichkeit: Aluminium ist ein sehr recycelbares Material, das sich an Prinzipien der nachhaltigen Entwicklung ausrichtet. Leichte Gewicht trägt auch zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei.

Beliebte label: 6061 Aluminium -Schmiedensring mit großem Durchmesser, China 6061 Aluminiumlegierung Hersteller von Aluminiumlegierungen, Lieferanten, Fabrik