Алюминиевые деформируемые сплавы Химсостав Механические свойства

[Точмаш 23]

 

[Точмаш 23]

Деформируемый алюминиевый сплав 6082

Химический состав Номинальный химический состав

Al-1Si-0,9Mg-0,7Mn

Химический состав по EN 573-3:2013

Таблица 1 – Химический состав алюминиевого сплава 6082

Обозначения сплава

• EN 573-3: EN AW-6082 и EN AW-Al Si1MgMn
• Teal Sheets (Алюминиевая Ассоциация):  6082
• Unified Numbering System (UNS): А96082
• ISO 209:2007: 6082
• DIN 1725-1 (отменен): AlMgS1 и 3.2315       

Металлургические характеристики

• Входит в серию 6ххх
• Деформируемый: методами прессования и прокатки
• Термически упрочняемый
• Главными легирующими элементами являются магний и кремний с марганцем в виде добавки
• Упрочняющим компонентом является интерметаллическое соединение Mg2Si.
• При номинальном химическом составе количество соединения Mg2Si после искусственного старения может достигать около 1,4 % с избыточным содержанием кремния 0,5 % [1]
• Соединения марганца противодействуют рекристаллизации и, тем самым, позволяют контролировать морфологию и размер зерна в ходе термических обработок.
• Типичными состояниями являются Т6 и Т4.
• Состояние Т6: закалка водой после нагрева под закалку при 540 ºС и искусственное старение при 175 ºС в течение 8 часов [1]
• Состояние Т4: естественное старение при 20 ºС в течение не менее 8 суток после нагрев под закалку как для состояния Т6 [1]
• Не имеет аналогов в ГОСТ 4784-97
• Место сплава 6082 среди других сплавов серии 6ххх см. на рисунке ниже

Важные свойства

• Среднепрочный алюминиевый сплав
• Высокая коррозионная стойкость
• Имеет самую высокую прочность среди сплавов серии 6ххх. Считается конструкционным сплавом.
• В листовой форме применяют для механической обработки
• Относительно новый сплав. Чаще применяется в Европе, чем в Северной Америке. За счет более высокой прочности часто применяется вместо сплава 6061.
• Добавки большого количества марганца обеспечивают контроль зеренной структуры, что, в свою очередь, позволяет достигать более высокой прочности.
• Труден для производства тонкостенных сложных прессованных профилей.
• Качество поверхности прессованных изделий ниже, чем для других сплавов серии 6ххх
• В состояниях Т6 и Т651 хорошо подвергается механической обработке резанием с образованием длинной плотной стружки [2]

Типичное применение

• В пассажирских автомобилях: боковые противоударные элементы рамы, рамы дверей, элементы каркаса кузова [1]
• Высоконагруженные детали и компоненты
• Мосты
• Краны
• Транспортные средства
• Балки и фермы
• Бадьи для добычи руды [2]
• Пивные бочки [2]
• Молочные бидоны [2]

Механические свойства Нормируемые механические свойства

Таблица 2 –
Требования к механическим свойствам
прессованных прутков, труб и профилей сплава 6082 в EN 755-2:2016

Типичные механические свойства

Таблица 3 – Типичные механические свойства сплава 6082 [1]

Физические свойства Плотность

2,70 г/см³

Интервал температуры плавления

585-650 °C [3]

Температурное расширение

24 мкм/(м·K)

Модуль упругости

70 ГПа

Теплопроводность

180 Вт/м·K

Технологические свойства Свариваемость

• Сплав 6082 обладает хорошей свариваемостью, но имеет снижение прочности в зоне сварки.
• При сваривании самого себя рекомендуется применять сварочную проволоку 4043 [2]
• При приваривании сплава 6082 к сплаву 7005 необходимо применять сплав 5356 [2]

Способность к пайке

Хорошо поддается пайке мягкими и твердыми припоями

Способность к холодной формовке

Хорошая

Способность к механической обработке резанием

Хорошая

Модификации

Отсутствуют

Источники:
1. Aluminium & Car: design, technology, innovation — Edimet Spa, 2005
2. Материалы компании Aalco Metals Ltd
3. Материалы компании Nedal Aluminium (Нидерланды)

https://aluminium-guide.com/spravochnik-splavov/

[Точмаш 23]

6063, алюминиевый сплав

 Химический состав Номинальный химический состав

Al-0,7Mg-0,4Si

Химический состав по EN 573-3

Таблица 1

Обозначения

• EN 573-3: EN AW-6063
• Стандарт США ANSI H35.1: 6063
• Teal Sheet (Алюминиевая Ассоциация):  6063
• Unified Numbering System (UNS): А96063
• ISO 209: 6063 (до 2007 года по ISO 209-1 – AlMg0,7Si)
• Япония: A6063
• DIN 1725-1 (отменен): отсутствует            

Металлургические характеристики

• Серия – 6ххх
• Деформируемый
• Термически упрочняемый
• Главные легирующие элементы – магний и кремний, без специальных добавок.
• Упрочняющая фаза – интерметаллическое соединение Mg2Si. При номинальном химическом составе и полном растворении легирующих элементов количество этого упрочняющего соединения составляет около 1 %, без избыточного содержания кремния.
• Любые другие химические элементы рассматриваются как примеси.
• Отсутствие корректирующих добавок может создавать трудности при контроля роста зерна после нагрева под закалку и закалке [2].
• Типичные состояния: Т5, Т6 и Т66.
• Место сплава 6063 среди других сплавов серии 6ххх см. на рисунке ниже.

Сплав-аналог АД31 Сплав АД31 по ГОСТ 4784-97:

Содержание  железа 0,5 % вместо 0,35 %

Сплав 6063 в ГОСТ 22233-2001

• Максимальное содержание магния 0,60 % вместо 0,9 %
• Минимальное содержание кремния 0,30 % вместо 0,20 %

Типичное применение

Прессованные алюминиевые профили:

• Ограждающие строительные конструкции, такие как окна, фасадные конструкции, входы в магазины, зимние сады.
• Трубы, поручни, спортивный инвентарь.
• Ирригационные трубы
• Кузова грузовых автомобилей и фургонов [1]

Механические свойства сплава 6063 Нормированные механические свойства по EN 755-2

Таблица 2 

Типичные механические свойства

Предел прочности при растяжении, временное сопротивление разрыву при растяжении – см. таблицу 3 [1].

Таблица 3

Предел текучести

См. таблицу 3.

Относительное удлинение

Удлинение пятикратного образца (А, δ5) – см. таблицу 3.

Твердость

Твердость по Бринеллю и Роквеллу – см. таблицу 3.

Коэффициент Пуассона

0,33.

Модуль упругости

Модуль упругости при растяжении – 68300 МПа.
Модуль упругости при сдвиге – 25800 МПа.
Модуль упругости при сжатии – 69700 МПа.

Физические свойства Плотность

2,69 г/см3 при 20 °С 

Температура плавления-кристаллизации

Температура ликвидус сплава 6063: 655 °С

Температура солидус сплава 6063: 615 °С

Коэффициент линейного термического расширения

Линейный: 23,4 мкм/(м·°С) в интервале от 20 до 100 °С.
Объемный: 67∙10-6 м3/(м3 ∙ °С)

Технологические характеристики Свариваемость

Хорошо сваривается дуговой сваркой в среде инертного газа, в частности, аргонно-дуговой сваркой, как неплавящимся электродом (GTAW-TIG), так и плавящимся электродом (GMWA-MIG). Обычный сварочный сплав – 4043.

Температура отжига

415 °С.

Температура закалки

520 °С.

Искусственное старение

175 °С в течение 8 часов.

Гибка

В состоянии Т4. 

Модификации Алюминиевый сплав 6063А

• 0,15-0,35 % Fe; 0,30-0,6 % Si; 0,6-0,9 % Mg
• Прочностные свойства немного выше, чем у сплава 6063 (на 15-25 МПа для состояния Т6) без снижения качества анодирования

Алюминиевый сплав 6463

• 0,15 % Fe; 0,20 % Cu
• Прочностные свойства чуть ниже, чем у сплава 6063
• Применяется для получения блестящей анодированной поверхности.

Источники:
1) Aluminum and Aluminum Alloys, ed. J. R. Devis
2) EN 573-3
3) EN 755-2

В Справочник деформируемых сплавов

См. также:
Сплав АД31 и его зарубежные аналоги
Алюминиевые профили из сплава АД31 (6063)
Алюминиевые сплавы 6060, 6063 и АД31

 

Алюминиевый сплав 6061

  Химический состав Номинальный химический состав

Al-1,0Mg-0,6Si-0,30Cu-0,20Сr

Химический состав по EN 573-2

Таблица 1 – Химический состав сплава 6061 по EN 573-3

Обозначения

• ГОСТ 4784-97: АД33
• EN 573-3: EN AW-6061 и EN AW-Al Mg0,7Si
• Международная регистрация (Teal Sheats) – Aluminum Association: 6061
• Unified Numbering System (UNS): А96061
• ISO 209: 2007:6061
• DIN 1725-1 (отменен): отсутствует 

Металлургические характеристики

• Деформируемый
• Термически упрочняемый
• Относится к сплавам с уровнем прочности от среднего до высокого.
• Повышение прочности достигает за счет термического упрочнения.
• Достигает прочности выше, чем у сплава 6005А.
• Хорошая коррозионная стойкость.
• Хорошо сваривается, но имеет пониженную прочность в зоне сварного шва.
• Имеет среднюю усталостную прочность.
• Хорошо поддается холодной формовке в состоянии Т4, но имеет ограниченную формуемость в состоянии Т6.
• Не подходит для прессованных профилей со сложным поперечным сечением.
• Полный аналог сплава АД33 по ГОСТ 4784-97
• Место сплава 6061 среди других сплавов серии 6ххх – см. рисунок ниже.

Типичное применение

• рамы велосипедов
• грузовые автомобили
• пассажирские вагоны
• спортивные снаряды
• конструкционные трубы
• конструкционные детали, которые требуют повышенную прочность, хорошую свариваемость и высокую коррозионная стойкость
• детали рамы, направляющих сидений, бамперы пассажирских автомобилей.   

Механические свойства Нормированные механические свойства (EN 755-2)

Таблица 2 – Требования к механическим свойствам алюминиевого сплава 6061 по EN 573-3

Типичные механические свойства Прочность  при растяжении

Таблица 3 – Типичные механические свойства сплава 6061 [1]

Предел текучести 0,2 %

См. таблицу 3.

Относительное удлинение

Удлинение А (δ5) – 5-кратный образец) – см. таблицу 3.

Твердость (500 кгс – 10 мм – 30 с)

• Состояние О: 30 НВ;
• Состояния Т4, Т451: 65 НВ;
• Состояния Т6, Т651: 95 НВ.  

Физические свойства Модуль упругости (модуль Юнга)

• при растяжении – 68900 МПа
• при сжатии – 69700 МПа.

Плотность

2,70 г/см3 при 20 °С 

Термические свойства Интервал температуры плавления

575 – 650 °С

Коэффициент термического расширения

Линейный: 23,6 мкм/(м·°С) в интервале от 20 до 100 °С.

Технологические свойства Свариваемость

Хорошо сваривается дуговой сваркой в среде инертного газа, в частности, аргонно-дуговой сваркой, как неплавящимся электродом (GTAW-TIG), так и плавящимся электродом (GMWA-MIG). Обычный сварочный сплав – 4043.

Температура закалки

530 °С [1].

Искусственное старение

• Катаные и тянутые изделия: 160 °С в течение 18 часов [1]
• Прессованные или кованные изделия: 175 °С в течение 8 часов [1]

Модификации сплава 6061 Сплав 6261

• 0,2-0,35 % Mg
• Прочнее сплава 6061 в состоянии Т6 на 15-20 МПа.

Закалка сплава 6061 Сравнение сплавов 6061 и 6060

Для понимания особенностей закалки сплава 6061 полезно сравнить ее условия с закалкой сплава 6060. Алюминиевый сплав 6060 – это аналог сплава АД31 при минимальном содержании в нем магния и кремния. На рисунке схематически показаны различия необходимых скоростей охлаждения этих сплавов для обеспечения закалки, то есть создания твердого раствора магния и кремния за счет предотвращения выпадения частиц Mg2Si.

  

https://aluminium-guide.com/spravochnik-splavov/

[Точмаш 23]

 

Справочник деформируемых сплавов

• Марка алюминия 1050A

• Алюминиевый сплав 3003

Алюминиевый сплав 6005А

Алюминиевый сплав 6060

Алюминиевый сплав 6061

Алюминиевый сплав 6063

Этот справочник находится в разработке и постоянно пополняется и дополняется.

https://aluminium-guide.com/spravochnik-splavov/

[Точмаш 23]

Виктор , вот смотри и просто интересное попалось мне . 

Вот оказывается АД31 был изобретен в СССР еще в 30 годы прошлого века и скорее аналогом нужно считать забугорный сплав 6060 и даже больше по старому госту наш АД31 вылазит на позиции сплава 6063 .

Вот и выходит время бежит технологии совершенствуются в том числе и производстве АЛ сплавов , но старый ГОСТ точнее и даже не он, а "повара" что готовили сплавы .

https://cu-prum.ru/alyuminij1/splav-ad31.html

Первый термически упрочняемый сплав системы Al-Mg-Si создан в 1923 году В. Джефрисом и Р. Арчером (США). В России разработка и внедрение авиаля в производство проводились под руководством С. М. Воронова в 1930-40-х

Воронов С. М. Процессы упрочения сплавов алюминий-магний-кремний и их новые промышленные композиции. М., 1946; 

 

Как бы не хотелось в это верить,но ничего принципиально нового в данной группе сплавов в СССР не создали