Farklı Tasarım Amaçlarına Sahip İki Alaşım Sistemi
Alüminyum alaşımları, mukavemet, korozyon direnci veya iletkenlik gibi belirli özellikleri geliştiren ilave elementler içeren, alüminyum bir taban üzerine inşa edilen metalik malzemelerdir. Endüstriyel kullanım için yüzlerce alaşım geliştirildi ve en yaygın olarak uygulananlardan ikisi 6061 ve 7075'tir. Her ikisi de ısıyla-işlenebilir olduğundan ve her ikisi de havacılık, ulaştırma ve mühendislik işlerinde göründüklerinden genellikle birlikte değerlendirilirler, ancak farklı öncelikler çerçevesinde tasarlanmışlardır ve aralarında seçim yapmak alışkanlıktan ziyade uygulamaya göre yapılmalıdır.
Alüminyum 6061, 6000 serisine aittir ve esas olarak magnezyum ve silikonla alaşımlıdır. Bu kombinasyon iyi işlenebilirlik, mükemmel korozyon direnci ve orta düzeyde dayanıklılık sağlar ve kolayca kaynaklanabilir. Alüminyum 7075, 7000 serisine ait olup, magnezyum ve bakırın yanı sıra çinkonun da eklenmesiyle çok yüksek dayanıma ulaşır. Korozyona 6061'e göre daha az dayanıklıdır ve kaynak yapılması daha zordur, ancak güç-ağırlık- oranının temel gereklilik olduğu durumlarda performans gösterir.
Standarda Göre Kimyasal Bileşim
Aşağıdaki bileşim sınırları, bu kaliteler için tanınmış alüminyum standartlarına uygundur. Alaşım elementlerinin dengesindeki küçük farklılıklar, iki malzemenin çok farklı mekanik davranışlarının oluşmasına neden olur.
| Öğe | Alüminyum 6061 | Alüminyum 7075 |
|---|---|---|
| Silikon | 0.40 - 0.80% | Maksimum %0,40 |
| Magnezyum | 0.80 - 1.20% | 2.10 - 2.90% |
| Çinko | Maksimum %0,25 | 5.10 - 6.10% |
| Bakır | 0.15 - 0.40% | 1.20 - 2.00% |
| Krom | 0.04 - 0.35% | 0.18 - 0.28% |
| Ana sertleştirme mekanizması | Magnezyum silisit çökelmesi | Çinko, magnezyum ve bakır çökeltme |
6061'de magnezyum ve silikon birleşerek güçlendirici çökeltiyi oluşturur; bu nedenle iki element bu kadar dar aralıklarda belirtilir. 7075'te, magnezyum ve bakırla desteklenen çok daha yüksek çinko seviyesi, alaşıma olağanüstü gücünü veren yaşlanma tepkisini üretir.
Mekanik Özellikler ve Temper Seçimi
Her iki alaşım da çeşitli temperlerde tedarik edilir ve belirli bir uygulama için temper genellikle alaşımdan daha önemlidir. En yaygın öfkelere ait tipik değerler aşağıda gösterilmiştir; bunlar temsili oda-sıcaklığı rakamlarıdır ve tasarım çalışmaları için geçerli standardın garanti edilen değerleri ile değiştirilmelidir.
| Mülk | Alüminyum 6061 | Alüminyum 7075 |
|---|---|---|
| Ortak yapısal temper | 6061-T6 | 7075-T6 |
| Gerilimi-azaltılmış plaka temperi | 6061-T651 | 7075-T651 |
| Ekstrüzyon ve şekillendirme temperi | 6061-T4 | 7075-T73 |
| Yumuşak tavlanmış temper | 6061-O | 7075-O |
| Çekme mukavemeti, T6 (tipik) | Yaklaşık 310 MPa | Yaklaşık 570 MPa |
| Akma dayanımı, T6 (tipik) | Yaklaşık 275 MPa | Yaklaşık 500 MPa |
| Uzama, T6 (tipik) | Yaklaşık %12 | Yaklaşık %11 |
| Yoğunluk | 2,70 gr/cm3 | 2,81 g/cm3 |
T6, her iki alaşım için de en güçlü temperdir. T651, çözelti ısıl işlemine tabi tutulmuş, gerilerek gerilimi giderilmiş ve daha sonra işleme sırasında boyutsal stabiliteyi artıran yapay olarak yaşlandırılmış plakayı belirtir. Stresli korozyon direncinin en yüksek mukavemetten daha önemli olduğu 7075'e T73 uygulanır ve malzemenin yaşlanmadan önce oluşturulması gerektiğinde O temperi kullanılır.
Korozyon Direnci, Kaynak ve Talaşlı İmalat
6061 çoğu ortamda mükemmeldir. Magnezyum-silisit kimyası ve düşük bakır içeriği onu deniz, endüstriyel ve kırsal atmosferlerde stabil tutar ve ısıdan-etkilenen bölgenin açıkta kaldığı. 7075 kaynaklı montajlarda iyi performans gösterir, genel anlamda iyidir ancak 6061'den açıkça daha düşüktür ve bakır-zengin kimyası onu stresli korozyon çatlamasına karşı daha duyarlı hale getirir, bu da T73 temperinin var olmasının nedenidir.
6061 kolayca işlenir ve kaynak yapılır ve iyi şekillendirilebilirliğe sahiptir; bu, kaynaklı yapılara hakim olmasının ve genel imalatta hakim olmasının ana nedenidir. 7075 işlenmesi daha zordur ve genellikle ergitme kaynağı için önerilmez, ancak doğru kesme koşulları altında ince toleranslarla işlenir ve genellikle bir parçanın güçlü olması ve boyutsal olarak doğru kalması gereken yerlerde kullanılır. 7075 ayrıca mütevazı bir ağırlık cezası da taşır, çünkü daha yüksek alaşım içeriği yoğunluğu 2,70'e karşı yaklaşık 2,81 g/cm3'e çıkarır 6061 için g/cm3.
Uygulamaya Uygunluk: 6061'e Karşı 7075
Alüminyum 6061'in Mükemmel Olduğu Yer
İnşaat ve altyapı: Korozyona dayanıklılık, dayanıklılık ve kaynaklanabilirliğin dengelenmesi gereken köprüler, boru hatları ve iskele sistemleri
Ulaşım: araç çerçeveleri, bisiklet çerçeveleri, tekne donanımları ve kaynakla veya mekanik sabitlemeyle inşa edilen diğer yapılar
Elektrik işleri: iyi iletkenlik ve kolay işleme ile desteklenen konektörler, bağlantı parçaları ve ısı emiciler
Tüketici ve genel ürünler: İmalat kolaylığı ve maliyet verimliliğinin hakim olduğu ev eşyaları, mobilya, mutfak eşyaları ve donanımlar
Alüminyum 7075'in Mükemmel Olduğu Yer
Havacılık ve savunma: kilogram başına gücün kritik olduğu kanat ve gövde yapıları, askeri araçlar ve koruyucu ekipmanlar
Yüksek-performanslı spor ekipmanları: düşük ağırlıkta yüksek güç gerektiren bisiklet parçaları, tırmanma donanımı ve okçuluk ekipmanı
Motor sporları ve yüksek-performanslı otomotiv: ağır yük taşıyan süspansiyon parçaları, motor bileşenleri ve yarış yapıları
Robotik ve hassas ekipmanlar: Gücü sıkı toleranslarla birleştiren kollar, dişliler ve işlenmiş parçalar
Seçim Kılavuzu ve Sıkça Sorulan Sorular
Parçanın korozyona karşı dayanıklı olması ve kaynaklanması, şekillendirilmesi veya ekonomik olarak üretilmesi gerekiyorsa, T6 veya T651 temperli 6061 genellikle doğru cevaptır. Parçanın minimum ağırlıkla yüksek yük taşıması gerekiyorsa ve kaynak yerine makinede işlenebiliyorsa, T6 veya T73 temperli 7075 daha iyi bir seçimdir. Karar verici sorular alaşım numarasının kendisi değil, yük durumu, birleştirme yöntemi ve çalışma ortamıdır.
S: 6061 ve 7075 alüminyum arasındaki temel fark nedir?
6061, orta derecede mukavemete, mükemmel korozyon direncine ve iyi kaynaklanabilirliğe sahip bir magnezyum-silikon alaşımıdır. 7075, çok daha yüksek mukavemete, daha düşük korozyon direncine ve çok daha düşük kaynaklanabilirliğe sahip bir çinko-magnezyum-bakır alaşımıdır.
Soru: Hangi alaşım daha güçlü?
7075 önemli ölçüde daha güçlüdür. T6 temperinde tipik çekme mukavemeti, 6061-T6 için kabaca 310 MPa'ya karşılık 570 MPa civarındadır, bu nedenle yüksek yüklü havacılık ve motor sporları parçalarına hakimdir.
S: 7075 kaynaklanabilir mi?
7075 genellikle geleneksel ergitme işlemleriyle kaynaklanmaz. Güçlü ve korozyona dayanıklı olması gereken kaynaklı düzenekler normalde 7075 yerine 6061 veya başka bir kaynaklanabilir kalitede üretilir.
Soru: Hangi alaşım korozyona daha iyi direnç gösterir?
6061 çoğu ortamda daha iyi korozyon performansına sahiptir. 7075 birçok durumda yeterli direnç sağlar, ancak bakır içeriği onu stresli korozyon çatlamasına karşı daha duyarlı hale getirir, bu nedenle sürekli strese maruz kalan bileşenler genellikle T73 temperinde belirtilir.
S: 7075'in ağırlığı 6061'den daha mı ağır?
Biraz daha fazla. Daha yüksek alaşım içeriği, yoğunluğu 6061 için yaklaşık 2,70 g/cm3'e kıyasla 7075 için yaklaşık 2,81 g/cm3'e yükseltir, ancak çok daha yüksek dayanım yine de 7075'e birim ağırlık başına dayanım konusunda açık bir avantaj sağlar.
S: Her alaşım için hangi temperler mevcut?
Her ikisi de ürün formuna bağlı olarak O, T4 veya T73, T6 ve T651 koşullarında tedarik edilir. Plaka genellikle işleme stabilitesi için T651'de, ekstrüzyonlar T6 veya T4'te ve yaşlanmadan önce oluşturulması gerektiğinde O temperli sacda sipariş edilir.