6061 Aluminijum vs. 7075 Aluminijum

1. Uvod

Dvije od najčešće korištenih konstrukcijskih legura su 6061 vs. 7075 aluminijum.

Iako oboje pripadaju seriji 6xxx i 7xxx, respektivno, Njihova karakteristika i karakteristike performansi značajno se razilaze.

Samim tim, Dizajneri u zrakoplovstvu, automobilski, marine, i industrije sportske opreme moraju odabrati leguru koji se usklađuju sa svojim specifičnim zahtjevima.

Ovaj članak predstavlja detaljno, Višeproperteristična analiza 6061 nasuprot 7075 aluminijum.

Istražit ćemo njihove legure, Uporedite mehanička i fizička svojstva, Ispitajte razmatranje otpornosti na koroziju i izmišljotine, Procijenite troškove i dostupnost, i nude praktične smjernice za izbor legure.

2. Hemijski elementi od 6061 vs. 7075 Aluminijum

3. Upoređivanje mehaničkih svojstava

Da shvatim kako 6061 vs. 7075 Aluminijske legure nastupaju u službi, Inženjeri moraju uporediti svoju zatezna čvrstoću, Snaga prinosa, duktilnost, tvrdoća, i otpornost na umor u zajedničkim temperaterima.

4. Fizički & Termička svojstva od 6061 vs. 7075 Aluminijum

5. Otpornost na koroziju & Površinsko ponašanje

Domaći oksid & Pasivizacija

Obje legure razvijaju tanku, Pridržani al₂o₃ sloj (2-5 nm debeo) gotovo trenutno po izlaganju zraku. Ovaj pasivni film sadrži opću otpornost na koroziju u neutralnom okruženju.

Pištanje & Intergranularna korozija

• 6061: Njegov umjereni bakar (≤0.40 %) i silicijum (≤0.80 %) Održavajte dobru otpornost na pitging - čak i u blago kiselim ili hloridnim opterećenim okruženjima.
  U ASTM B117 testovima za raspršivanje soli, 6061 obično odupire se preko 200 sati Bez zaštitnih premaza.
• 7075: Visok cink (5.1-6.1 %) i bakar (1.2-2.0 %) nivoi povećati osjetljivost na pitting, posebno u joni hloridima.
  Nadalje, T6 temperament može poticati osjetljive granice žita, do kojih vodi intergranularna korozija Ako nije prekomjerno (T73).
  U ispitivanjima za prskanje soli, 7075-T6 može pokazati da se u sebi pokaže 50-100 sati osim ako je anodizirano i pravilno zapečaćeno.

Površinski tretmani

• Anodiziranje:

• • 6061: Obično dobro vrši dobro pod tipom II (sumporni) anodizovati, Proizvodnja 5-15 μm oksida koji odupire umuru i koroziji.
    Tvrdo premaz tipa III može dostići 15-25 μm za otpornost na habanje.
  • 7075: Loše reaguje na sumpornu anodizu zbog visokog legure; Osvjetljenje ili hrom kiselina Anodize često se koristi za održavanje integriteta površine.
    Tvrdo premaz se mora pažljivo obaviti kako bi se spriječilo probleme za brtvljenje; brtvljenje nakon anodiziranja ključno je za produženu ekspoziciju hlorida.

• Pretvorbeni premazi: Kromatna konverzija (Iridite) na 6061 prinosi 1000 H + ćivot za prskanje soli,
  dok 7075 često zahtijeva trivalentni tretman cinkovog fosfata ili hex-kromata plus organski vrhovi za pristup sličnim performansama.

Pucanje stresa-korozije (SCC) Osjetljivost

• 6061: Izlaže minimalni SCC rizik u ambijentalnoj i blago korozivnim postavkama kada se pravilno tretira (T6 ili T651).
• 7075: U T6, 7075 notorno je sklon SCC-u pod zategnutim stresom i vlažnim uvjetima.
  Prekoračenje na T73 ili T76 može ublažiti SCC grubne η-taloge, Na štetu ~ 10-15 % snaga.
  Dizajneri bi trebali razmotriti zaštitne premaze ili alternativne temperature za kritične, Vlažna okruženja.

6. Zavarljivost & Izrada 6061 vs. 7075 Aluminijum

6061 Aluminijum

Zavarljivost: Odličan. Najčešći procesi (GMAW / MIG, GTAW / Okrenite, Zavarivanje otpora, trenje za zavarivanje) uspjeti uz minimalno pucanje.
Tipične legure punila uključuju 4043 (Al-5si) i 4047 (Al-12Si).

• Snaga nakon zavarivanja: Nakon zavarivanja, T6-stanje je ugrožena; Zone za zavarivanje često zahtijevaju T4 + T6 Re-starenje da povrati ~ 90 % jačine osnovne metale.
• Vruće pucanje: Rijedak u 6061 Ako se zagreje (80-120 ° C) i skromne brzine putovanja koriste se.

Obratnost & Formiranje: Dobra obrada (~ 60-70 % od 2011 rejting), Sa umjerenim brzinama (200-300 m / i) i alati za karbid.

7075 Aluminijum

Zavarljivost: Izazovan. Sadržaji visoki ZN i CU izazivaju vruće pucanje i gubitak temperamenta.

• Uobičajena metoda zavarivanja:Trenje za zavarivanje (FSW)-Preferio jer se izbjegava topljenje i čuva velik dio osnovnog temperamenta.
• Fusion zavarivanje: Kada je to potrebno, GTAW sa 5356 šipka Može se koristiti, ali zona zahvaćena toplinom (HAZ) trpi značajan gubitak snage.
  Post-zavar, a T73 ili T76 ponovno starenje je neophodno za vraćanje neke snage i smanjiti SCC rizik.

Obratnost & Formiranje:

• Obratnost: Umjerena do loša (40-50 % od 2011 rejting), zahtijevaju sporije feedove (100-200 m / i) i robusna rashladno sredstvo.
• Formiranje: Ograničena oblikovanje hladnoće; dijelovi su često otopini (410 ° C), brzo ugašen, Zatim je toplo radio na smanjenju pucanja.

7. Trošak, Raspoloživost & Lanac snabdijevanja

Relativni materijalni troškovi

• 6061: Obično cijene oko sebe $2.50- 3,00 USD / kg (ovisno o listu, tanjir, ili ekstruzija).
• 7075: Naređuje premiju otprilike $3.00- 3,80 USD / kg, ili 20-30 % više od toga 6061, odražavajući njegov veći legirani sadržaj i specijalizirana obrada.

Faktori oblika & Obrasci zaliha

• 6061: Izuzetno svestran i široko skladišteno list (0.5-300 mm), tanjir, barovi, cijevi, i ekstruzije. Vremena olovna vremena su obično 2-4 nedelje za prilagođene veličine ili oblike.
• 7075: Ograničeno - najčešće dostupno kao tanjir (do 200 mm debeo), ockings, i Specijalne ploče.
  Dostupnost ekstruzije je oskudna, i vremena olova mogu se protezati 6-8 nedelja Za velike presjeke.

Olovna vremena & Tržišni trendovi

• 6061: Globalni višak kapaciteta i obilna reciklažljivost osiguravaju stabilnu opskrbu, Čak i kada potražnja za šiljcima u automobilskim ili građevinskim sektorima.
• 7075: Fluktuacije u zrakoplovnom zahtjevu mogu uzrokovati povremene nestašice - posebno za velike ploče (> 100 mm) ili temperi visokog specifikata (T6 / T73).
  Narudžbe za planiranje unaprijed je preporučljivo.

8. Aplikacije od 6061 Aluminijum vs. 7075 Aluminijum

Prilikom određivanja aluminija za određenu aplikaciju, Inženjeri moraju uravnotežiti snagu, težina, Otpornost na koroziju, i proizvodnja.

6061 Aluminijum (US A96061)

MARINE I VASA

• Šine i nosače brodova: Zavarene cijevi od 6061 T6 odolijeva koroziju sa slanom vodom pod tipom II Anodize, često u 1 ½-2 u. Od.
• Kućišta za kaljužu pumpe: Die-Cast ili obrada 6061-T651 tijela izdržava kontinuirano uranjanje i isporučuju performanse bez propuštanja.
• Hardver za palubu (Cleats, Jastučiće): Ekstrudirani ili lijevani armaturi koriste 6061-T6 za dugotrajnu izdržljivost; Ispitivanje sa soli-spreja > 1 000 h do prvog pinjanja.

Arhitektonski i strukturni

• Okviri prozora i vrata: 6061-T6 ekstrudirani profili (npr., 2 u. × 3 u. odjeljci) Na visokim fasadima ostaju bez korozije 20+ Godine u obalnim klimama.
• Guardrails i balustrade: Zavareni 6061-T6 sklopovi sa 1 u. vertikalni pike i 1 u. rukohvati pružaju i snagu (prinos ≈ 275 MPa) i otpornost na vremenske prilike.
• Položaj i podrške potpisu: Formirani ploče od lima i zavarenih nosača izmišljeni od 6061-T4 / T6 održavaju dimenzionalnu stabilnost u temperaturnim ljuljačkim s -20 ° C do 50 ° C.

Automobili i prevoz

• Lagani članovi okvira: 6061-T6 ekstrudirani međusobno članovi i nosači sjedala (prinos ≈ 275 MPa) Smanjite težinu vozila do 15% nasuprot blagim čelikom bez žrtvovanja sudara.
• TRAILER jezici i komponente šasije: Zavarene cijevi od 6061-T651 (npr., 2 u. × 2 u. Odjeljci kutija) Podržava teret prilikom odupira se korozijom soli u cestovima.
• Kratke kape za izmjenjivač topline: CNC-CACHINED 6061-T6 kapice izdržava cikličke temperature do 120 ° C i isporučujte čvrsto brtvljenje protiv O-prstenova u radijatorima i kondenzatorima.

Potrošačka elektronika i hladnjake

• Laptop i radne površine hladnjaka: Ekstrudiran 6061 Fin niz (300 mm × 100 mm × 10 mm peraje) Termička provodljivosti poluge 6061 (~ 167 W / m · K) Da se rasipa 50-100 W od CPU-a.
• Okviri za kućište i šasiju: Ploča-metal 6061-T4 / T6 paneli (1-3 mm debljine) Štit elektronika iz EMI-a zadržavajući elegantan anodizirani finiš.

HVAC i industrijska oprema

• Kućišta kompresora: Tijela od livenog ili pijeska od lijevanog pijeska 6061-T6 ručke sa komprimiranim rashladnim sredstvom na 100 ° C, sa naprezanjem puzanja < 0.5% preko 10 000 h na 50 MPa.
• Oštrice rotora pumpe: Machined ili Cast 6061-T6 zubi izdrže kontinuirani protok vode, demonstrirajući odličnu otpornost na habanje i eroziju.

7075 Aluminijum (US A97075)

Aerospace i odbrana

• FILM SPAR CAPS I FUSELAGE Okviri: Valjani ili kovani 7075-T6 odjeljci (npr., 50 mm × 150 MM presjeci) izdržati cikličku teret savijanja 350 MPA za > 10⁶ Cycles.
• Priključci za slijetanje: 7075-T651 Klovići (Debljine ploče 20-50 mm) Dostava lokalizovane snage > 500 MPa i -40 ° C, Kritično za visoko utjecaj touchdown opterećenja.
• Strukturne komponente projektila i raketne strukture: Obrađeni 7075-T73 (pretjerano) dijelovi se pružaju pukotinama na stres-korozijom u okruženjima vlažnog lansiranja.

Automobilski automobili visoke performanse & Motorsport

• Cijevi za ovjes i cijev za roll kavezu: CNC-obrađene ili bešavne cijevi od 7075-T6 (npr., 40 mm od, 3 mm zid) izdržava torzijske napone > 1 500 Nm, dok je smanjenje nepropusne mase od ~ 30%.
• Kompresori turbopunjača: 7075-T6 Impelers (20-40 mm Prečnik) TEŽITE TIP TIP BLADE > 100 m / s i otpor puze u 200 ° C za > 1 000 h.

Sportska oprema

• Okviri za bicikle i viljuške: 7075-T6 TIG-zavarene cijevi sklopovi (npr., 28 mm od × 1 mm zid) vagati ~ 1.2 kg za puni okvir i toleriranje opterećenja umora 250 MPA preko ~ 10⁶ km cestovnog bicikla.
• Ploče za vezanje snowboarda: Obrađene 7075-T6 ploče (150 mm × 100 mm × 5 mm) Oduprite se učitavim opterećenjima > 3 kn na -20 ° C sa minimalnom deformacijom (< 0.5 mm).

Precizne obrađene komponente

• Optička oprema za ugradnju: 7075-T73 obrađene ploče (300 mm × 200 mm × 10 mm) Zadržite poravnanje na ± 0.05 mm na radnim temperaturama od 20-40 ° C bez puzanja.

Dijelovi visokog zakretnog momenta

• Kućišta i osovine mjenjača: CNC-CACHINED 7075-T6 kućišta (Debljine 15-30 mm) Oduprite se lokalizovanim naprezanjima > 600 MPa, Omogućavanje kompaktnijih dizajna za prenose visokih performansi.
• Funks forks i Sljedbenici kamere: Očvrsnuto, T6 7075 Umetci koji su povučeni čelično u 7075-T651 pružaju otpornost na habanje ispod 500 ° C i ciklični kontaktirani pritisci > 800 MPa.

9. Dizajnerska razmatranja & Smjernice za odabir legure

Snaga za stavljanje u težini

• Izabrati 7075 Ako vaš dizajn zahtijeva najveću statičku ili snagu umor po jedinici mase - na primjer,
  Vazduhoplovne komponente ili konkurentni okviri za bicikle u kojima je ušteda težine od 15-25 % materija više od zavarivanja.
• Izabrati 6061 Kada umjerena čvrstoća (310 MPA zatezanje) dovoljan i kada su izdržljivost i izmišljotina su prioriteti - poput strukturnih komponenti u morskim ili automobilskoj aplikaciji.

Ekološki & Korozijski faktori

• 6061 uspijeva u vlažnom, obalski, ili blago kisele postavke-e.g., Arhitektonska obloga, Hardver za brod, Okviri solarne ploče - jer je donji sadržaj bakra (< 0.40 %) Smanjuje se riskiranje.
• 7075 treba ograničiti na kontroliranu ili obloženu okruženju. Ako se koristi na otvorenom, primijeniti teško anodizovati (Tip III) i zapečati sa niklom acetatom.
  Alternativno, Razmislite o temperaturi T73 za poboljšanje otpornosti na SCC, ali prihvati ~ 10 % Donja snaga.

Zavareni vs. Obrađeni vs. Baveni komponente

• 6061 idealan je za zavarene sklopove: minimalno vruće pucanje, Predvidljiva snaga nakon zavarivanja (~ 80-90 % base), i kompatibilnost sa uobičajenim žicama za punjenje.
• 7075 najbolje je rezerviran za obrađen ili kovani dijelovi u kojima zavarivanje su minimalne ili zamijenjene trenje za zavarivanje. Izbjegavajte velike zavarivanje šavova, Osim ako nije puna preusmjeravanja (T73 ili T76) izvedivo je.

Analiza troškova i koristi

• Ako Trošak sirovina je vozački faktor, 6061 (≈ 2,50 USD / kg) je uglavnom 20-30 % jeftiniji od 7075 (≈ 3,00 USD / kg). Za velike strukture, Ova margina spojeva.
• Ako Performanse po masi je kritično-e.g., ušteda 2 kg na a 50 KG Skupština-7075 može opravdati svoju premiju.
  Međutim, Morate imati faktor u potencijalnim troškovima prerade: 7075 često uvlači ekstra obradu (20 % Sporije stope hrane) i složeniji ciklusi topline liječenja ako je potrebno zavarivanje.

10. U nastajanju trendova & Budući uputstva

Inovacije toplinske obrade

• 6061: Istraživači eksperimentišu sa RRA (Retrogresija i ponovno starenje) da pritisnemo T6 snage iznad 350 MPa Dok zadržavaju duktilnost.
  Rani rezultati ukazuju na 5-10 % dobitak snage s zanemarivim gubitkom izduženja.
• 7075: Roman Prekomjerna sekvence- kao T76 (120 ° C × 24 h praćen 160 ° C × 8 h)-Morska suzbijanja SCC osjetljivosti tokom očuvanja ≈ 90 % T6's 570 MPa.
  Ovi se procesi pojavljuju na zrakoplovnim platformama gdje sigurnosne marže nadmašuju sirovu snagu.

Hibridna i kompozitna rješenja

• Obloge: Laminiranjem 6061 preko 7075 jezgra, Proizvođači proizvode panele koji kombiniraju čvrstu snagu 7075 sa zavarivanjem od 6061, površina otporna na koroziju.
  Suđenja pokazuju da takve jezgre mogu podržati 30 % Veća opterećenja u sendvič pločama uz održavanje vanjskog integriteta u korozivnim atmosferama.
• Metal-matrični kompoziti (MMC): Ugrađivanje sića nanočestica u a 6061 ili 7075 Matrica je pod istragom za alerte za vazduhoplovstva nove generacije.
  Izložba ranih prototipa 20 % Povećana krutost sa minimalnom kaznom gustoće, Ali tehnologija ostaje u razvoju zbog složenosti obrade.

Izgledi za proizvodnju aditiva

• Fusion sa puderom: Štampanje 6061 prah napreduje, Postizanje blizu 100 % Gustoća i zatezne snage od 280 MPa U izgrađenim dijelovima.
  Međutim, 7075 Pbf suočava izazove: vruće pucanje zbog brzog učvršćivanja.
  In-situ toplotni tretman u okviru Burge komore pokazuje - izviještena je - jedna studija 200 MPa zatezanje u ugrađenom 7075, rast na 450 MPa Nakon starenja post-izgradnji.
• Režirani depozit za energiju (Ded): Koristi se uglavnom za popravak, Ded 7075 prekrivanje na istrošenim 7075 ockings se može vratiti do 90 % originalne snage.
  Još, Kontrola razrjeđivanja i mikrostruktura ostaju tehnička prepreka.

11. Koja je razlika između 6061 i 7075 aluminijumska legura?

Evo sažetka poređenje tabele Rezimiranje ključnih razlika između 6061 vs. 7075 Aluminijske legure:

12. Zaključak

U konačnici, izbor između ove dvije Aluminijske legure Šarke za prioritete aplikacija:

• Odabrati 6061 Za zavarene konstrukcije, Morski fitinzi, Arhitektonski ekstruzija, i komponente opće namjene u kojima umjerena snaga, Jednostavnost izrade, i dugotrajan otpor korozijom su najvažniji.
• Odabrati 7075 Za visoko performanse konstrukcijski dijelovi u zrakoplovstvu, Motorsport, i odbrana gde Svaki kilogram spasio se u prevode na opipljive dobitke performansi--Providno da dizajneri ublažavaju SCC i prihvataju čvršće ograničenja zavarivanja ili obrade.

Gledajući unaprijed, U toku unapređenja tehnika toplotnog tretmana (npr., retrogresija i ponovno starenje za 6061,

Novel pretežavanje protokola za 7075) i hibridna materijalna rješenja (poput obloženih ili kompozitnih laminata) Obećajte da ćete dodatno zamagliti linije između ovih legura.
Međutim, Izbor uzemljenja materijala u jasno razumijevanju svakog legure snaga, duktilnost, ponašanje korozije, i proizvodnja,

Inženjeri mogu nastaviti sa sigurnošću, isplativ, i dizajni visokih performansi preko spektra modernih aluminijskih aplikacija.

 

Langhe pruža pouzdano, Visokokvalitetne izrađene komponente koje ispunjavaju stroge međunarodne standarde.

Da li vaš projekat zahtijeva preciznost obrade, Karozijski otporni od karoziranja, ili dizajnirani tretmani legura, Langhe Je li vaš pouzdan proizvodni partner.

Kontaktirajte nas Danas da biste razgovarali o vašem sljedećem projektu.