6061 알루미늄 대. 7075 알류미늄

1. 소개

가장 널리 사용되는 구조 합금 중 두 가지가 있습니다 6061 대. 7075 알류미늄.

둘 다 6xxx 및 7xxx 시리즈에 속하지만, 각기, 그들의 화학 및 성능 특성은 크게 다릅니다.

따라서, 항공 우주의 디자이너, 자동차, 선박, 스포츠 장비 산업은 특정 요구 사항에 맞는 합금을 선택해야합니다..

이 기사는 심층적 인 것을 제시합니다, 다수의 관점 분석 6061 ~ 대 7075 알류미늄.

우리는 그들의 합금 조성물을 탐구 할 것입니다, 기계적 및 물리적 특성을 비교하십시오, 부식성 및 제조 고려 사항을 조사하십시오, 비용과 가용성을 평가하십시오, 합금 선택에 대한 실제 지침을 제공합니다.

2. 화학 요소 6061 대. 7075 알류미늄

3. 기계적 특성 비교

방법을 이해합니다 6061 대. 7075 알루미늄 합금이 작동합니다, 엔지니어는 인장 강도를 비교해야합니다, 항복 강도, 연성, 경도, 그리고 일반적인 성미에 대한 피로 저항.

4. 물리적 & 열 특성 6061 대. 7075 알류미늄

5. 부식 저항 & 표면 행동

천연 산화물 & 패시베이션

두 합금 모두 얇게 발생합니다, 부착 성 알로 오 층 (2–5 nm 두께) 공기에 노출되면 거의 순간적으로. 이 수동 영화는 중립 환경에서 일반적인 부식 저항을 부여합니다..

구덩이 & 곡물 간 부식

• 6061: 온건 한 구리 (≤0.40 %) 그리고 실리콘 (≤0.80 %) 경미한 산성 또는 염화물이 함유 된 환경에서도 좋은 구덩이 저항을 유지하십시오..
  ASTM B117 소금 스프레이 테스트에서, 6061 일반적으로 구덩이에 저항합니다 ~ 위에 200 시간 보호 코팅없이.
• 7075: 높은 아연 (5.1–6.1 %) 그리고 구리 (1.2–2.0 %) 수준은 구덩이에 대한 감수성을 높입니다, 특히 클로라이드 이온에서.
  뿐만 아니라, T6 성질은 감수성 곡물 경계를 촉진 할 수 있습니다, 이끌어냅니다 곡물 간 부식 과도하지 않은 경우 (T73).
  소금 스프레이 시험에서, 7075-T6은 내부의 구덩이를 보여줄 수 있습니다 50–100 시간 양극화되고 적절하게 밀봉되지 않는 한.

표면 처리

• 양극화:

• • 6061: 일반적으로 유형 II에서 잘 수행됩니다 (황의) 양극화, 피로와 부식에 저항하는 5-15 µm 산화물을 생성합니다.
    하드 코트 타입 III은 내마모성으로 15–25 µm에 도달 할 수 있습니다..
  • 7075: 합금 함량이 높기 때문에 황이 양극화에 제대로 반응합니다.; 브라이트닝 또는 크롬산 양극화는 종종 표면 무결성을 유지하는 데 사용됩니다..
    밀봉 문제를 방지하려면 하드 코트를 신중하게 수행해야합니다; 연장 된 염화물 노출에 필수적 인 후 씰링이 필수적입니다.

• 변환 코팅: 크로메이트 변환 (이리다이트) ~에 6061 수율 1000 H+ 소금 스프레이 수명,
  반면 7075 종종 비슷한 성능에 접근하기 위해 삼위화 아연 또는 16 진수 치료와 유기농 탑 코트가 필요합니다..

스트레스-성분 균열 (SCC) 자화율

• 6061: 적절하게 열처리 될 때 주변 및 약간 부식성 설정에서 SCC 위험을 최소화합니다. (T6 또는 T651).
• 7075: T6에서, 7075 인장 스트레스와 습한 조건에서 SCC에 대한 악명이 높아집니다..
  과도하게 T73 또는 T76 η-recipitates를 조언함으로써 SCC를 완화 할 수 있습니다, ~ 10–15의 비용으로 % 힘.
  디자이너는 중요한 보호 코팅 또는 대체 성교를 고려해야합니다., 젖은 환경.

6. 용접 성 & 제작 6061 대. 7075 알류미늄

6061 알류미늄

용접 성: 훌륭한. 가장 일반적인 프로세스 (gmaw/mig, gtaw / 턴, 저항 용접, 마찰 저어 용접) 최소한의 균열로 성공하십시오.
전형적인 필러 합금에는 포함됩니다 4043 (Al-5SI) 그리고 4047 (Al-12SI).

• weld 후 강도: 용접 후, T6과 같은 상태가 손상됩니다; 용접 구역에는 종종 필요합니다 T4 + T6 리깅 회복하려면 ~ 90 % 기본 금속 강도.
• 뜨거운 크래킹: 희귀 6061 예열되는 경우 (80–120 ° C) 그리고 적당한 여행 속도가 사용됩니다.

가공 가능성 & 형성: 좋은 가공 가능성 (~ 60–70 % ~의 2011 평가), 적당한 속도로 (200–300 m/i) 카바이드 툴링.

7075 알류미늄

용접 성: 도전. 높은 Zn 및 Cu 함량은 뜨거운 균열과 성미 상실을 유발합니다..

• 일반적인 용접 방법:마찰 저어 용접 (FSW)- 녹는 것을 피하고 기본 성질의 많은 부분을 보존하기 때문에 선출됩니다..
• 퓨전 용접: 필요할 때, gtaw 5356 막대 사용할 수 있습니다, 그러나 열 영향 구역 (위험요소) 상당한 힘 손실을 겪습니다.
  포스트 웰드, 에이 T73 또는 T76 리깅 약간의 힘을 회복하고 SCC 위험을 줄이려면 필수적입니다..

가공 가능성 & 형성:

• 가공 가능성: 보통에서 가난한 곳 (40–50 % ~의 2011 평가), 느린 피드가 필요합니다 (100–200 m/i) 그리고 강력한 냉각수.
• 형성: 제한된 냉간 형성성; 부품은 종종 해결책이됩니다 (410 ° C), 빠르게 담금질, 그런 다음 따뜻한 일을하여 균열을 줄입니다.

7. 비용, 유효성 & 공급망

상대 자재 비용

• 6061: 일반적으로 가격이 책정됩니다 $2.50- $ 3.00/kg (시트에 따라, 그릇, 또는 압출).
• 7075: 대략 프리미엄을 명령합니다 $3.00- $ 3.80/kg, 또는 20–30 % 이상 6061, 높은 합금 함량과 전문 처리를 반영합니다.

형태 요인 & 주식 양식

• 6061: 매우 다재다능하고 널리 비축됩니다 시트 (0.5–300 mm), 그릇, 바, 튜브, 그리고 압출. 리드 시간은 일반적으로입니다 2–4 주 맞춤형 크기 또는 모양.
• 7075: 더 제한 - 공동체로 제공됩니다 그릇 (최대 200 두께 mm), 용서, 그리고 특수 판.
  압출 가용성은 거의 없습니다, 리드 타임이 늘어날 수 있습니다 6–8 주 큰 단면의 경우.

리드 타임 & 시장 동향

• 6061: 글로벌 잉여 용량과 풍부한 재활용 성은 안정적인 공급을 보장합니다, 자동차 또는 건설 부문에서 수요가 급증하는 경우에도.
• 7075: 항공 우주 수요의 변동은 간헐적 인 부족을 유발할 수 있습니다. (> 100 mm) 또는 고 사양의 성사 (T6/T73).
  사전에 주문을 잘 계획하는 것이 좋습니다.

8. 응용 프로그램 6061 알루미늄 대. 7075 알류미늄

특정 응용 프로그램에 대한 알루미늄을 지정할 때, 엔지니어는 힘의 균형을 유지해야합니다, 무게, 부식 저항, 및 제조 가능성.

6061 알류미늄 (미국 A96061)

해양과 보트

• 보트 레일과 징계: 용접 6061-T6 튜브는 타입 II 양극의 바닷물 부식에 저항합니다., 종종 1 ½–2 인치. 의.
• 빌지 펌프 하우징: 다이 캐스트 또는 가공 6061-T651 바디는 지속적인 침수를 견딜 수 있고 누출이없는 성능을 제공합니다..
• 데크 하드웨어 (클리트, 패드 눈): 압출 또는 캐스트 피팅은 장기 내구성을 위해 6061-T6을 사용합니다; 소금 스프레이 테스트 쇼 > 1 000 h는 첫 번째 구덩이에.

건축 및 구조

• 창과 도어 프레임: 6061-T6 압출 프로파일 (예를 들어, 2 ~에. × 3 ~에. 섹션) 고급 외관에서는 부식이없는 상태로 남아 있습니다 20+ 해안 기후에서 몇 년.
• 가드 레일과 난간: 용접 6061-T6 어셈블리와 함께 1 ~에. 수직 피켓 및 1 ~에. 난간은 두 가지 힘을 모두 제공합니다 (수율 ≈ 275 MPA) 그리고 날씨 저항.
• 사인 게시물 및 지원: 6061-T4/T6에서 제조 된 형성된 판금 패널 및 용접 브래킷은 -20 ° C에서 온도 스윙에서 치수 안정성을 유지합니다. 50 ° C.

자동차 및 운송

• 가벼운 프레임 멤버: 6061-T6 압출 크로스 멤버 및 시트 브레이크 괄호 (수율 ≈ 275 MPA) 차량 무게를 최대로 줄입니다 15% 충돌 성을 희생하지 않고 온화한 강철.
• 트레일러 혀 및 섀시 구성 요소: 용접 6061-T651 튜브 (예를 들어, 2 ~에. × 2 ~에. 상자 섹션) 도로 소금 부식에 저항하면서 페이로드를 지원합니다.
• 열 교환기 엔드 캡: CNC가 매치 된 6061-T6 캡은 순환 온도를 견딜 수 있습니다 120 ° C 및 라디에이터 및 응축기에서 O- 링에 대해 단단한 밀봉을 전달합니다..

소비자 전자 및 방열판

• 노트북 및 데스크탑 방열판: 압출 6061 핀 어레이 (300 mm × 100 mm × 10 MM 핀) 6061의 열전도율을 활용하십시오 (~ 167 w/m · k) CPU에서 50-100W를 소비합니다.
• 인클로저 프레임 및 섀시: Sheet-Metal 6061-T4/T6 패널 (1–3mm 두께) 세련된 양극화 마감을 유지하면서 EMI의 방패 전자 장치.

HVAC 및 산업 장비

• 압축기 하우징: 다이 캐스트 또는 샌드 캐스트 6061-T6 몸체는 압축 냉매를 처리합니다 100 ° C, 크리프 스트레인으로 < 0.5% ~ 위에 10 000 h at 50 MPA.
• 펌프 임펠러 블레이드: 가공 또는 주조 6061-T6 Vanes는 지속적인 물 흐름을 견딜 수 있습니다, 우수한 마모와 침식 저항을 보여줍니다.

7075 알류미늄 (미국 A97075)

항공 우주 및 방어

• 날개 스파 캡 및 동체 프레임: 롤링 또는 위조 7075-T6 섹션 (예를 들어, 50 mm × 150 MM 교차 섹션) 주기적 굽힘 하중을 견딜 수 있습니다 350 MPA > 10cycles.
• 랜딩 기어 피팅: 7075-T651 용서 (플레이트 두께 20–50 mm) 현지화 된 힘을 제공합니다 > 500 MPA 및 -40 ° C, 충격이 높은 터치 다운 하중에 중요합니다.
• 미사일 및 로켓 구조 구성 요소: 가공 7075-T73 (초과) 부품은 습한 발사 패드 환경에서 스트레스 조건 균열에 저항합니다.

고성능 자동차 & 모터 스포츠

• 서스펜션 암 및 롤 케이지 튜브: CNC 매개 또는 원활한 7075-T6 튜브 (예를 들어, 40 MM에서, 3 mm 벽) 비틀림 스트레스를 견뎌냅니다 > 1 500 nm은 튀어 나오지 않는 질량을 ~로 줄입니다 30%.
• 터보 차저 압축기 휠: 7075-T6 비전자 (20직경 –40 mm) 블레이드 팁 속도를 유지하십시오 > 100 M/S 및 저항 크리프 200 ° C > 1 000 시간.

스포츠 장비

• 자전거 프레임 및 포크: 7075-T6 Tig -Welded Tube Assemblies (예를 들어, 28 ×에서 MM 1 mm 벽) 무게 ~ 1.2 전체 프레임을 위해 kg 및 피로 하중을 견딜 수 있습니다. 250 도로 순환 ~ 10 km 이상의 MPA.
• 스노우 보드 바인딩 플레이트: 가공 된 7075-T6 플레이트 (150 mm × 100 mm × 5 mm) 충격 하중에 저항합니다 > 3 최소 변형으로 -20 ℃에서 KN (< 0.5 mm).

정밀 가공 구성 요소

• 광학 장착 비품: 7075-T73 가공 된 플레이트 (300 mm × 200 mm × 10 mm) 정렬을 ±로 유지하십시오 0.05 크리프없이 20-40 ° C의 작동 온도에서 mm.

고혈압 기계 부품

• 기어 박스 하우징 및 샤프트: CNC 매개 7075-T6 하우징 (두께 15-30 mm) 현지화 된 스트레스에 저항합니다 > 600 MPA, 고성능 전송을위한보다 컴팩트 한 설계를 가능하게합니다.
• 클러치 포크 및 캠 팔로워: 강화, T6 7075 7075-T651 바디의 스틸 백인 인서트는 내마모성을 제공합니다 500 ° C 및 주기적 접촉 압력 > 800 MPA.

9. 설계 고려 사항 & 합금 선택 가이드 라인

강도 대 중량 절충

• 선택하다 7075 디자인이 단위 질량 당 최고 정적 또는 피로 강도를 요구하는 경우 (예 :,
  항공 우주 날개 구성 요소 또는 경쟁적인 자전거 프레임 15-25의 중량 절약 % 용접성보다 중요합니다.
• 선택하다 6061 중간 정도의 강도 (310 MPA 인장) 충분하고 내구성과 제조 용이성이 우선 순위 일 때 - 해양 또는 자동차 애플리케이션의 구조적 구성 요소와 마찬가지로.

환경 & 부식 요인

• 6061 습한 번성합니다, 연안, 또는 가벼운 산성 설정 —E.G., 건축 트림, 보트 하드웨어, 태양 전지판 - 구리 함량이 낮기 때문에 (< 0.40 %) 구덩이 위험을 줄입니다.
• 7075 제어 또는 코팅 된 환경으로 제한되어야합니다. 야외에서 사용하는 경우, 적용하다 하드 양극화 (III 형) 니켈 아세테이트로 밀봉하십시오.
  또는, SCC 저항성을 향상시키기 위해 T73 Temper를 고려하지만 수락 ~ 10 % 더 낮은 강도.

용접 대 용접. 가공 대 VS. 캐스트 구성 요소

• 6061 용접 어셈블리에 이상적입니다: 최소한의 뜨거운 균열, 예측 가능한 후 강도 (~ 80–90 % 베이스), 일반적인 필러 와이어와의 호환성.
• 7075 가장 잘 보존됩니다 가공 또는 서서히 나아가는 용접이 최소화되거나 대체되는 부품 마찰 저어 용접. 큰 용접 솔기를 피하십시오, 완전한 재사용이 아니라면 (T73 또는 T76) 가능합니다.

비용-편익 분석

• 만약에 원료 비용 운전 요인입니다, 6061 (≈ $ 2.50/kg) 일반적으로 20-30입니다 % 보다 저렴합니다 7075 (≈ $ 3.00/kg). 큰 구조물의 경우, 이 마진 화합물.
• 만약에 질량 당 성능 중요합니다. 예 : g., 절약 2 a 50 KG 어셈블리 - 7075는 프리미엄을 정당화 할 수 있습니다.
  하지만, 잠재적 인 재 작업 비용을 고려해야합니다: 7075 종종 추가 가공 시간이 발생합니다 (20 % 사료 속도가 느립니다) 용접이 필요한 경우 더 복잡한 열처리 사이클.

10. 새로운 트렌드 & 미래의 방향

열처리 혁신

• 6061: 연구원들은 실험하고 있습니다 RRA (역행 및 리깅) 위의 T6 강도를 푸시하려면 350 MPA 연성을 유지하는 동안.
  초기 결과는 5-10을 나타냅니다 % 무시할만한 신장 손실로 강도 이득.
• 7075: 소설 과다 순서-와 같은 T76 (120 ° C × 24 H 뒤에 160 ° C × 8 시간)- ≈를 보존하면서 SCC 감도를 억제 할 수 있습니다 90 % T6의 570 MPA.
  이러한 프로세스는 안전 마진이 원시 강도를 능가하는 항공 우주 플랫폼에서 등장하고 있습니다..

하이브리드 및 복합 솔루션

• 입찰 시트: 라미네이팅으로 6061 ~ 위에 7075 코어, 제조업체는 7075의 핵심 강도와 6061의 용접 가능 패널을 생산합니다., 부식 방지 표면.
  시험은 그러한 코어가 지원할 수 있음을 보여줍니다 30 % 부식성 대기에서 외부 무결성을 유지하면서 샌드위치 패널에서 더 높은 하중.
• 금속 매트릭스 복합재 (MMC): sic 나노 입자를 삽입하는 것 6061 또는 7075 매트릭스는 차세대 항공 우주 합금에 대한 조사 중입니다.
  초기 프로토 타입이 전시되어 있습니다 20 % 최소 밀도 페널티로 강성 증가, 그러나 처리 복잡성으로 인해 기술은 여전히 ​​개발 중입니다..

첨가제 제조 전망

• 분말 침대 융합: 인쇄 6061 분말이 발전하고 있습니다, 거의 1000을 달성합니다 % 밀도 및 인장 강도 280 MPA 제작 된 부품에서.
  하지만, 7075 PBF는 도전에 직면합니다: 빠른 응고로 인한 뜨거운 균열.
  빌드 챔버 내에서 현장 열 처리는 약속을 보여줍니다. 200 MPA 제작 된 인장 7075, 상승 450 MPA 건축 후 노화 후.
• 지시 된 에너지 증착 (DED): 주로 수리에 사용되었습니다, DED 7075 마모 된 오버레이 7075 용서는 최대 복원 할 수 있습니다 90 % 원래의 힘.
  아직, 희석 및 미세 구조 제어는 기술적 인 장애물로 남아 있습니다.

11. 차이점은 무엇입니까? 6061 그리고 7075 알루미늄 합금?

간결한 것이 있습니다 비교 테이블 사이의 주요 차이점을 요약합니다 6061 대. 7075 알루미늄 합금:

12. 결론

궁극적으로, 이 둘 사이의 선택 알루미늄 합금 응용 프로그램 우선 순위에 힌지:

• 선택하다 6061 용접 구조의 경우, 해양 피팅, 건축 압출, 및 중간 정도의 강도가있는 일반적인 목적 구성 요소, 제작의 용이성, 장기 부식 저항이 가장 중요합니다.
• 선택하다 7075 항공 우주의 고성능 구조 부품의 경우, 모터 스포츠, 그리고 어디에서 방어 절약 된 모든 킬로그램은 실질적인 성능 이득으로 해석됩니다- 디자이너가 SCC를 완화하고 더 엄격한 용접 또는 가공 제약 조건을 수락하도록 제공되었습니다..

앞으로 찾고 있습니다, 열처리 기술의 지속적인 발전 (예를 들어, 역행 및 재 지정 6061,

새로운 과잉 프로토콜 7075) 및 하이브리드 재료 솔루션 (클래드 또는 복합 라미네이트와 같은) 이 합금 사이의 경계를 더 흐리게하겠다고 약속하십시오.
하지만, 각 합금의 명확한 이해로 재료 선택을 접지함으로써 힘, 연성, 부식 행동, 및 제조 가능성,

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