Алюминий 6063: свойства, применение и характеристики

Алюминий является вторым по использованию металлом после железа. У алюминия более 500 сплавов, и Al 6063 — один из них. Поскольку алюминий используется в каждой отрасли, важно обсудить свойства, применение и спецификации его сплавов. Поэтому в этой статье рассматривается информация, связанная с алюминием и его сплавами в целом, но в частности с Al 6063.

Что такое алюминий 6063?

Существует более 500 зарегистрированных сплавов Al, некоторые из которых являются деформируемыми, а некоторые — литейными сплавами. Al 6063 относится к серии 6xxx и является деформируемым Al. Основными легирующими элементами являются Mg и Si. Он обычно используется для процесса экструзии и имеет среднюю прочность. Он свариваемый и термообрабатываемый. Он считается архитектурным алюминием из-за его чрезмерного использования в архитектурной промышленности.

Что означает темперамент T6?

Серия TX предоставляет информацию о сплаве, проходящем термическую обработку при определенной температуре. T6 Temper означает, что сплав сначала подвергается термической обработке при высоких температурах, а затем выполняется процесс старения для достижения дисперсионной твердости в соответствующем сплаве. Этот процесс также обеспечивает гладкие поверхности.

Преимущества и недостатки алюминия 6063

Этот раздел представляет собой руководство для понимания преимуществ и недостатков Al 6063.

Преимущества алюминия 6063

1. Al 6063 образует пассивный слой Al₂O₃когда он подвергается воздействию воздуха, поэтому он устойчив к коррозии и ржавчине. Его высокая коррозионная стойкость делает его пригодным для наружного применения.
2. Благодаря пластичным свойствам его можно легко экструдировать в сложные формы.
3. Теплопроводность Al 6063 превосходит теплопроводность многих металлов, поэтому его используют во многих приложениях, где важен отвод тепла, например, в системах охлаждения и т. д.
4. Его градиент теплопроводности значительно ниже, что означает, что тепло не вызывает напряжений в изделии и равномерно распределяется, поэтому его легко сваривать. Его свариваемость делает его распространенным в обрабатывающей промышленности.
5. Это легкий, пригодный для вторичной переработки и более дешевый сплав алюминия.

Недостатки и ограничения алюминия 6063

1. Также существуют некоторые ограничения, которые приведены ниже:
2. Его механические свойства не очень хороши: его предел прочности составляет 28,000 XNUMX фунтов на квадратный дюйм, что недостаточно для высокопрочных применений, таких как детали аэрокосмической техники.
3. Прочность Al 6063 очень низкая, поэтому нам необходимо проводить дополнительную обработку, например, искусственное старение, что дополнительно увеличивает стоимость продукта.
4. Он легко подвержен коррозионному растрескиванию под напряжением, что означает, что его нельзя использовать в условиях пониженного давления.

Распространенные изделия из алюминия 6063

Процесс экструзии обычно применяется к Al 6063 для изготовления сложных деталей.

Экструзии: формы и размеры

Из Al 6063 методом экструзии изготавливаются различные формы, такие как трубы, прутки, уголки, швеллеры, квадратные коробчатые профили и т. д. Размеры различных профилей Al 6063 T6 приведены ниже:

1. Если у вас изделие с «квадратным сечением», диапазон составляет от 1/3” x 3/8” x 15swg до 4” x 4” x 1/5”.
2. Размеры плоского стержня варьируются от ³/₈" х¹/₈"до 6” x 1”.
3. Если у вас есть трубка, то ее размеры варьируются от 3/8” x OD x 15swg до OD x 1/4”.
4. Размеры канала варьируются от 3/8” x 3/8” x 1/17” до 10” x 3” x 3/8” x 1/2”.
5. Размеры равнополочного уголка варьируются от 3/8” x 3/8” x 1/16” до 6” x 6” x 1/2”.
6. Размеры неравнополочного уголка варьируются от 3/4" x 1/4" x 1/16" до 6" x 3.5" x 3/8".

Трубы, прутки и уголки

Трубы, прутки и уголки изготавливаются методом экструзии из Al 6063.

Данная продукция используется в таких отраслях промышленности, как:

Рамы, теплообменники и т. д. изготавливаются из труб.

Прутки используются в перилах, ручках и т. д.

Для изготовления кронштейнов, наличников и архитектурных рам вам понадобятся уголки.

Пользовательские профили

Благодаря возможности экструзии возможно изготовление деталей из Al 6063 по индивидуальному заказу.

Химический состав алюминия 6063

Химический состав любого сплава влияет на его механические и физические свойства. Состав алюминия 6063 показан ниже:

Основными легирующими элементами являются Mg и Si, поскольку Mg образует осадки Mg.₂Si, который увеличивает прочность Al 6063 за счет дисперсионного твердения.

Физические свойства алюминия 6063

Физические свойства имеют важное значение с точки зрения применения, которое рассматривается здесь:

Плотность

Плотность Al 6063 составляет 2.70 г/смXNUMX.³, поэтому его считают легким металлом.

Теплопроводность

Al 6063 обладает более высокой теплопроводностью, чем многие металлы: 201 – 218 Вт/[мК]. Это является причиной его широкого использования в теплообменниках.

Электрическая проводимость

Электропроводность Al 6063 составляет 3.32 X 10^-6 Ом-см.

Коррозионная стойкость

Эта марка имеет хорошую коррозионную стойкость благодаря пассивному слою Al.₂O₃, поэтому его можно использовать в морских и прибрежных условиях.

Механические свойства алюминия 6063

Механические свойства металла определяют, где его можно использовать для достижения наилучших результатов, поэтому их важно обсудить.

Предел прочности на разрыв

Прочность на растяжение Al 6063 после термообработки и искусственного старения составляет 241 МПа. Это максимальная нагрузка, которую может выдержать Al 6063.

5052 против 6063: В алюминиевых сплавах прочность в основном зависит от типа закалки, но, как правило, 6063 Al прочнее, чем 5052 Al.

6005 t5 против 6063 t5: 6005 Al прочнее (250–310 МПа), чем 6063 Al (160–210 МПа).

6060 против 6063: 6063 прочнее, чем 6060 Al.

Предел текучести

Это означает величину нагрузки, после которой возникает остаточная деформация, т.е. 214 МПа.

Твердость

Твёрдость Al 6063 T6 составляет 73 единицы по Бринеллю.

относительное удлинение

Удлинение означает, насколько он может быть удлинен до разрыва. Это важное свойство при экструзии. Его удлинение при разрыве составляет 12%.

Как алюминий 6063 ведет себя под нагрузкой

 Это пластичный сорт Al, т.е. удлинение при разрыве составляет 12%. Это не жесткий металл, поэтому он ведет себя, можно сказать, адекватно под нагрузкой. Его средняя прочность подходит для архитектурных компонентов, но не для аэрокосмических компонентов.

Таблица механических свойств алюминия 6063

Различные виды алюминия 6063

Различные режимы отпуска Al 6063 подразумевают различные температуры отпуска и время выдержки для получения различных механических свойств для различных областей применения.

6063-O: Отожженная форма

Для получения Al 6063-O его отжигают при температуре 413^oС. В 413^oС, выдержать 2–3 часа, затем охладить до 50°С.^oF в час от 775 до 500^oF. После такой термообработки можно достичь 89.6 МПа.

6063-T1: Деформационно-упрочненная форма

Так как это термообрабатываемый сплав, то его нельзя упрочнять. Для получения состояния Al 6063-T1 его сначала подвергают термообработке на твердый раствор при температуре 520 - 540^oC, а затем оставляют при комнатной температуре для естественного старения. После этой обработки можно достичь прочности 152 МПа.

6063-T4: Термическая обработка на твердый раствор

Для получения состояния Al 6063-T4 сплав Al 6063 сначала подвергается термообработке на твердый раствор (520 – 540^oC), закалка и затем естественное старение. Этот отпуск обеспечивает прочность 172 МПа.

6063-T5: Состаренный и растянутый

В этом типе отпуска растяжение производится для снятия внутренних напряжений. Чтобы сделать отпуск Al 6063-T5, сначала выдавливают при (480 500^oС), охлаждают, растягивают на 3-5%, а затем подвергают искусственному старению путем нагревания при температуре 175-200°С.^oC. Эта форма отпуска имеет предел прочности на растяжение 186 МПа.

6063-T6: Термическая обработка на твердый раствор и искусственное старение

Процедура та же, что и в первом решении: термообработка, охлаждение и искусственное старение при 175 – 200°С.^oC. Этот отпуск имеет более высокие механические свойства, чем рассмотренные выше отпуска. Эта термическая обработка приводит к гладким поверхностям.

6063 T52 Алюминий

Это искусственно состаренная форма 6063 Al. Имеет превосходные механические свойства по сравнению с алюминием 6063 t6, коррозионную стойкость и отличную экструдируемость. Используется для изготовления оконных рам, навесных стен и т. д.

Для чего используется алюминий 6063?

Это архитектурный алюминий, который в основном используется для изготовления архитектурных компонентов, таких как оконные рамы, структурные профили, перила и т. д. Другие области применения включают теплообменники (благодаря отличной теплопроводности), лодки, трубы и т. д. Он также используется для создания эстетической отделки (благодаря гладким поверхностям).

Сварка и изготовление алюминия 6063

Al 6063 отличается превосходной свариваемостью и обрабатываемостью. Его легко изготавливаемые детали включают оконные рамы, кронштейны и т. д. Для его изготовления обработка на станках с ЧПУ является хорошим выбором из-за ее автоматизации и надежности.

6063 Свариваемость алюминия

Эта марка Al легко сваривается благодаря хорошей формуемости. Она имеет высокую коррозионную стойкость и пластичность, что исключает риск образования трещин при сварке. Для сварки этой марки применимы любые методы сварки, такие как дуговая сварка, газовая сварка и т. д.

Обработка алюминия на станке с ЧПУ 6063

Как вы знаете, Al 6063 обладает очень хорошей обрабатываемостью, поэтому его можно легко обрабатывать на станке с ЧПУ. Вы можете легко выполнять такие операции, как нарезание резьбы, сверление, фрезерование и т. д. На следующих изображениях показаны соединители, крепежи и кронштейны из Al 6063, изготовленные с помощью обработки на станке с ЧПУ.

Технические характеристики и стандарты алюминия 6063

В этом разделе приведены некоторые спецификации и стандарты Al 6063:

Стандарты ASTM для алюминия 6063

ASTM означает Американское общество по испытаниям и материалам. Ниже приведены стандарты ASTM для Al 6063.

Технические характеристики AMS для алюминия 6063

AMS означает Aerospace Material Specification. Эти спецификации включают материалы аэрокосмического класса. Для Al 6063, AMS 4156 является соответствующей спецификацией.

Другие соответствующие стандарты

Другие соответствующие стандарты Al 6360 включают:

Краткое описание алюминия 6063-T6

Если обобщить все, что касается Al 6360, то он включает: это архитектурный алюминий, который обладает средней прочностью и хорошей пластичностью, т.е. удлинением при разрыве 12%. Он содержит Mg и Si в качестве основных легирующих элементов и поддается термической обработке. Искусственное старение — это процесс повышения прочности. Его нельзя использовать для высокопрочных применений.

Обзор основных свойств

Резюме основных свойств: Al 6063 обладает хорошей коррозионной стойкостью и малым весом. Его теплопроводность превосходит многие металлы и используется в основном в теплообменниках. Он имеет среднюю прочность, поэтому его используют при изготовлении архитектурных компонентов.

Почему алюминий 6063-T6 является популярным выбором

Al 6063 – T6 является популярным выбором, поскольку он устойчив к коррозии благодаря пассивному слою и обеспечивает среднюю прочность. Он легко сваривается и обрабатывается, поэтому его используют в обрабатывающей промышленности.

Алюминий 6005 t5 против 6063 t5

6005 t5 обеспечивает лучшие механические свойства, чем 6063 t5. 6063 обеспечивает прочность на растяжение 160-250 МПа, в то время как 6005 t5 имеет прочность на растяжение 250-310 МПа. Оба являются термообрабатываемыми, но 6005 t5 используется в высокопрочных приложениях.

Алюминий 5052 против 6063

Al 5052 имеет большую прочность, чем Al 6063. Al 5052 относится к серии 5xxx, его нельзя подвергать термической обработке. Его прочность увеличивается за счет процесса деформационного упрочнения.

Алюминий 6060 против 6063

6063 прочнее (160-250 МПа), чем 6060 (140-160 МПа). Оба материала термообрабатываемые и могут быть экструдированы для получения сложных форм.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) об алюминии 6063

В чем разница между алюминием 6063-T6 и 6061-T6?

T6 означает, что механизм упрочнения для обоих сплавов — искусственное старение. Предел текучести Al 6061-T6 выше, чем 6063-T6.

Можно ли использовать алюминий 6063-T6 для наружных работ?

Да, это лучший выбор из-за хорошей коррозионной стойкости и хорошей прочности. Это экономически выгодный выбор из-за более низкой стоимости обработки.

Каковы наилучшие методы сварки алюминия 6063?

Al 6063 легко сваривается. Методы сварки TIG и MIG считаются лучшими методами сварки для Al 6064.