6061铝零件加工

6061（统一编号系统（UNS）编号A96061）是一种沉淀硬化 铝合金，含有镁和硅作为其主要合金元素。它最初被称为“合金61S”，于1935年开发。^[2]它具有良好的机械性能，具有良好的焊接性，并且通常被挤出（仅次于6063）。^[3] 它是通用铝中最常见的合金之一。

它通常有预回火等级，例如6061-O（退火），回火等级，例如6061-T6（固溶和人工时效）和6061-T651（固溶，消除应力的拉伸和人工时效）。
 

化学成分

属性

6061的机械性能在很大程度上取决于材料的回火或热处理。无论回火如何，杨氏模量均为69 GPa（10,000 ksi）。

6061-O 

退火6061（6061-O回火）的最大极限抗拉强度不超过150 MPa（22 ksi），最大屈服强度不超过83 MPa（12 ksi）或110 MPa（16 ksi）。 该材料的伸长率（极限破坏前的拉伸）为10-18％。为了获得退火状态，通常将合金在415°C加热2-3小时。

6061-T4 

T4回火6061的极限抗拉强度至少为180 MPa（26 ksi）或210 MPa（30 ksi），屈服强度至少为110 MPa（16 ksi）。伸长率为10-16％。

6061-T6 

经过理的T6回火6061可为6061铝合金提供最大的沉淀硬化（因此具有最大的屈服强度）。它的极限抗拉强度至少为290 MPa（42 ksi），屈服强度至少为240 MPa（35 ksi）。更典型的值分别是310 MPa（45 ksi）和270 MPa（39 ksi）。^[10]这可能超过某些类型的不锈钢的屈服强度。^[11]厚度为6.35毫米（0.250英寸）或更小，伸长率为8％或更高；在较厚的部分，其伸长率为10％。T651回火具有相似的机械性能。6061-T6在25°C（77°F）时的典型导热系数约为152 W / mK。材料数据表^[12]定义了使用标准RR摩尔试验机和试样，在500,000,000个完全反向循环的循环载荷下的疲劳极限为97 MPa（14 ksi）。请注意，铝在其Sn图上没有显示出明确定义的“拐点”，因此对于多少个周期等于“无限寿命”存在一些争议。还应注意，应用的疲劳极限的实际值会受到传统的载荷，梯度和表面光洁度的降额因素的显着影响。

微观结构

不同的铝热处理可控制Mg的大小和分散
_2个Si在材料中沉淀。晶界尺寸也会变化，但对强度的影响不如析出重要。晶粒尺寸可基于应力而改变数量级，并且晶粒可小至几百纳米，但直径通常为几微米至几百微米。铁，锰和铬次级相（铁
_2个硅
_2个铝
₉，（铁，锰，铬）
₃硅铝
₁₂）通常在材料中形成为内含物。

铝合金的晶粒尺寸在很大程度上取决于加工技术和热处理。受到应力作用的材料的不同横截面会导致晶粒大小数量级的差异。一些经过特殊处理的铝合金的晶粒直径为数百纳米，但大多数范围从几微米到几百微米。

使用

建造飞机结构，例如机翼和机身，比商用或军用飞机更常见于家用飞机。 2024合金稍强一些，但是6061更容易加工，即使表面被磨损也仍然耐腐蚀，而2024则不是这种情况，通常与薄Alclad涂层一起使用以提高耐蚀性。^[18]6061通常用于以下用途：

• 游艇建造，包括小型杂物船。
• 汽车零件，例如Audi A8的底盘和Plymouth Prowler。
• 手电筒
• 用于食品和饮料包装的铝罐。
• 潜水罐和其他高压储气瓶（1995年后）

6061-T6用于：

• 自行车车架和组件。
• 许多飞蝇钓线轴。
• 在先锋牌匾
• 次室和挡板系统，可在枪械声抑制器（为减轻重量主要手枪抑制器和改进的机械功能性），而初级膨胀室通常需要17-4PH或303不锈钢或钛。^[20] [21]
• 许多非军用规格的AR-15步枪变体的上下接收器。
• 许多铝制码头和舷梯被焊接到位。
• 某些超高真空（UHV）腔室中使用的材料
• 遥控模型飞机的许多零件，特别是直升机旋翼零件。
• 大型业余无线电天线。
• 消防部门救援梯

焊接

6061是高度可焊接的，例如使用钨极惰性气体保护焊（TIG）或金属惰性气体保护焊（MIG）。通常，焊接后，焊缝附近的性能为6061-T4，约40％的强度损失。可以对材料进行重新热处理，以使整件材料恢复到接近-T6的温度。焊接后，材料自然会老化并恢复其某些强度。在最初的几天到几周内恢复了大多数力量。但是，铝设计手册（铝协会）建议在不经过适当热处理的情况下，将与焊缝相邻的材料的设计强度设为165 MPa / 24000 PSI。典型的填充材料是4043或5356。

挤压

6061是一种用于生产挤压件的合金，这种挤压件是通过将金属推过成形模具而制成的长等截面结构形状。

锻件

6061是适用于热锻的合金。通过感应炉加热坯料，并使用闭模工艺进行锻造。这种特殊的合金适用于敞口模锻件。汽车零件，沙滩车零件和工业零件只是锻件的一部分用途。铝6061可以锻造成扁钢或圆钢，圆环，块，圆盘和坯料，空心和心轴。6061可以锻造成特殊形状和定制形状。^[22]

铸件

6061不是传统上铸造的合金，因为它的硅含量低，影响了铸造的流动性。可以使用专门的离心铸造方法适当地铸造。离心铸造6061是大型环和套筒应用的理想选择，这些应用超出了大多数锻造产品的限制。^[23]

等效材料

6061铝当量表

标准

在以下标准中讨论了6061铝合金的不同形式和回火：

• ASTM B 209：铝和铝合金薄板的标准规范
• ASTM B 210：铝和铝合金拉制无缝管的标准规范
• ASTM B 211：铝和铝合金棒材，棒材和线材的标准规范
• ASTM B 221：铝和铝合金挤压棒材，棒材，线材，型材和管材的标准规范
• ASTM B 308：铝合金6061-T6标准结构型材的标准规范-根据ASTM，这是在2019年停产的，没有替代品。
• ASTM B 483：通用应用的铝和铝合金拉制管材的标准规范
• ASTM B 547：铝和铝合金成型圆弧焊接圆管的标准规范
• ISO 6361：锻造的铝和铝合金薄板，带材和板材

关键词：6061铝合金零件

作者：cyanbat 来源：@青蝠科技