7075-T651 och 6061-T6 är båda nederbörds-härdade aluminiumlegeringar, men de är specificerade för helt olika jobb. Den ena är en höghållfast legering som konkurrerar med mjukt stål i spänning; den andra är en mångsidig, svetsbar och korrosionsbeständig allmän ingenjörskvalitet. Att förstå var skillnaden kommer ifrån gör valet enkelt.
De två legeringarna och deras temperament
7075 är en aluminium-zink-magnesium-kopparlegering. Zink är den huvudsakliga tillsatsen vid ungefär 5,1 till 6,1 %, understödd av cirka 2,1 till 2,9 % magnesium och 1,2 till 2,0 % koppar. Kombinationen ger den högsta hållfastheten av alla vanliga bearbetade aluminiumlegeringar, till priset av duktilitet och motståndskraft mot vissa former av korrosion. T651-tempereringen innebär att plattan är lösningsvärmebehandlad, stressavlastad genom kontrollerad sträckning på cirka 1,5 till 3 % och sedan artificiellt åldrad. Stretching tar bort de flesta inre restspänningar, vilket är anledningen till att T651-plattan förblir dimensionsstabil när en stor mängd material bearbetas bort. 6061 är en aluminium-magnesium-kisellegering med mindre koppartillsatser. T6-tempereringen uppnås genom lösningsbehandling och artificiell åldring utan sträckningssteget, vilket är tillräckligt för en produkt som vanligtvis levereras som extrudering, plåt eller plåt i blygsam tjocklek. Båda legeringarna är vanligtvis certifierade enligt ASTM B209 för plåt och plåt, med sammansättning i EN 573-3 för europeiska beställningar och GB/T 3880.2 för den kinesiska marknaden.
Mekaniska egenskaper sida vid sida
| Egendom | 7075-T651 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| Typisk draghållfasthet | Cirka 570 MPa | Cirka 310 MPa |
| Typisk sträckgräns | Cirka 500 MPa | Cirka 275 MPa |
| Typisk förlängning | Cirka 11 % | Cirka 12 % |
| Hårdhet | Cirka 150 HB | Cirka 95 HB |
| Elastisk modul | Cirka 71,7 GPa | Cirka 68,9 GPa |
7075-T651 är ungefär 80 % starkare i spänning och cirka 80 % starkare i utbyte än 6061-T6, och märkbart hårdare. Förlängningssiffrorna ser likadana ut, men de är uppmätta på olika provgeometrier och 7075 har mycket mindre kapacitet för lokal deformation före brott, så det beter sig som det mer spröda materialet vid överbelastning och slag. En användbar konsekvens av den högre hållfastheten är viktbesparing: en del designad till en spänningsgräns kan göras tunnare eller mindre i 7075, och eftersom modulvärdena är nära, vinner en styvhetsbegränsad konstruktion mycket mindre på bytet.
Fysiska egenskaper och termiskt beteende
Densitet: 7075 är cirka 2,81 g/cm3 mot cirka 2,70 g/cm3 för 6061, så den starkare legeringen är marginellt tyngre per volymenhet.
Värmeledningsförmåga: 6061-T6 leder cirka 167 W/(m·K), medan 7075-T6 är lägre vid cirka 130 W/(m·K), så 6061 är det bättre valet för värmespridning och för delar som snabbt måste avge värme.
Elektrisk konduktivitet: 6061-T6 körs på ungefär 43 % IACS och 7075-T651 på ungefär 33 % IACS.
Smältområde: 6061 spänner över cirka 582 till 652 grader, medan 7075 börjar smälta nära 477 grader och är helt flytande med cirka 635 grader, vilket minskar det säkra fönstret för alla heta arbeten.
Termisk expansion: båda legeringarna är nära 23,6 mikrotöjningar per grad Celsius, så ingen av dem har någon fördel vid långa sammansättningar.
Skillnader i bearbetning, formning och sammanfogning
Båda legeringarna bearbetar bra, och båda levereras som plåt för CNC-arbete, men de beter sig annorlunda efter snittet. 7075-T651 producerar korta, rena spån och håller en fin ytfinish, och eftersom den har sträckts motstår den förvrängningen som visar sig när en tunn bana fräss ut ur en 6061-plåt. Det är därför 7075 dominerar formplattor, jiggar och fixturer och flygbeslag där snäva toleranser måste överleva tungt materialavlägsnande. 6061-T6-maskiner lätt vid lägre skärhastigheter och är mycket mer tolerant mot formning: den böjer sig till en snävare radie, kan dras och rullas, och kan svetsas med 354 354. fyllmedel. 7075 är i allmänhet inte smältsvetsat i strukturell användning, eftersom svetsbadet stelnar med dålig duktilitet och den värmepåverkade zonen tappar styrka; skarvar i 7075 är därför gjorda med fästelement, limbindning eller omdesign i en svetsbar legering. Anodisering skiljer sig också: 6061 tar lätt en klar eller färgad anodbeläggning, medan kopparhalten i 7075 ger en mörkare, mindre dekorativ film.
Korrosion, trötthet och servicemiljö
Under vanliga inomhus- och atmosfäriska förhållanden står båda legeringarna väl emot oxidation. Skillnader uppträder i aggressiva miljöer. 7075 i T6-familjen är känslig för spänningskorrosionssprickor, särskilt när dragpåkänning verkar i den korta-tvärriktningen, vilket är anledningen till att över-åldrade temperament som T73 och T7351 existerar för service där risken är verklig. 6061-, vilket är känsligare för salt och havsexponering på samma sätt, vilket är bättre för sprut och marin exponering. anledningen till att den används för båtinredning, strukturella ramar och transportkomponenter. När det gäller utmattning erbjuder 7075-T651 en högre utmattningshållfasthet vid ett givet antal cykler eftersom den utgår från en högre spänningsnivå, så den är att föredra för cykliskt belastade rymdstrukturer där massan spelar roll. Skyddspraxis för båda legeringarna inkluderar att undvika galvaniska par med stålfästen, att hålla skurna kanter och borrade hål avgradade och använda en omvandlingsbeläggning eller primer där delen ser klorider eller stående vatten.
Urvalsguide efter applikation
| Ansökan | Föredragen legering | Resonera |
|---|---|---|
| Aerospace vinge och flygkroppsbeslag | 7075-T651 | Högsta styrka och utmattningsprestanda per kilogram |
| Formplattor och precisionsfixturer | 7075-T651 | Stress-avlastad plåt motstår bearbetningsförvrängning |
| Bilramar och fästen | 6061-T6 | Bra hållfasthet med svetsbarhet och korrosionsbeständighet |
| Marin hårdvara och plattformar | 6061-T6 | Bättre motståndskraft mot salt-vattenkorrosion |
| Kylflänsar och värmeplattor | 6061-T6 | Högre värmeledningsförmåga än 7075 |
| Anodiserade konsumentprodukter | 6061-T6 | Tar en tydlig, jämn anodisk finish |
| Hög-hållfast bultkonstruktion | 7075-T651 | Styrka utan att förlita sig på svetsning |
Där båda legeringarna skulle kunna fungera är den avgörande frågan normalt vilken gräns som styr delen. Om konstruktionen är stressbegränsad tillåter 7075-T651 en lättare sektion. Om konstruktionen är styvhetsbegränsad, svetsbar eller utsatt för klorider, är 6061-T6 vanligtvis det mer ekonomiska och mer hållbara svaret.
Vanliga frågor
F: Är 7075-T651 starkare än 6061-T6?
Ja. 7075-T651 når vanligtvis cirka 570 MPa drag och 500 MPa utbyte, medan 6061-T6 är cirka 310 MPa respektive 275 MPa.
F: Varför levereras 7075 vanligtvis med T651-temperering?
Det extra steget med sträckning lindrar inre spänningar, så tjock platta förblir formstabil när stora mängder material bearbetas bort.
F: Kan 7075-T651 svetsas?
Den är i allmänhet inte smältsvetsad för strukturell service eftersom den svets- och värmepåverkade zonen förlorar duktilitet och styrka; bultade, nitade eller limmade fogar används istället.
F: Vilken legering är bättre för marint bruk?
6061-T6 är det vanliga valet, eftersom den motstår saltvattenkorrosion väl och inte bär känsligheten för spänningskorrosionssprickbildning hos 7075 T6-familjen.
F: Leder 7075 eller 6061 värme bättre?
6061-T6 leder värme bättre, med ungefär 167 W/(m·K) mot cirka 130 W/(m·K) för 7075-T6.
F: Finns det en viktstraff för att välja 7075?
Endast något per volymenhet, eftersom 7075 har en densitet nära 2,81 g/cm3 mot cirka 2,70 g/cm3 för 6061; en styrka-begränsad del är vanligtvis lättare i 7075.
