Varför T6-tempereringen begränsar böjbarheten
T6-beteckningen betyder att materialet har värmebehandlats med lösning, kylts och sedan åldrats på konstgjord väg till maximal styrka. I legering 6061 är åldringsmetoden som producerar T6 i allmänhet en utfällningsbehandling vid cirka 175 C i 8 timmar, enligt riktlinjerna för värmebehandling av bearbetade aluminiumlegeringar i ASTM B918/B918M. Under åldring bildas fina Mg2Si-fällningar genom hela kornen och höjer sträckgränsen till cirka 276 MPa med draghållfasthet runt 310 MPa. Avvägningen-är en minskning av den tillgängliga förlängningen före fraktur, till ungefär 10 till 12 procent i typiska publicerade data.
Böjning koncentrerar plastpåkänning på utsidan av böjen. När det lokala töjningsbehovet på den ytan överstiger den återstående töjningen av materialet, initieras en spricka. I topp-åldern 6061 är marginalen mellan belastningen från en snäv böj och belastningen som materialet kan absorbera liten, så fel är inte gradvisa - delen bildas antingen rent eller spricker. Flera mekanismer gör detta värre: T6-mikrostrukturarbetet-härdar snabbt, så belastning lokaliserar istället för att distribuera; grova ingående partiklar fungerar som sprickinitieringsställen; och i tjockare plåt kan sektionen helt enkelt inte böjas till en liten radie oavsett legering.
Formningsbeteende av legering och temperament
Tabellen nedan anger formegenskaperna för de alternativ som normalt övervägs när en konstruktion kräver en böjning.
| Material | Draghållfasthet (typiskt) | Sträckgräns (typisk) | Förlängning (typisk) | Bildande bedömning |
|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 310 MPa | 276 MPa | 10 till 12 % | Dålig; sprickbildning vid snäva radier |
| 6061-T4 | 241 MPa | 145 MPa | ca 16% | Bra; åldras sedan till T6 |
| 6061-O | ca 115 MPa | cirka 48 MPa | ca 25% | Utmärkt för svår formning |
| 5052-H32 | 228 MPa minimum | 193 MPa minimum | ca 12% | Bra; standardval för plåtbockning |
| 5052-O | ca 195 MPa | cirka 90 MPa | ca 25% | Excellent |
| 3003-H14 | cirka 152 MPa | ca 145 MPa | ca 8% | Måttlig; generös radie behövs |
| 6063-T5 / T6 | cirka 186 till 241 MPa | cirka 145 till 214 MPa | cirka 8 till 12 % | Används i stor utsträckning för rörböjning |
Minimivärden för de temperament som anges i ASTM B209/B209M eller ASTM B221 måste hämtas från produktstandarden och brukscertifikatet för det aktuella partiet; siffrorna här är typiska publicerade värden endast för urvalsarbete. Observera att 5052-H32 har en högre sträckgräns än 6061-T4 samtidigt som den förblir mycket mer formbar, varför den dominerar formade plåtarbeten.
Praktisk minsta böjradier
Guidning av böjradie är verkstadspraxis snarare än ett enda publicerat nummer, eftersom den uppnåbara radien beror på tjocklek, kornriktning, verktygsskick och den tillåtna nivån av ytmärkning. Följande intervall återspeglar vanlig praxis för en 90 graders böj i tvärriktningen, där T är materialtjockleken.
För 6061-T6 är en inre radie under cirka 2,5T till 4T hög risk, och många tillverkare vägrar att böja den alls under 3T. För 6061-T4 är det praktiska räckvidden cirka 1,5T till 2T. För 5052-H32, cirka 1,0T till 1,5T. För 5052-O, cirka 0,5T. För 3003-H14, cirka 0,5T till 1T.
Fyra regler minskar sprickrisken oavsett legering. Böj tvärs över rullriktningen, inte med den. Grada av och, om möjligt, polera böjlinjen, eftersom en avklippt kant är en sprickstartare. Använd en stansradie som matchar ritningsradien istället för att lita på stansöppningen. Och håll böjområdet fritt från djupa repor och stämplingsmärken, som fungerar som spänningskoncentratorer.
Formuläret-Då-Ålder
När designen kräver styrkan av 6061-T6 och även kräver böjningar, är den accepterade lösningen att formas i det mjukare tillståndet och åldras efteråt. Två varianter används. I den första köper tillverkaren lösningsvärmebehandlat och naturligt åldrat 6061-T4-material, som är stabilt och formbart under en praktisk period, formar det och åldrar det sedan artificiellt till T6 vid cirka 175 C i 8 timmar. I den andra behandlar tillverkningslösningen materialet i huset, formar det i släckt W-tillstånd medan det fortfarande är mjukt och åldras sedan till T6. Den andra vägen ger den bästa formbarheten men kräver att formningen sker inom ett kort fönster efter härdning, vanligtvis begränsat till timmar, och att delarna kyls om operationen försenas.
Två effekter måste tillåtas. Dimensionell förändring vid åldrande är liten men mätbar, så snäva-toleransdelar bör verifieras efter åldringscykeln. Och återfjädringen är större vid hög-hållfasthet eftersom förhållandet mellan elasticitetsmodulen och sträckgränsen är hög, så verktyg bör byggas med kompensation och valideras genom försök.
Böjverifiering och kvalitetskontroll
Acceptans av böjning bör baseras på ett test snarare än på enbart visuell inspektion. ASTM E290 beskriver standardböjtestmetoderna för duktilitet och ISO 7438 är motsvarande böjningsförfarande för metalliska material, med GB/T 232 som den jämförbara kinesiska testmetoden. En lindningsböj till 180 grader runt en specificerad dorn, med inspektion av den yttre ytan vid två till tre gångers förstoring, är den vanliga produktionskontrollen, och ett första -artikeltest med ett radiesteg snävare än ritningen fastställer processmarginalen. För anodiserade eller målade delar bedöms beläggningsflexibiliteten separat med T-böjmetoden enligt ASTM D4145, eftersom en beläggning kan misslyckas medan substratet förblir sundt.
Vanliga frågor
Q:Kan 6061-T6 böjas utan att spricka?
S: Endast med en generös inre radie, vanligtvis 2,5T till 4T eller mer, och med böjlinjen tvärs rullriktningen. Många tillverkare avböjer att böja 6061-T6 alls och specificerar istället en mer formbar legering.
Q:Vilken aluminiumlegering ska användas istället för 6061-T6 för bockning?
A: 5052-H32 för allmänt plåtarbete, eftersom det kombinerar användbar styrka med god duktilitet och korrosionsbeständighet, eller 3003-H14 för lätt belastade delar. För tubbockning är 6063-T5 ett vanligt val.
Q:Kan 6061 böjas och sedan åldras till T6?
A: Ja. Detta är standardpraxis: bilda delen i T4-tillståndet, eller omedelbart efter släckning i W-tillståndet, åldras sedan vid cirka 175 C i 8 timmar för att uppnå T6-styrkan. Tillåt små dimensionsförändringar under åldrandet.
Q:Varför spricker 6061-T6 istället för att deformeras?
S: Toppåldring höjer sträckgränsen till cirka 276 MPa samtidigt som den tillgängliga töjningen minskar till ungefär 10 till 12 procent. Böjning kräver mer belastning än vad materialet kan absorbera vid snäva radier, så det spricker snarare än att ge efter gradvis.
Q:Hur verifieras böjkvaliteten i produktionen?
S: Genom lindningsböjtestning enligt ASTM E290 eller ISO 7438, vanligtvis vid 180 grader runt en specificerad dorn, plus en snävare -radieförsök på den första artikeln för att fastställa processmarginalen.
Q:Påverkar materialtjockleken böjbarheten?
A: Ja. För samma förhållande mellan radie och tjocklek, beter sig tjockare material på liknande sätt, men att uppnå en liten absolut radie i tjock plåt kräver mycket större verktygskrafter och begränsas av förhållandet mellan radie och tjocklek, inte av enbart legering.
