Aluminium av flykvalitet

Aluminiumlegeringer er viktige i nesten alle moderne industrielle innovasjoner og produksjonsprosesser. Disse legeringene er lett tilgjengelige og har et stort spekter av bruksområder fordi hver legering inneholder en blanding av to eller flere metalliske elementer som gir dem raffinerte materialegenskaper.

Aluminiumslegeringen 6061 er en aluminiumslegering som i stor grad brukes til ulike industrielle bruksområder. Legeringselementene i legeringen 6061 aluminiumslegering har spesielle egenskaper, blant annet bemerkelsesverdig styrke, bearbeidbarhet, elektrisk ledningsevne, korrosjonsbestandighet og varmeledningsevne.

Vanlige navn for 6061 aluminiumslegering

De typiske handelsnavnene på aluminiumslegeringen 6061 inkluderer:

• 6061-O
• 6061-T651
• Aluminium 6061-t6 av flykvalitet
• Legering 61s
• 6061-Ta4

Fordeler med aluminium 6061 av flykvalitet

Aluminium har en rekke fordelaktige egenskaper som gjør det til et enkelt valg for produksjon av fly. Tre ble faktisk brukt til å bygge fly, men det er utsatt for råte og kan splintres uten riktig vedlikehold.

På samme måte er stål kraftigere enn aluminium, men veier betydelig mer. Stål brukes bare i fly når det kreves svært høy styrke, for eksempel i landingshjul eller fly med svært høy hastighet.

Styrke av 6061 aluminium av luftfartøykvalitet

En av de viktigste fordelene med 6061 aluminium for luftfartøyer er den bemerkelsesverdige styrken. Strekkfastheten varierer fra 124-290 MPa (18-42 ksi), noe som tilsvarer mange strukturelle bruksområder. Det er likevel viktig å merke seg at selv om 6061 aluminium er kraftigere enn noen typer stål, er det kanskje ikke like kraftig som høyfast, lavlegert stål (HSLA) eller forskjellige verktøystål.

Motstandsdyktighet mot korrosjon

Når man skal matche 6061-aluminium med stål, er korrosjonsbestandighet en viktig faktor å ta hensyn til. Aluminium danner naturlig et beskyttende oksidlag når det utsettes for luft, noe som gir en fantastisk motstand mot korrosjon. På den annen side er stål utsatt for rustdannelse når det ikke beskyttes på riktig måte. Derfor er aluminium generelt foretrukket i frilufts- og marineapplikasjoner der korrosjon kan være et viktig problem. Den overlegne korrosjonsbestandigheten til 6061-aluminium gjør det til det beste valget for ulike atmosfærer.

Vekt av 6061 flyaluminium

I tillegg til styrken er en annen viktig fordel med 6061-aluminium den lavere tettheten sammenlignet med stål. Aluminium har en tetthet på ca. 2,7 g/cm3, noe som er omtrent 1/3 av tettheten til stål (7,85 g/cm3). Denne lavere tettheten gir 6061-aluminium en viktig vektfordel i forhold til stål, noe som gjør det til et perfekt valg for bruksområder der vektreduksjon er viktig. For eksempel i bilindustrien og romfartsindustrien, der drivstoffeffektivitet og full vekt er viktige faktorer, er 6061-aluminium generelt foretrukket.

Bruksområder for 6061 aluminiumslegering

Aluminiumslegeringen 6061 har mange bruksområder i mange bransjer på grunn av sin fantastiske styrke, lette vekt, rimelige pris og motstand mot rust. Bortsett fra å lage aluminiumsbokser, sykkelrammer, industrielle deler, elektriske beslag og matbeholdere, her er andre bruksområder for 6061-legering:

Flykomponenter

Flyaluminium 6061 er et av de mest brukte materialene i luftfartsindustrien på grunn av det fantastiske forholdet mellom styrke og vekt og den høye korrosjonsbestandigheten. Produsenter bruker vanligvis 6061-legeringer til å lage flykomponenter som stabilisatorer, skrog, skott, vinger og andre strukturelle komponenter til militære eller kommersielle fly. Holdbarheten og fleksibiliteten til denne legeringen gjør den til det beste valget for krevende bruksområder.

Bildeler

Aluminiumslegeringen 6061 brukes i bilindustrien til å lage mange deler. Denne legeringen har en fantastisk styrke for å lage rammekomponenter, for eksempel komponenter til kjøretøy, motor, fjæring, bremser og drivverk.

På samme måte gjør lettvektsegenskapene det til et perfekt materiale for karosseripaneler. Det bidrar til å redusere bilens totalvekt uten at det går på bekostning av styrke og holdbarhet.

Sportsutstyr

Sportssektoren drar nytte av 6061-aluminiumets fantastiske korrosjonsbestandighet og forholdet mellom styrke og vekt. Produsenter og produktdesignere bruker vanligvis denne legeringen til å lage sportsartikler som baseballkøller, skateboarddekk, golfkølleskaft, hockeykøller og tennisrackethåndtak. Fleksibiliteten til 6061-legeringen gjør den til et perfekt materiale for disse bruksområdene.

Hva er driftstemperaturområdet?

Driftstemperaturområdet for en bestemt legering forklarer temperaturområdet for varm aldring, bearbeiding og gløding. Den perfekte varme arbeidstemperaturen for aluminium 6061 ligger i området 260-372 ºC.

Du kan også gløde aluminium 6061 ved 413 C i omtrent 2-3 timer. Deretter kan du kjøle ned metallet ved en kontrollert temperatur på 10 C timer til det når 260 C. Videre gjøres aldring av 6061 aluminium best ved 160 C i nøyaktig åtte timer før nedkjøling av luften.

Kan den brukes?

6061-aluminium er svært sveisbart. Du kan sveise det rutinemessig ved å bruke riktig tilsettmateriale. Dette tilsetningsmaterialet bidrar til å stoppe alle sveisekompleksiteter som er involvert i 6061 aluminiums størkningssprekker. For å få det beste resultatet fra sveising av 6061 aluminium, må du bruke de beste fyllmaterialene, som inneholder 4043 eller 5356 aluminiumslegering.

Mer viktig er det tilrådelig å aldri bruke 6061 fyllmateriale for å sveise aluminiumslegering 6061 for å stoppe sprekker.

Produksjonsprosess i aluminium 6061 av flykvalitet

Et høyfast materiale kjent som flyaluminium 6061 brukes vanligvis til å lage deler til fly. Det brukes vanligvis til å lage fly fordi det er enkelt å sveise, ikke ruster og er kraftig for sin vekt. Det er aller best å bruke aluminium 6061 av flykvalitet.

Bauksittmalm, som er den viktigste kilden til aluminium, hentes opp av bakken når det lages flyaluminium av typen 6061. Før bauksittmalmen varmes opp i en elektrolytisk celle for å bli til flytende aluminium, gjennomgår den en rekke kjemiske prosesser for å fjerne eventuelle urenheter. Av dette smeltede metallet støpes det aluminiumblokker eller billets for å lage 6061-flyaluminium.

Å få tak i metallbarrer er det første trinnet i en lang prosess som ender med den ferdige varen. Homogenisering er det viktigste trinnet i produksjonsprosessen. Det innebærer at metallet varmes opp til en kontrollert temperatur for å sikre at den kjemiske sammensetningen forblir den samme. Dette må utføres for å få de mekaniske egenskapene du ønsker i sluttresultatet.

Etter homogenisering kommer varmvalsing, som innebærer å kjøre metallblokker eller barrer via et sett med valser for å gjøre dem kraftige og samtidig tynnere. Kornstrukturen i aluminium under varmvalsingsprosessen, noe som gjør det kraftigere og hardere.

Etter at aluminium er varmvalset til riktig tykkelse, går det gjennom en varmoppløsningsprosess. For at denne prosessen skal fungere, må metallet varmes opp svært høyt over lang tid, slik at eventuelle legeringsbestanddeler kan brytes ned. Dette gjør aluminiumet kraftigere og mer fleksibelt, noe som er de beste egenskapene for flydeler.

Etter varmebehandling kjøles aluminiumet ned i enten luft eller vann, slik at det kjøles ned umiddelbart og samtidig beholder sin struktur. Aluminium får utmerkede mekaniske egenskaper og ytelser etter denne behandlingen, noe som gjør det velegnet til bruk i fly.

Det siste trinnet i fremstillingen av 6061-aluminium til luftfarten er å aldre det kunstig. For å gjøre dette må aluminiumet varmes opp til en viss temperatur i en viss tid. Dette får legeringselementene til å sette seg ut, noe som gjør metallet enda hardere og kraftigere. Denne prosessen sikrer at aluminiumet oppfyller flyindustriens strenge krav og bidrar til at sluttproduktet får de mekaniske egenskapene som etterspørres.

Sammenligning av aluminium 6061 i flykvalitet med andre legeringer

6061-legeringen er en av de mest vanlige for ekstrudering, men det kan hende du vurderer andre valg for akkurat ditt bruksområde. Nedenfor finner du noen andre generelle legeringer som vanligvis anses som alternativer.

6061 Vs 6063

6061 og 6063 er to mest kjente ekstruderingslegeringer. 6063 aluminium inntar nummer 1 plass og 6061 inntar nummer 2 plass. Som legeringer i 6000-serien har de begge silisium og magnesium som sine primære legeringselementer. Dermed har de mange lignende funksjoner, 6061 gir uansett høyere styrke. Derfor brukes den vanligvis til mer strukturelle bruksområder. På den annen side brukes 6063 til bruksområder som vinduer, lister, rekkverk og dører, på grunn av sitt bedre utseende og korrosjonsbestandighet.

6061 vs. 7075

En av de viktigste grunnene til å vurdere 7075 aluminiumslegering er for sin høye kraft. Legert med sink er det en av de mest tilgjengelige legeringene og kraftigere enn 6061. Men den har lavere korrosjonsbestandighet enn 6061 og er også vanskeligere å sveise. 7075 brukes i marine-, romfarts- og bilindustrien, der styrke er en ekstrem prioritet. Det brukes også i skytevåpenproduksjon og brukes til og med i rammer til hangglidere.

6061 Vs 5052

I likhet med 6061 har 5052 aluminium magnesium som innledende legeringselement. I tilfellet 5052 er det det primære legeringselementet. 6061 har også silisium. En av de viktigste fordelene med denne legeringen er den høye sveisbarheten sammenlignet med andre legeringer. For prosjekter der sveisbarhet er avgjørende, er den verdt å vurdere. En ulempe med 5052 er imidlertid at den ikke kan varmebehandles. Legeringen egner seg best til en rekke sveiseoppgaver, og den fungerer godt i marine applikasjoner på grunn av sin høye korrosjonsbestandighet.

6061 Vs 2024

2024-legeringen ble opprinnelig brukt i romfartsindustrien og er kjent for sin høye styrke. Det viktigste legeringselementet er kobber, og selv om den er kraftig og har den beste utmattingsmotstanden, er den mindre maskinbearbeidbar og vanskeligere å sveise enn 6061. Den gir også dårlig korrosjonsbestandighet og brukes vanligvis i vinge- og skrogkonstruksjoner som utsettes for toppspenning.

Utfordringer og begrensninger

Mange fly er laget av 6061 flymetall fordi det er kraftig i forhold til vekten, lett å forme og ikke ruster. Produsenter og ingeniører må planlegge og bygge fly med tanke på metallets begrensninger, akkurat som de ville gjort med et hvilket som helst annet materiale.

Militær aluminium 6061 har ofte problemer som spenningskorrosjonssprekker. Når du legger noe i havet eller i en sur løsning, eller et annet sted som er korrosivt, kan det forårsake denne typen korrosjon. Det er en sjanse for at det kan oppstå små sprekker i flyets struktur, noe som gjør det mindre stabilt. Risikoen kan reduseres ved å utføre regelmessige kontroller og vedlikehold. Dette vil bidra til å finne sprekker før de blir alvorlige.

Aluminium 6061 har ikke på langt nær like stor spenningsstyrke som legeringer og titan. Stål og titan tåler varme bedre enn aluminium 6061. Dette kan gjøre det vanskelig å bruke varmefølsomme materialer i blant annet motordeler og hurtigfly. Noen deler av metall 6061 kan trenge unike belegg eller termiske skjold for å unngå å bli ødelagt av varme og for å få dem til å vare lenger.

Når aluminium 6061 utsettes for store påkjenninger, brytes det raskere ned fordi det ikke er like kraftig som andre flymetaller. Dette kan føre til at delene slites ut raskere, noe som betyr at de må vedlikeholdes oftere. Når ingeniører velger 6061-aluminium til bruk i fly, må de tenke på hva materialet er ment å gjøre og hvordan det kan slites over tid.

Vanlige spørsmål

Er 6061 aluminium kraftigere enn stål?

6061-aluminium er kraftig, men det er ikke sikkert at det er like kraftig som visse typer stål, for eksempel lavlegert stål, høyfast stål eller verktøystål.

Hva er vektfordelen med 6061 flyaluminium fremfor stål?

6061-aluminium har en betydelig lavere tetthet sammenlignet med stål, noe som gir en vektfordel. Aluminium har en tetthet på ca. 2,7 g/cm3, mens stål har en tetthet på ca. 7,85 g/cm3.

Hvilke faktorer bør man ta hensyn til når man skal velge mellom stål og 6061 aluminium?

Når man skal velge mellom aluminium 6061 og stål, er det viktig å ta hensyn til de spesifikke behovene til bruksområdene. Faktorer som vekt, styrke og korrosjonsbestandighet er blant de viktigste.

Hvordan er korrosjonsbestandigheten mellom 6061 aluminium og stål?

Aluminium danner naturlig et beskyttende oksidlag som gir best motstand mot korrosjon. Stål er derimot utsatt for rust og trenger ekstra beskyttelsestiltak for å hindre korrosjon.