Aluminium 6061 vs 6063 - jaka jest różnica? Aluminium jest wykorzystywane w niemal każdej branży, a 6061 i 6063 należą do najpopularniejszych stopów z serii 6000. Są one powszechnie stosowane w budownictwie, transporcie i architekturze. Posiadają one pewne cechy, które kwalifikują je do różnych zastosowań. Czytając ten artykuł, dowiesz się, dlaczego niektóre stopy są lepsze od innych, jakiego rodzaju stopy są lepsze przy użyciu jednego lub drugiego, itp.

Stop aluminium 6061 jest bardziej wytrzymały i trwały, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań konstrukcyjnych i przemysłowych. Dla kontrastu, Stop aluminium 6063 ma lepszą odporność na korozję i gładsze wykończenie, a zatem jest lepszy do zastosowań architektonicznych lub ozdobnych. To porównanie pozwoli ci zidentyfikować odpowiedni stop dla twojego projektu.

1. Elementy stopowe 6063 vs 6061:

Magnez (Mg): 

6051 i 6069 wykorzystują magnez jako główny stop, a w tej samej grupie występuje również aluminium. Tworzy on osady w aluminiowej matrycy, które ograniczają ruch dyslokacji, zwiększając w ten sposób jej wytrzymałość Zawartość magnezu: 6061 - 0,8-1,2%; 6063- 0,45-0,9%. Należy zauważyć, że prowadzi to do wyższej wytrzymałości stopu 6061.

Krzem (Si):

 Krzem uszlachetnia stopy, umożliwiając łatwiejsze odlewanie z niższą temperaturą topnienia w porównaniu do temperatury roboczej. Wzmacnia również roztwory poprzez tworzenie osadów Mg₂Si; 6061 zawiera 0,4 - 0,8% Si, podczas gdy 6063 ma 0,2 - 0,6% Si.

Miedź (Cu): 

Miedź występuje w niewielkich ilościach (0,15-0,4 %) w stali 6061. Znacząco zwiększa ona wytrzymałość, zwłaszcza po obróbce cieplnej. Może jednak nieznacznie wpływać na odporność na korozję. Zazwyczaj stopy 6063 zawierają bardzo niski poziom miedzi.

Chrom (Cr): 

6061 zawiera 0,04-0,35% dodanego chromu. Kontroluje on strukturę ziarna i zapewnia doskonałą odporność na korozję. Aluminium 6063 zawiera niższą zawartość chromu.

Żelazo (Fe):

 Żelazo jest powszechnym pierwiastkiem, który tworzy z obydwoma stopami zanieczyszczenia. Wszyscy jednak wiedzą, że w przypadku zwiększenia ilości żelaza, jego niepożądany wpływ na ciągliwość i hartowanie może się zmniejszyć.

Typowe zakresy składu chemicznego:

2. Przegląd stopu aluminium 6061

Aluminium 6061 jest szeroko stosowane w produkcji wytłaczanych części, ram konstrukcyjnych, części samochodowych i spawaniu. Magnez i krzem zwiększają stosunek wytrzymałości do wagi. Dzięki temu nadaje się do każdego projektu, który wymaga wytrzymałości, ale nie wymaga dodatkowej wagi.

Skład i właściwości:

6061 to stop na bazie aluminium, którego głównymi składnikami stopowymi są mg 0,8 - 1,2%, Si 0,4 - 0,8%. Sprawiają one, że jego właściwości mechaniczne są lepsze, a temperatura topnienia spada, co ułatwia obróbkę.

Kluczowe cechy: 

Stop ten ma również wysoką wytrzymałość na rozciąganie, co oznacza, że przyłożona siła nie powinna łatwo pokonać korpusu. Można go również łatwo obrabiać, spawać i kształtować, co czyni go idealnym dla GIS. Ponadto, stal 6061 może być poddawana obróbce cieplnej w stanach hartowania T4 i T6. Są one popularne w celu zwiększenia wytrzymałości. Chociaż stop ten jest zabezpieczony przed korozją, nie jest tak wydajny do stosowania w agresywnych warunkach jak 6063.

Zastosowania: 

Stop ten jest stosowany w przemyśle lotniczym i morskim, samochodowym i konstrukcjach takich jak mosty. Idealnie nadaje się do zastosowań energetycznych, w których wymagana jest wytrzymałość i solidność podczas obsługi projektów.

 3. Przegląd stopu aluminium 6063

Aluminium 6063, znane również jako "aluminium architektoniczne", charakteryzuje się doskonałym wykończeniem powierzchni i wysoką odpornością na korozję. W porównaniu do 6061, jest mniej sztywne i trudniejsze do formowania i najlepiej nadaje się do zastosowań, które będą piaskowane i narażone na działanie czynników atmosferycznych.

Skład i właściwości: 

Podobnie jak 6061, 6063 jest stopem aluminiowo-magnezowo-krzemianowym z nieco mniejszą ilością magnezu (0,45 - 0,9%) i krzemu (0,2-0,6 %). Daje to stopowi 6063 gładką powierzchnię i sprawia, że nadaje się on do wytłaczania w aluminium odlewane ciśnieniowo.

Kluczowe cechy: 

Chociaż 6063 nie jest tak wytrzymałe jak 6061, jego wszechstronność w wytłaczaniu w różne złożone kształty sprawia, że jest preferowane w architekturze. Jest dość odporny na korozję, zwłaszcza gdy aluminium zostało anodyzowane, zapewniając materiałowi dużą wytrzymałość na zewnątrz.

Zastosowania: 

Najczęściej stosowany jest w ramach okiennych i drzwiowych, pokryciach dachowych, meblach i rurociągach. Jego błyszcząca powierzchnia może być wykorzystywana w działaniach ozdobnych i konstrukcyjnych do celów estetycznych i użytkowych.

Obróbka cieplna aluminium 6061 vs 6063:

Oczywiste jest również, że obróbka cieplna odgrywa istotną rolę w poprawie właściwości mechanicznych obu stopów. Proces ten obejmuje:

Obróbka cieplna roztworu: Obejmuje to podgrzanie stopu do wysokiej temperatury (500°C) w celu rozpuszczenia składników stopu w aluminiowej matrycy.

Hartowanie: Stop jest hartowany (zwykle w wodzie) w celu "zestalenia" rozpuszczonych pierwiastków w stanie przesyconego roztworu stałego.

Starzenie się: Wyżej wymieniony stop jest następnie utrzymywany w stosunkowo niższej temperaturze (około 160-180 °C) przez pewien czas. Umożliwia to również selektywne wytrącanie matryc (takich jak Mg₂Si). Pozwala to również kontrolować zakres w celu poprawy wytrzymałości i twardości.

Oznaczenia temperatury:

T4: Rozwiązanie do obróbki cieplnej i naturalnego starzenia. Charakteryzuje się dobrą formowalnością i umiarkowaną wytrzymałością standardowych stopów aluminium.

T6: Poddane obróbce cieplnej i sztucznemu starzeniu. Daje to znacznie wyższą wytrzymałość i twardość niż zwykła wytrzymałość i twardość wytwarzana tradycyjnymi strategiami.

T5: Produkty pośrednie z procesu formowania w podwyższonej temperaturze i sztucznie starzone.

Zmiany mikrostrukturalne:

Obróbka cieplna modyfikuje właściwości w równym stopniu poprzez kontrolowanie wielkości i rozkładu osadów w materiale. Sztuczne starzenie (T6) wykazuje drobne i równomiernie rozmieszczone osady, które z kolei oferują wyższą wytrzymałość w porównaniu do naturalnego starzenia (T4).

Odporność na korozję aluminium 6061 vs 6063:

Aluminium gnije samoistnie, a jego powierzchnia zamienia się w rodzaj tlenku, który zapobiega dalszemu utlenianiu. Jednak niektóre warunki środowiskowe mogą powodować korozję tej warstwy.

Rodzaje korozji w aluminium 6061 vs 6063:

Korozja wżerowa: Odosobniony atak, który powoduje powstanie małego, wyraźnego wgłębienia lub dziury. Zawartość żelaza jest częstsza w aluminium 6061 ze względu na obecność miedzi.

Korozja galwaniczna ma miejsce, gdy aluminium łączy się z bardziej szlachetnym metalem składowym, takim jak miedź. tworzą elektrolit, taki jak słona woda.

Pękanie korozyjne naprężeniowe: Pęknięcia powierzchniowe wynikające z działania naprężeń rozciągających i obecności substancji korozyjnej. W przypadku 6061, chrom wykonuje to zadanie, aby temu zapobiec.

Anodowanie: Procedura elektrochemiczna, która zwiększa pierwotną warstwę tlenku, znacznie poprawiając ochronę przed korozją, ochronę przed zużyciem, a także sprawiając, że nadaje się do malowania lub barwienia jeszcze lepiej dla 6063, używanego do celów architektonicznych.

4. Bardziej szczegółowe porównanie aluminium 6061 i 6063:

Właściwości mechaniczne aluminium 6061 vs 6063 (temperatura T6):

6061 zawiera magnez i krzem, a te dwa typy różnią się właściwościami, które kwalifikują każdy z nich do określonego zastosowania rynkowego.

Siła: 

6061 jest twardszy i ma większą wytrzymałość na rozciąganie niż 6063. To czyni go akceptowalnym dla podstawowych celów i aparatury do produkcji elementów. 6063 ma stosunkowo niższą granicę plastyczności niż 6082. Może być używany do zastosowań niekonstrukcyjnych, takich jak ramy okienne lub balustrady.

Odporność na korozję:

Oba są odporne na korozję, ale 6063 osiąga lepsze wyniki, zwłaszcza po anodowaniu. Dlatego też ta opcja jest wybierana, gdy dalszy rozwój będzie narażony na wpływy środowiska, takie jak wilgoć lub korozja, np. meble zewnętrzne lub systemy nawadniające.

Właściwości termiczne:

Stal 6061 jest sztywniejsza, ponieważ ma niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej. Oznacza to, że nie rozszerza się znacznie pod wpływem ciepła, w przeciwieństwie do 6063. Ma wysoką przewodność cieplną. Dlatego też stal 6061 jest bardziej stabilna, gdy jest używana w miejscach o częstych zmianach temperatury.

Obrabialność i spawalność:

6061 jest łatwiejszy w obróbce, podobnie jak metal, co czyni go lepszym do zastosowań, w których konieczne jest kształtowanie. Mimo to, 6063 ma znacznie lepsze wykończenie powierzchni, które pozwala na wytłaczanie, technikę stosowaną do tworzenia skomplikowanych kształtów przekroju poprzecznego poprzez przepychanie aluminium przez matrycę.

 5. Praktyczne zastosowania aluminium 6061 vs 6063

6061 w środowisku morskim: 

Stal 6061 jest kowalna, odporna na korozję i spawalna, dzięki czemu jest powszechnie stosowana do budowy statków, kadłubów łodzi, pokładów i innych części do budowy łodzi. Z tego powodu jest idealny do budowy wysokowydajnych żaglówek i jachtów, dzięki swojej wytrzymałości i niskiej gęstości.

6061 w przemyśle motoryzacyjnym: 

6063 to popularna odmiana w sektorze elektronicznym ze względu na dobrą przewodność cieplną materiału. Są one stosowane w radiatorach, które pomagają chłodzić przyklejoną elektronikę, aby ciepło jej nie zniszczyło.

Wysoki stosunek wytrzymałości do masy sprawia, że stal 6061 jest ceniona w przemyśle motoryzacyjnym. Jest on stosowany w elementach konstrukcyjnych, panelach nadwozia, a nawet niektórych częściach silnika, przyczyniając się do zmniejszenia masy pojazdu i obniżenia zużycia paliwa.

6063 w okładzinach architektonicznych: 

W zastosowaniach architektonicznych stal 6063 zyskuje przychylność użytkowników ze względu na doskonałą odporność na korozję i fakt, że może być anodowana na różne kolory. Powłoki Storm Hard oferują długotrwałą, stosunkowo atrakcyjną powłokę ochronną dla budynków.

Inne stopy z serii 6000

Najpopularniejszymi materiałami z tej serii są jednak 6061 i 6063, choć grupa 6xxx zawiera również innych przedstawicieli o unikalnych cechach. Na przykład:

6005: Stosowany częściej do wytłaczanych zastosowań architektonicznych, zapewniając dobrą wytrzymałość w połączeniu z wytłaczalnością i odpornością na korozję.

6082: Charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i odpornością na zmęczenie, dzięki czemu jest pożądany w zastosowaniach o wysokich wymaganiach konstrukcyjnych.

6463: Używany do anodowania, daje jasny i jednolity kolor odpowiedni do zastosowań estetycznych.

6. Wybór między aluminium 6061 a 6063

Porównując aluminium 6061 i 6063, warto zastanowić się, co najbardziej wpływa na różnicę w użytkowaniu.

Wybierz 6061, jeśli pracujesz nad projektem, który wymaga wysokiej wytrzymałości, jest łatwy do wykonania i wymaga pewnego poziomu naprężeń w trudnych warunkach. Jest to szczególnie istotne w przypadku elementów o wysokiej wytrzymałości do zastosowań końcowych, takich jak części samolotów, części samochodowe lub produkty przemysłowe. Jeśli ochrona przed korozją i błyszczące powierzchnie mają dla Ciebie znaczenie, wybierz 6063.

Jest to doskonały stop dla każdego, kto zamierza budować przedmioty, które powinny służyć jako ozdoby i wytrzymywać warunki zewnętrzne, takie jak ramy okienne, panele dekoracyjne lub meble zewnętrzne.

Porównanie kosztów Aluminium 6061 vs 6063

Koszt względny: 6063 jest zwykle od 10 do 15% tańszy niż 6061 ze względu na mniejszy dodatek stopów.

Czynniki wpływające na koszty:

Zawartość stopu 6061 jest stosunkowo wysoka, co prowadzi do wysokich kosztów surowca.

Proces produkcji: Wytłaczanie jest tańsze niż inne metody, takie jak kucie, więc może to mieć wpływ na ceny produktów 6061.

Warunki rynkowe: Aluminium ma swój własny łańcuch podaży i popytu, a cena aluminium zmienia się wraz z nim.

Przykładowe porównanie kosztów aluminium 6061 i 6063 (w przybliżeniu):

7. Wnioski

Łącznie, aluminium 6061 i 6063 cieszą się dużym popytem. 6061 wyróżnia się wytrzymałością i elastycznością, dzięki czemu nadaje się do konstrukcji i projektów przemysłowych. Jednak 6063 jest bardziej odporny na korozję, a jego powierzchnia jest delikatniejsza, dlatego też jest stosowany w architekturze i do celów ozdobnych.