Aluminiu de calitate aeronautică

Aliajele de aluminiu sunt importante în aproape toate inovațiile industriale și procesele de producție moderne. Aceste aliaje sunt ușor accesibile și au o gamă largă de utilizări, deoarece fiecare conține un amestec de două sau mai multe elemente metalice care le oferă proprietăți materiale rafinate.

Aliajul de aluminiu 6061 este o calitate utilizată pe scară largă pentru diverse aplicații industriale. Elementele de aliere din 6061 aliaj de aluminiu oferă caracteristici speciale, inclusiv rezistență remarcabilă, prelucrabilitate, conductivitate electrică, rezistență la coroziune și conductivitate termică.

Denumiri comune pentru aliajul de aluminiu 6061

Denumirile comerciale tipice ale aliajului de aluminiu 6061 includ:

• 6061-O
• 6061-T651
• Aluminiu de calitate aeronautică 6061-t6
• Aliaj 61s
• 6061-Ta4

Beneficiile aluminiului de calitate aeronautică 6061

Cu o serie de caracteristici benefice, aluminiul este o alegere ușoară pentru fabricarea aeronavelor. Lemnul a fost de fapt folosit la construirea aeronavelor, dar este predispus la putrezire și se poate despica fără o întreținere corectă.

De asemenea, oțelul este mai puternic decât aluminiul, dar cântărește mult mai mult. Oțelul este utilizat în avioane doar atunci când este necesară o rezistență foarte mare, cum ar fi trenurile de aterizare sau avioanele de foarte mare viteză.

Rezistența aluminiului 6061 de calitate pentru avioane

Unul dintre avantajele importante ale aluminiului 6061 pentru avioane este rezistența sa lăudabilă. Rezistența sa la tracțiune variază între 124-290 MPa (18-42 ksi), ceea ce este similar cu multe aplicații structurale. În orice caz, este esențial să rețineți că, deși aluminiul 6061 este mai puternic decât unele tipuri de oțel, este posibil să nu fie la fel de puternic ca oțelul de înaltă rezistență, slab aliat (HSLA) sau diferite oțeluri pentru scule.

Rezistență la coroziune

Atunci când combinați aluminiul 6061 cu oțelul, rezistența la coroziune este un factor vital de luat în considerare. Aluminiul formează în mod natural un strat protector de oxid atunci când este expus la aer, oferind o rezistență uimitoare la coroziune. Pe de altă parte, oțelul este predispus la ruginire atunci când nu este protejat corespunzător. Acesta este motivul pentru care aluminiul este în general favorizat în aplicații în aer liber și marine, unde coroziunea poate fi o preocupare importantă. Rezistența superioară la coroziune a aluminiului 6061 îl face cea mai bună alegere pentru diverse atmosfere.

Greutate din aluminiu 6061 pentru aeronave

În plus față de rezistența sa, un alt beneficiu vital al aluminiului 6061 este densitatea sa mai mică comparativ cu oțelul. Aluminiul are o densitate de aproximativ 2,7g/cm3, ceea ce reprezintă aproximativ 1/3 din densitatea oțelului (7,85 g/cm 3). Această densitate mai mică oferă aluminiului 6061, un avantaj important de greutate față de oțel, făcându-l o alegere perfectă pentru aplicații în care reducerea greutății este importantă. De exemplu, în industria auto și aerospațială, unde eficiența consumului de combustibil și greutatea totală sunt factori importanți, aluminiul 6061 este în general preferat.

Aplicații ale aliajului de aluminiu 6061

Aliajul de aluminiu 6061 are multe utilizări în multe industrii datorită rezistenței sale uimitoare, ușurinței, accesibilității și rezistenței la rugină. În afară de fabricarea de cutii de aluminiu, cadre de biciclete, piese industriale, fitinguri electrice și containere alimentare, iată alte aplicații ale aliajului 6061:

Componente aeronautice

Aluminiul de calitate aeronautică 6061 este unul dintre cele mai utilizate materiale în aplicațiile aerospațiale datorită raportului său uimitor rezistență/greutate și rezistenței la coroziune de top. Producătorii folosesc în general aliajele 6061 pentru a crea componente de aeronave, cum ar fi stabilizatoare, fuselaje, pereți etanși, aripi și alte componente structurale pentru aeronave militare sau comerciale. Durabilitatea și flexibilitatea acestui aliaj îl transformă în cea mai bună alegere pentru aplicațiile cu cerere maximă.

Piese auto

Aliajul de aluminiu 6061 este utilizat în sectorul auto pentru fabricarea multor piese. Acest aliaj are o rezistență uimitoare pentru fabricarea componentelor cadrului, cum ar fi componentele vehiculului, motorului, suspensiei, frânelor și trenului de rulare.

De asemenea, proprietățile sale ușoare îl transformă într-un material perfect pentru panourile de caroserie. Ajută la scăderea greutății totale a vehiculului fără a-i compromite rezistența și durabilitatea.

Articole sportive

Sectorul sportiv beneficiază de caracteristici uimitoare de rezistență la coroziune și de raportul rezistență/greutate al aluminiului 6061. Producătorii și designerii de produse utilizează în general acest aliaj pentru a genera articole sportive precum bâte de baseball, punți de skateboard, arbori de crose de golf, mânere de crose de hochei și mânere de rachete de tenis. Flexibilitatea aliajului 6061 îl face un material perfect pentru această aplicație.

Care este intervalul de temperatură de funcționare?

Gama de temperaturi de funcționare a unui anumit aliaj explică gama sa de temperaturi de îmbătrânire la cald, de lucru și de recoacere. Temperatura perfectă de lucru la cald pentru aluminiul 6061 se încadrează în intervalul 260-372 ºC.

De asemenea, puteți recoace aluminiul 6061 la 413 C timp de aproximativ 2-3 ore. Apoi, puteți răci metalul la o temperatură controlată de 10 ore C până când ajunge la 260 C. În plus, îmbătrânirea aluminiului 6061 se face cel mai bine la 160 C timp de exact opt ore înainte de răcirea aerului.

Se poate mânui?

Aluminiul 6061 este foarte sudabil. Îl puteți suda în mod obișnuit folosind materialul de umplutură potrivit. Acest material de umplutură ajută la oprirea tuturor complexităților de sudare implicate în fisurarea aluminiului 6061-solidificare. Pentru a obține cel mai bun rezultat din sudarea aluminiului 6061, trebuie să utilizați cele mai bune materiale de umplutură, care conțin 4043 sau 5356 aliaj de aluminiu.

Mai vital, este recomandabil să nu folosiți niciodată material de umplere 6061 pentru a suda aliajul de aluminiu 6061 pentru a opri crăparea.

Procesul de fabricație a aluminiului de calitate aeronautică 6061

Un material de înaltă rezistență cunoscut sub numele de aluminiu 6061 pentru aeronave este utilizat în general pentru a face piese pentru avioane. Acesta este utilizat în general pentru fabricarea avioanelor deoarece este ușor de sudat, nu ruginește și este puternic pentru greutatea sa. Este foarte bine să se utilizeze aluminiu 6061 de calitate aeronautică.

Minereul de bauxită, care este principala sursă de aluminiu, este extras din pământ atunci când se produce aluminiul de calitate 6061 pentru avioane. Înainte de a fi încălzit într-o celulă electrolitică pentru a se transforma în aluminiu lichid, minereul de bauxită trece printr-o serie de procese chimice pentru a elimina orice impurități. Lingourile sau billetele sunt turnate din acest metal topit pentru a produce aluminiu 6061 de calitate aeronautică.

Obținerea billetelor sau lingourilor metalice este etapa principală a unui proces lung care se încheie cu produsul finit. Omogenizarea este etapa principală în procesul de fabricație. Aceasta implică încălzirea metalului la o temperatură controlată pentru a se asigura că compoziția sa chimică rămâne aceeași. Acest lucru trebuie realizat pentru a obține caracteristicile mecanice dorite în rezultatul final.

După omogenizare urmează laminarea la cald, care presupune rularea biletelor sau lingourilor de metal prin intermediul unui set de role pentru a le face mai puternice și, în același timp, mai subțiri. Structura granulelor de aluminiu în timpul procesului de laminare la cald, care îl face mai puternic și mai dur.

După ce a fost laminat la cald la grosimea potrivită, aluminiul trece printr-un proces de încălzire a soluției. Pentru ca acest proces să funcționeze, metalul trebuie să fie încălzit foarte mult timp, astfel încât orice părți care se aliază să poată fi descompuse. Acest lucru face ca aluminiul să fie puternic și mai flexibil, ambele fiind cele mai bune caracteristici pentru piesele de avioane.

Acesta este stins fie în aer, fie în apă după tratarea la cald a soluției pentru a-l răci imediat, păstrându-i în același timp textura. După acest tratament, aluminiul obține caracteristici mecanice și performanțe excelente, ceea ce îl face remarcabil pentru utilizarea în aeronave.

Pasul final în fabricarea aluminiului 6061 pentru avioane este îmbătrânirea artificială a acestuia. Pentru a realiza acest lucru, aluminiul trebuie încălzit la o anumită temperatură pentru o anumită perioadă de timp. Acest lucru face ca elementele de aliere să se depună, ceea ce face metalul și mai dur și mai puternic. Acest proces asigură faptul că aluminiul îndeplinește nevoile stricte ale industriei aeronautice și ajută ca produsul final să aibă caracteristicile mecanice dorite.

Compararea aluminiului de calitate aeronautică 6061 cu alte aliaje

Aliajul 6061 este unul dintre cele mai generale pentru extrudare, dar este posibil să luați în considerare alte opțiuni pentru aplicația dvs. specială. Mai jos sunt prezentate alte aliaje generale care sunt în general considerate ca alternative.

6061 Vs 6063

6061 și 6063 sunt cele mai cunoscute două aliaje de extrudare. Aluminiul 6063 ocupă locul 1, iar 6061 ocupă locul 2. Ca aliaje din seria 6000, ambele au siliciu și magneziu ca elemente principale de aliere. Astfel, ele au o mulțime de caracteristici similare, 6061 oferă o rezistență mai mare, oricum. Ca atare, este utilizat în general pentru aplicații mai structurale. Pe de altă parte, 6063, este utilizat pentru aplicații precum ferestre, ornamente sau balustrade și uși, datorită aspectului său mai bun și rezistenței la coroziune.

6061 vs. 7075

Unul dintre motivele importante pentru a lua în considerare 7075 aliaj de aluminiu este pentru puterea sa ridicată. Aliat cu zinc, este unul dintre cele mai accesibile aliaje și mai puternic decât 6061. Dar oferă un nivel mai scăzut de rezistență la coroziune decât 6061 și este, de asemenea, mai greu de sudat. 7075 este utilizat în aplicații marine, aerospațiale și auto, unde rezistența este o prioritate extremă. Este, de asemenea, utilizat în fabricarea armelor de foc și este chiar utilizat în cadrele deltaplanurilor.

6061 Vs 5052

La fel ca 6061, aluminiul 5052 are magneziu ca element inițial de aliere. În cazul 5052, acesta este elementul primar al aliajului. 6061 are și siliciu. Unul dintre avantajele importante ale acestui aliaj este nivelul său ridicat de sudabilitate comparat cu alte aliaje. Pentru proiectele în care sudabilitatea este esențială, acesta merită luat în considerare. Un dezavantaj al 5052, totuși, este că nu este tratabil termic. Este cel mai bun pentru o serie de aplicații de sudare și funcționează bine în aplicațiile marine datorită rezistenței sale superioare la coroziune.

6061 Vs 2024

Folosit inițial în aplicații aerospațiale, aliajul 2024 este renumit pentru rezistența ridicată. Elementul său cheie de aliere este cuprul și, deși este puternic și are cea mai bună rezistență la oboseală, este mai puțin prelucrabil și greu de sudat decât 6061. De asemenea, oferă o rezistență proastă la coroziune și este utilizat, în general, în structurile aripilor și fuselajului care se află sub tensiune superioară.

Provocări și limitări

O mulțime de avioane sunt fabricate din metal 6061 de calitate aeronautică, deoarece este puternic pentru greutatea sa, ușor de modelat și nu ruginește. Producătorii și inginerii trebuie să planifice și să construiască avioane ținând cont de limitele sale, la fel cum ar face cu orice alt material.

De multe ori, aluminiul militar 6061 are probleme precum fisurile de coroziune sub tensiune. Când puneți ceva în ocean sau într-o soluție acidă, sau oriunde altundeva care este coroziv, poate provoca acest tip de coroziune. Există o șansă ca mici fisuri să apară în structura avionului, ceea ce îl face mai puțin stabil. Riscul poate fi redus prin efectuarea de verificări și întrețineri regulate. Acest lucru va ajuta la găsirea fisurilor fixe înainte ca acestea să devină grave.

Aluminiul 6061 nu are la fel de multă rezistență la stres ca aliajele și titanul. Oțelul și titanul rezistă mai bine la căldură decât aluminiul 6061. Acest lucru ar putea face dificilă utilizarea materialelor sensibile la căldură în piese de motor și avioane rapide, printre altele. Unele piese din metal 6061 pot avea nevoie de acoperiri unice sau scuturi termice pentru a nu fi distruse de căldură și pentru a le face să dureze mai mult.

Atunci când este supus la multe solicitări, aluminiul 6061 se strică mai repede, deoarece nu este la fel de puternic ca alte metale pentru aeronave. Acest lucru ar putea face ca piesele să se uzeze mai repede, ceea ce ar însemna că acestea trebuie să fie întreținute cel mai general. Atunci când inginerii aleg aluminiul 6061 pentru a fi utilizat în avioane, trebuie să se gândească la ceea ce trebuie să facă materialul și la modul în care acesta s-ar putea uza în timp.

Întrebări frecvente

Este aluminiul 6061 mai puternic decât oțelul?

Aluminiul 6061 este puternic, dar poate să nu fie la fel de puternic ca anumite tipuri de oțel, cum ar fi oțelurile slab aliate, oțelurile de înaltă rezistență sau oțelurile pentru scule.

Care este avantajul greutății aluminiului de calitate aeronautică 6061 față de oțel?

Aluminiul 6061 are o densitate semnificativ mai mică decât oțelul, ceea ce îi conferă un avantaj de greutate. Aluminiul are o densitate de aproximativ 2,7 g/cm3, în timp ce oțelul are o densitate de aproximativ 7,85 g/cm3.

Ce factori ar trebui luați în considerare atunci când alegeți între oțel și Aluminiu 6061?

Atunci când alegeți între aluminiu 6061 și oțel, este esențial să luați în considerare nevoile specifice ale aplicațiilor. Factorii de luat în considerare includ greutatea, rezistența și rezistența la coroziune.

Cum se compară rezistența la coroziune între aluminiul 6061 și oțel?

Aluminiul creează în mod natural un strat protector de oxid, oferind cea mai bună rezistență împotriva coroziunii. Pe de altă parte, oțelul este predispus la ruginire și necesită măsuri suplimentare de protecție pentru a opri coroziunea.