Aluminium av flygplanskvalitet

Aluminiumlegeringar är viktiga i nästan alla moderna industriella innovationer och produktionsprocesser. Dessa legeringar är lättillgängliga och har ett stort antal användningsområden eftersom varje legering innehåller en blandning av två eller flera metalliska element som ger dem raffinerade materialegenskaper.

Aluminiumlegeringen 6061 är en mycket använd kvalitet för olika industriella tillämpningar. Legeringselementen i legeringen 6061 aluminiumlegering ger speciella egenskaper, inklusive anmärkningsvärd styrka, bearbetbarhet, elektrisk ledningsförmåga, korrosionsbeständighet och värmeledningsförmåga.

Vanliga namn för aluminiumlegeringen 6061

De typiska handelsnamnen för aluminiumlegeringen 6061 inkluderar:

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

Fördelar med aluminium 6061 av flygplanskvalitet

Med ett antal fördelaktiga egenskaper är aluminium ett enkelt val för tillverkning av flygplan. Trä användes faktiskt för att bygga flygplan, men det är benäget att ruttna och kan splittras utan rätt underhåll.

På samma sätt är stål mer kraftfullt än aluminium, men väger betydligt mer. Stål används bara i flygplan när mycket hög hållfasthet krävs, t.ex. landningsställ eller plan som flyger i mycket hög hastighet.

Styrka av 6061 aluminium av flygplanskvalitet

En av de viktigaste fördelarna med 6061 aluminium för flygplan är dess berömvärda styrka. Dess draghållfasthet sträcker sig från 124-290 MPa (18-42 ksi), vilket liknar många strukturella applikationer. Hur som helst är det viktigt att notera att medan 6061 aluminium är mer kraftfullt än vissa typer av stål; det kanske inte är lika kraftfullt som höghållfast, låglegerat (HSLA) stål eller olika verktygsstål.

Korrosionsbeständighet

När man matchar 6061 aluminium med stål är korrosionsbeständighet en viktig faktor att ta hänsyn till. Aluminium bildar naturligt ett skyddande oxidskikt när det utsätts för luft, vilket ger ett fantastiskt motstånd mot korrosion. Å andra sidan är stål benäget att rosta om det inte skyddas på rätt sätt. Det är därför aluminium i allmänhet föredras i utomhus- och marina applikationer där korrosion kan vara ett viktigt problem. Den överlägsna korrosionsbeständigheten hos 6061 aluminium gör det till ett bästa val för olika atmosfärer.

Vikt av 6061 flygplansaluminium

Förutom sin styrka är en annan viktig fördel med 6061 aluminium dess lägre densitet jämfört med stål. Aluminium har en densitet på ca 2,7 g/cm3, vilket är ca 1/3 av stålets densitet (7,85 g/cm3). Denna lägre densitet ger 6061 aluminium en viktig viktfördel jämfört med stål, vilket gör det till ett perfekt val för applikationer där viktreduktion är viktigt. Till exempel inom bilindustrin och flygindustrin, där bränsleeffektivitet och full vikt är viktiga faktorer, föredras 6061 aluminium i allmänhet.

Användningsområden för aluminiumlegering 6061

Aluminiumlegeringen 6061 har många användningsområden i många branscher på grund av dess fantastiska styrka, lätta vikt, överkomliga priser och motståndskraft mot rost. Bortsett från att göra aluminiumburkar, cykelramar, industriella delar, elektriska beslag och livsmedelsbehållare, här är andra applikationer av 6061-legering:

Flygplanskomponenter

Flygplansaluminium 6061 är ett av de mest använda materialen i flygplansapplikationer på grund av dess fantastiska styrka-till-vikt-förhållande och toppkorrosionsbeständighet. Tillverkarna använder i allmänhet 6061-legeringar för att skapa flygplanskomponenter som stabilisatorer, flygkroppar, skott, vingar och andra strukturella komponenter för militära eller kommersiella flygplan. Hållbarheten och flexibiliteten hos denna legering gör den till det bästa valet för applikationer med högsta efterfrågan.

Reservdelar till fordon

Aluminiumlegeringen 6061 används inom fordonsindustrin för att tillverka många delar. Denna legering har fantastisk styrka för tillverkning av ramkomponenter, såsom fordons-, motor-, fjädrings-, broms- och drivlinjekomponenter.

På samma sätt gör dess lättviktsegenskaper det till ett perfekt material för karosspaneler. Det bidrar till att minska fordonets totala vikt utan att kompromissa med dess styrka och hållbarhet.

Sportartiklar

Sportsektorn drar nytta av 6061-aluminiumets fantastiska korrosionsbeständighet och styrka i förhållande till vikt. Tillverkare och produktdesigners använder i allmänhet denna legering för att generera sportartiklar som basebollträn, skateboarddäck, golfklubbsskaft, hockeyklubbor och tennisrackethandtag. Flexibiliteten hos 6061-legeringen gör den till ett perfekt material för denna applikation.

Vad är driftstemperaturområdet?

Driftstemperaturområdet för en viss legering förklarar dess temperaturområde för varm åldring, bearbetning och glödgning. Den perfekta varmbearbetningstemperaturen för aluminium 6061 ligger inom intervallet 260-372 ºC.

Du kan också glödga aluminium 6061 vid 413 C i cirka 2-3 timmar. Sedan kan du kyla metallen vid en kontrollerad temperatur på 10 C timmar tills den når 260 C. Dessutom åldras 6061 aluminium bäst vid 160 C i exakt åtta timmar innan du kyler luften.

Går den att använda?

6061 aluminium är mycket svetsbart. Du kan svetsa det rutinmässigt med rätt tillsatsmaterial. Detta tillsatsmaterial hjälper till att stoppa alla svetsningskomplexiteter som är involverade i 6061 aluminium-stolidifieringssprickor. För att få det bästa resultatet från svetsning av 6061 aluminium måste du använda de bästa tillsatsmaterialen, som innehåller 4043 eller 5356 aluminiumlegering.

Mer vitalt är det tillrådligt att aldrig använda 6061 tillsatsmaterial för att svetsa aluminiumlegering 6061 för att stoppa sprickbildning.

Tillverkningsprocess för aluminium 6061 av flygplanskvalitet

Ett höghållfast material som kallas flygplansaluminium 6061 används i allmänhet för att tillverka delar till flygplan. Det används vanligtvis för att göra flygplan eftersom det är enkelt att svetsa, inte rostar och är kraftfullt för sin vikt. Det är allra bäst att använda aluminium 6061 av flygplanskvalitet.

Bauxitmalm, som är den viktigaste källan till aluminium, tas upp ur marken när aluminium av flygplanskvalitet 6061 tillverkas. Innan bauxitmalmen värms upp i en elektrolytisk cell för att förvandlas till flytande aluminium genomgår den ett antal kemiska processer för att avlägsna eventuella föroreningar. Från denna smälta metall gjuts tackor eller billets för att tillverka aluminium av flygplanskvalitet 6061.

Att få fram metallämnen eller göt är det första steget i en lång process som slutar med den färdiga produkten. Homogenisering är det primära steget i tillverkningsprocessen. Det innebär att metallen värms upp till en kontrollerad temperatur för att säkerställa att dess kemiska sammansättning förblir densamma. Detta måste utföras för att man ska få de mekaniska egenskaper man vill ha i slutresultatet.

Efter homogeniseringen kommer varmvalsning, vilket innebär att metallämnena eller götten körs via en uppsättning valsar för att göra dem kraftfulla samtidigt som de blir tunnare. Aluminiumets kornstruktur under varmvalsningsprocessen, vilket gör det kraftfullt och hårdare.

Efter att ha varmvalsats till rätt tjocklek går aluminium igenom en varmlösningsprocess. För att den här processen ska fungera måste metallen värmas upp mycket högt under lång tid så att alla legeringsdelar kan brytas ned. Detta gör aluminium som är kraftfullt och mer flexibelt, vilket båda är de bästa egenskaperna för flygplansdelar.

Det kyls i antingen luft eller vatten efter varmbehandling med lösning för att omedelbart kyla det samtidigt som det behåller sin struktur. Aluminium får utmärkta mekaniska egenskaper och prestanda efter denna behandling, vilket gör det anmärkningsvärt för användning i flygplan.

Det sista steget i tillverkningen av 6061-aluminium för flygplan är att åldra det på konstgjord väg. För att göra detta måste aluminiumet värmas upp till en viss temperatur under en viss tid. Detta gör att legeringselementen löser ut sig, vilket gör metallen ännu hårdare och kraftfullare. Denna process säkerställer att aluminiumet uppfyller de strikta kraven från flygindustrin och hjälper slutprodukten att få de mekaniska egenskaper som önskas.

Jämförelse av aluminium 6061 för flygplan med andra legeringar

Legeringen 6061 är en av de mest allmänna för strängpressning, men du kanske överväger andra val för just din applikation. Nedan följer några andra allmänna legeringar som i allmänhet betraktas som alternativ.

6061 Vs 6063

6061 och 6063 är två mest kända extruderingslegeringar. 6063 aluminium upptar nummer 1 plats och 6061 upptar nummer 2 plats. Som legeringar i 6000-serien har de båda kisel och magnesium som sina främsta legeringselement. Således har de många liknande funktioner, 6061 ger högre styrka, ändå. Som sådan används den i allmänhet för mer strukturella applikationer. Å andra sidan används 6063 för applikationer som fönster, lister, räcken och dörrar, på grund av dess bättre utseende och korrosionsbeständighet.

6061 mot 7075

En av de viktigaste anledningarna till att överväga 7075 aluminiumlegering är för sin höga effekt. Legerat med zink är det en av de mest lättillgängliga legeringarna och mer kraftfullt än 6061. Men det ger en lägre nivå av korrosionsbeständighet än 6061 och är också svårare att svetsa. 7075 används inom marin-, flyg- och fordonstillämpningar där styrka är en extrem prioritet. Det används också vid tillverkning av skjutvapen och till och med i ramar till hangglider.

6061 Vs 5052

Liksom 6061 har 5052 aluminium magnesium som ett första legeringselement. I fallet med 5052 är det det primära legeringselementet. 6061 har också kisel. En av de viktiga fördelarna med denna legering är dess höga nivå av svetsbarhet jämfört med andra legeringar. För projekt där svetsbarhet är viktigt är den värd att överväga. En nackdel med 5052 är dock att den inte är värmebehandlingsbar. Den är bäst för en rad olika svetsapplikationer och fungerar bra i marina applikationer tack vare sin höga korrosionsbeständighet.

6061 Vs 2024

Legeringen 2024, som ursprungligen användes inom flygindustrin, är känd för sin höga hållfasthet. Dess viktigaste legeringselement är koppar, och även om den är kraftfull och har bäst utmattningshållfasthet är den mindre bearbetningsbar och svårare att svetsa än 6061. Den ger också dålig korrosionsbeständighet och används i allmänhet i ving- och flygkroppsstrukturer som utsätts för toppspänning.

Utmaningar och begränsningar

Många flygplan tillverkas av 6061 aircraft grade metal eftersom det är kraftfullt i förhållande till sin vikt, lätt att forma och inte rostar. Tillverkare och ingenjörer måste planera och bygga flygplan med dess begränsningar i åtanke, precis som de skulle göra med vilket annat material som helst.

Många gånger har aluminium av militär kvalitet 6061 problem som spänningskorrosionssprickor. När du lägger något i havet eller sur lösning, eller någon annanstans som är frätande, kan det orsaka denna typ av korrosion. Det finns en risk att små sprickor kan uppstå i planets struktur, vilket gör det mindre stabilt. Risken kan minskas genom att göra regelbundna kontroller och underhåll. Detta hjälper till att hitta sprickorna innan de blir allvarliga.

Aluminium 6061 har inte alls lika hög spänningshållfasthet som legeringar och titan. Stål och titan är bättre på att motstå värme än aluminium 6061. Detta kan göra det svårt att använda värmekänsliga material i bland annat motordelar och snabba flygplan. Vissa delar av metall 6061 kan behöva unik beläggning eller termiska sköldar för att förhindra att de förstörs av värme och för att få dem att hålla längre.

När aluminium 6061 utsätts för mycket påfrestningar bryts det ner snabbare eftersom det inte är lika starkt som andra flygplansmetaller. Detta kan göra att delarna slits ut snabbare, vilket skulle innebära att de behöver servas mest generellt. När ingenjörer väljer 6061 aluminium för användning i flygplan måste de tänka på vad materialet är tänkt att göra och hur det kan slitas över tiden.

Vanliga frågor

Är 6061 aluminium mer kraftfullt än stål?

6061 aluminium är kraftfullt, men det kanske inte är lika kraftfullt som vissa typer av stål, t.ex. låglegerade stål, höghållfasta stål eller verktygsstål.

Vad är viktfördelen med 6061 flygplansaluminium jämfört med stål?

6061 aluminium har en betydligt lägre densitet jämfört med stål, vilket ger en viktfördel. Aluminium har en densitet på ca 2,7 g/cm3, medan stål har en densitet på ca 7,85 g/cm3.

Vilka faktorer bör beaktas när man väljer mellan stål och 6061 aluminium?

När man väljer mellan aluminium 6061 och stål är det viktigt att ta hänsyn till applikationernas specifika behov. Faktorer att ta hänsyn till är vikt, styrka och korrosionsbeständighet.

Hur skiljer sig korrosionsbeständigheten mellan 6061 aluminium och stål?

Aluminium skapar naturligt ett skyddande oxidskikt, vilket ger bästa motståndskraft mot korrosion. Å andra sidan är stål benäget att rosta och behöver extra skyddsåtgärder för att stoppa korrosionen.