Materialeigenschaften von Aluminium 6061

Wenn es um die Wahl eines Metalls für Anwendungen mit hoher Festigkeit und geringem Gewicht geht, ist Aluminium 6061 eine der begehrtesten Legierungen, insbesondere in Nordamerika. Darüber hinaus weist es eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf, gepaart mit einer guten Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit, was es ideal für viele Anwendungen macht.

Es gibt jedoch bestimmte Anwendungsbeschränkungen. Im Gegensatz zu 5052-Legierungen ist 6061 beispielsweise nicht ideal, wenn ein größerer Biegeradius erforderlich ist. Wenn eine hohe Streckgrenze wichtig ist, wäre Aluminium 7075 die bessere Wahl als Aluminium 6061.

Daher ist es wichtig, die wichtigsten Materialeigenschaften von Aluminium 6061 zu verstehen, bevor Sie es für Ihre Anwendung verwenden.

Wesentliche Materialeigenschaften von Aluminium 6061

Nachfolgend führen wir einige der wichtigsten Materialeigenschaften von Aluminium 6061 auf, die sich darauf auswirken könnten, ob es für Ihre Fertigungs- oder Bearbeitungsanforderungen von Vorteil wäre oder nicht.

Physikalische Eigenschaften

Aluminium 6061 enthält Magnesium und Silizium als Hauptlegierungselemente sowie Mangan, Eisen, Titan, Kupfer und Chrom. Die genaue nominelle Zusammensetzung ist wie folgt:

• Aluminium 97,9 %
• Silizium 0,6 %
• Magnesium 1,0 %
• Chrom 0,20 %
• Kupfer 0,28 %

Während Kupfer die mechanischen Eigenschaften von Aluminium 6061 sowie seine Reaktion auf künstliche Alterung verbessert, gleicht Chrom alle nachteiligen Auswirkungen von Kupfer auf die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium 6061 aus. Der hohe Legierungsgehalt in 6061 erhöht seine Abschreckempfindlichkeit.

Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit von 6061 stellt die Fähigkeit des Metalls dar, einer Zugkraft standzuhalten, gemessen in Kraft pro Querschnittsfläche. Die Zugfestigkeit von 6061 variiert mit Änderungen in der Wärmebehandlung. Unterschiedliche Härtegrade von 6061 haben unterschiedliche Zugfestigkeiten (z. B. 45 ksi für 6061-T6). Obwohl die Zugfestigkeit von 6061 halb so hoch ist wie die von 7075, ist es immer noch stark genug für viele Bauanwendungen.

Druckfestigkeit

Die ultimative Druckfestigkeit von Aluminium 6061 ändert sich mit verschiedenen Verbundmaterialien. Beispielsweise erhöht sich durch Erhöhen des Gewichtsprozentsatzes von Verbundstoffen wie Graphit- und Flugaschepartikeln die Druckfestigkeit der Legierung. Andererseits bedeutet eine Erhöhung der Verstärkungspartikelgröße eine Abnahme der prozentualen Verbesserung.

Härte

Der T6-Zustand von Aluminium 6061 bietet die höchste Ausscheidungshärtung unter allen Zuständen und hat somit eine maximale Streckgrenze von 240 MPa. Der Wert kann sich jedoch wiederum mit der Art der Zusammensetzung ändern. Während die Härte von Aluminium 6061 durch einen erhöhten Gehalt an Albitpartikeln deutlich verbessert wird, zeigt sich bei graphitverstärkten Verbundwerkstoffen das gegenteilige Phänomen.

Dehnbarkeit

Aluminium 6061 zeigt eine deutlich höhere Ermüdungsduktilität als jede andere Legierung. Es wurde auch festgestellt, dass die Legierung 6082-T6 vergleichsweise weniger duktil ist als die Legierung 6061-T651, da sie einen etwas höheren Gehalt an Silizium und Magnesium aufweist. Auch die Duktilität des Verbundwerkstoffs nimmt mit zunehmendem Gewichtsanteil an harten Partikeln wie Flugasche ab.

Korrosionsbeständigkeit

Korrosionsbeständigkeit ist eine der wertvollsten Materialeigenschaften von Aluminium 6061. In Gegenwart von Luft oder Wasser bildet Aluminium 6061 eine schützende Oxidschicht gegen atmosphärische Korrosion. Aufgrund des Vorhandenseins von Kupfer ist der Widerstandsgrad jedoch vergleichsweise geringer als bei Aluminium 5052. Die Legierung 6061 ist ideal für Anwendungen, die eine Beständigkeit gegen Salpetersäure, Ammoniak und Ammoniumhydroxid erfordern. Obwohl es bei alkalischem Schmutz zu Lochfraß kommen kann, kann eine zusätzliche Schutzschicht helfen.

Die folgende Tabelle listet die Höchstgrenze einiger der wichtigsten Materialeigenschaften von Aluminium 6061 auf, die oben diskutiert wurden.

Mechanische Eigenschaften
Endgültige Zugfestigkeit	45.000 psi
Streckgrenze	40.000 psi
Scherfestigkeit	30.000 psi
Brinellhärte	95
Physikalische Eigenschaften
Dichte	0,0975 lb/in³
Schmelzpunkt	1.080–1.205 °F
Elastizitätsmodul	10.000 ksi
Poissonzahl	0,33
Thermische Eigenschaften
Spezifische Wärmekapazität	0,214 BTU/lb-°F
Wärmeleitfähigkeit	1.160 BTU-in/hr-ft²-°F
Wärmeausdehnungskoeffizient	13,1 µin/in-°F

6061 Materialeigenschaften bei Wärmebehandlung und Temperaturänderung

Um ihre wünschenswerten Bearbeitungseigenschaften weiter zu verbessern, werden Aluminium 6061-Legierungen wärmebehandelt und sind in verschiedenen Härtegraden erhältlich, wie unten aufgeführt:

6061-F:Wie hergestellt

Dies sind halbfertige Legierungen ohne besondere Kontrolle über die Wärmebehandlung. Die halbfertige Legierung durchläuft ferner eine Formgebung, Veredelung oder einen thermischen Prozess, um andere fertige Formen oder Temperierungen zu erreichen.

6061-O:Geglüht

Irgendwann während des Prozesses wird die Legierung geglüht, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern und die Duktilität und Zähigkeit zu maximieren. Es eignet sich am besten für Umform- und Schweißvorgänge, weist jedoch eine schlechte Bearbeitbarkeit auf.

6061-W:Lösungsgeglüht

Genau wie 6061-F haben diese Legierungen auch keine veröffentlichten Standard-Eigenschaftsgrenzen, da sie nach dem Lösungsglühen natürlich und spontan altern. Die Streckgrenze wächst schließlich, bis es eine weitere Behandlung zur Stabilisierung seiner Eigenschaften erhält.

6061-Tx:Thermisch behandelt

Hier durchläuft die Legierung nach der Lösungswärmebehandlung ein Abschrecken und entweder eine natürliche oder eine künstliche Alterung. Als Ergebnis erreicht es eine kommerziell nützliche Festigkeit und Zähigkeit. Eine zusätzliche Ziffer, die der Temperamentanzeige hinzugefügt wird, gibt an, welche Sonderbehandlungen es erhalten hat.

Ideale Anwendungsgebiete von Aluminium 6061

Aluminium 6061 ist in Form von Stangenmaterial, Blech, Platte und Rundmaterial erhältlich.

Aufgrund ihrer guten thermischen und elektrischen Leitfähigkeit werden Platten aus Aluminium 6061 als Wärmestrahler in Motoren verwendet, um eine maximale Kühleffizienz zu bieten. Darüber hinaus ist Aluminium 6061 aufgrund seines geringen Gewichts ideal für verschiedene Luft- und Raumfahrt- und allgemeine Transportanwendungen. In vielen Geschäften wird die Legierung 6061-T6 als Trittplatte verwendet, um die meisten Verarbeitungstechniken zu unterstützen. Die Kombination aus außergewöhnlicher Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Festigkeit macht 6061-Platten für gängige Anwendungen geeignet, darunter LKW-Ladeflächen, Treppen, Stützstrukturen, Rampen und Laufstege.

Aluminium-6061-Stangenmaterial findet eine breite Palette von schweren strukturellen Anwendungen, darunter LKW-Rahmen, Nieten, Motorboote und Eisenbahnwaggons. Das Vorhandensein von Magnesium und Silizium macht die Strukturen immun gegen Stress, Rissbildung und Korrosion.

Zuverlässiger lokaler Lieferant von Aluminium 6061 und anderen Legierungen

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