7075-T651 en 6061-T6 zijn beide door precipitatie-geharde aluminiumlegeringen, maar toch zijn ze gespecificeerd voor totaal verschillende taken. De ene is een zeer sterke legering die qua spanning kan wedijveren met zacht staal; de andere is een veelzijdige, lasbare en corrosiebestendige algemene technische kwaliteit. Als u begrijpt waar het verschil vandaan komt, wordt de selectie eenvoudig.
De twee legeringen en hun gemoedstoestand
7075 is een aluminium-zink-magnesium-koperlegering. Zink is de belangrijkste toevoeging met ongeveer 5,1 tot 6,1%, ondersteund door ongeveer 2,1 tot 2,9% magnesium en 1,2 tot 2,0% koper. De combinatie produceert de hoogste sterkte van alle gangbare gesmeed aluminiumlegeringen, ten koste van de ductiliteit en de weerstand tegen sommige vormen van corrosie. De T651-temperatuur betekent dat de plaat een oplossingswarmtebehandeling heeft ondergaan, spanningsvrij is gemaakt door gecontroleerd uitrekken van ongeveer 1,5 tot 3% en vervolgens kunstmatig is verouderd. Door het uitrekken wordt de meeste interne restspanning verwijderd. Daarom blijft de T651-plaat dimensionaal stabiel wanneer een grote hoeveelheid materiaal wordt weggewerkt.. 6061 is een aluminium-magnesium-siliciumlegering met kleinere kopertoevoegingen. De T6-temperatie wordt bereikt door oplossingsbehandeling en kunstmatige veroudering zonder de rekstap, wat voldoende is voor een product dat doorgaans wordt geleverd als extrusie, plaat of plaat in bescheiden dikte. Beide legeringen zijn doorgaans gecertificeerd volgens ASTM B209 voor plaat en plaat, met een samenstelling in EN 573-3 voor Europese bestellingen en GB/T 3880.2 voor de Chinese markt.
Mechanische eigenschappen naast elkaar
| Eigendom | 7075-T651 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| Typische treksterkte | Ongeveer 570 MPa | Ongeveer 310 MPa |
| Typische vloeigrens | Ongeveer 500 MPa | Ongeveer 275 MPa |
| Typische verlenging | Ongeveer 11% | Ongeveer 12% |
| Hardheid | Ongeveer 150 HB | Ongeveer 95 HB |
| Elasticiteitsmodulus | Ongeveer 71,7 GPa | Ongeveer 68,9 GPa |
7075-T651 is ruwweg 80% sterker in spanning en ongeveer 80% sterker in opbrengst dan 6061-T6, en merkbaar harder. De rekcijfers lijken op elkaar, maar ze zijn gemeten op verschillende geometrieën van het proefstuk en 7075 heeft veel minder capaciteit voor lokale vervorming vóór breuk, waardoor het zich bij overbelasting en bij impact als het brosse materiaal gedraagt. Een nuttig gevolg van de hogere sterkte is gewichtsbesparing: een onderdeel dat is ontworpen met een spanningslimiet kan in 7075 dunner of kleiner worden gemaakt, en omdat de moduluswaarden dichtbij elkaar liggen, profiteert een ontwerp met beperkte stijfheid veel minder van de omwisseling.
Fysieke eigenschappen en thermisch gedrag
Dichtheid: 7075 is ongeveer 2,81 g/cm3 tegen ongeveer 2,70 g/cm3 voor 6061, dus de sterkere legering is iets zwaarder per volume-eenheid.
Thermische geleidbaarheid: 6061-T6 geleidt ongeveer 167 W/(m·K), terwijl 7075-T6 lager is, ongeveer 130 W/(m·K), dus 6061 is de betere keuze voor warmteverspreiding en voor onderdelen die snel warmte moeten afgeven.
Elektrische geleidbaarheid: 6061-T6 werkt op ongeveer 43% IACS en 7075-T651 op ongeveer 33% IACS.
Smeltbereik: 6061 beslaat ongeveer 582 tot 652 graden, terwijl 7075 begint te smelten bij 477 graden en volledig vloeibaar is bij ongeveer 635 graden, wat het veilige venster voor heet werk verkleint.
Thermische uitzetting: beide legeringen liggen dicht bij 23,6 microspanning per graad Celsius, dus geen van beide biedt een voordeel bij lange assemblages.
Verschillen in machinaal bewerken, vormen en verbinden
Beide legeringen kunnen goed worden bewerkt en beide worden geleverd als plaat voor CNC-werk, maar ze gedragen zich anders na het snijden.. 7075-T651 produceert korte, zuivere spanen en heeft een fijne oppervlakteafwerking. Omdat het is uitgerekt, is het bestand tegen de vervorming die optreedt wanneer een dun web uit een 6061-plaat wordt gefreesd. Dat is de reden waarom 7075 matrijsplaten, mallen en armaturen en lucht- en ruimtevaartfittingen domineert, waar nauwe toleranties zware materiaalverwijdering moeten overleven.. 6061-T6 bewerkt gemakkelijk bij lagere snijsnelheden en is veel toleranter ten aanzien van vervorming: het buigt tot een kleinere straal, kan worden getrokken en gewalst, en kan worden gelast met 4043 of 5356 vulmiddel.. 7075 wordt over het algemeen niet gelast in structurele toepassingen, omdat het lasbad stolt met een slechte ductiliteit en de-hittezone verliest kracht; verbindingen in 7075 worden daarom gemaakt met bevestigingsmiddelen, lijmverbindingen of een herontwerp in een lasbare legering. Anodiseren verschilt ook: 6061 neemt gemakkelijk een heldere of geverfde anodische coating aan, terwijl het kopergehalte van 7075 een donkerdere, minder decoratieve film produceert.
Corrosie, vermoeidheid en serviceomgeving
Onder gewone binnen- en atmosferische omstandigheden zijn beide legeringen goed bestand tegen oxidatie. Er treden verschillen op in agressieve omgevingen. 7075 in de T6-familie is gevoelig voor spanningscorrosie, vooral wanneer trekspanning in de korte-dwarse richting inwerkt. Daarom bestaan er -oudere temperaturen zoals de T73 en T7351 voor service waarbij dat risico reëel is.. 6061-T6 is niet op dezelfde manier gevoelig en verdraagt zoutnevel en blootstelling aan zee veel beter, wat de reden is dat het wordt gebruikt voor bootfittingen, constructieconstructies en transportcomponenten. Op het gebied van vermoeiing biedt 7075-T651 een hogere vermoeiingssterkte bij een bepaald aantal cycli omdat het uitgaat van een hoger spanningsniveau. Daarom heeft het de voorkeur voor cyclisch belaste lucht- en ruimtevaartconstructies waarbij massa van belang is. Beschermende praktijk voor beide legeringen omvat het vermijden van galvanische koppelingen met stalen bevestigingsmiddelen, het ontbramen van snijranden en geboorde gaten, en het gebruik van een conversiecoating of primer waar het onderdeel chloriden of stilstaand water ziet.
Selectiegids per toepassing
| Sollicitatie | Voorkeurslegering | Reden |
|---|---|---|
| Luchtvaartvleugel- en rompbeslag | 7075-T651 | Hoogste sterkte- en vermoeidheidsprestaties per kilogram |
| Vormplaten en precisiebevestigingen | 7075-T651 | De spanning-plaat is bestand tegen vervorming door machinale bewerking |
| Autoframes en beugels | 6061-T6 | Goede sterkte met lasbaarheid en corrosieweerstand |
| Maritieme hardware en platforms | 6061-T6 | Betere weerstand tegen zout-watercorrosie |
| Koellichamen en thermische platen | 6061-T6 | Hogere thermische geleidbaarheid dan 7075 |
| Geanodiseerde consumentenproducten | 6061-T6 | Zorgt voor een heldere, gelijkmatige anodische afwerking |
| Geboute constructies met hoge-sterkte | 7075-T651 | Sterkte zonder afhankelijk te zijn van lassen |
Wanneer beide legeringen zouden kunnen werken, is de beslissende vraag normaal gesproken welke limiet voor het onderdeel geldt. Als het ontwerp spanningsbeperkt is, staat 7075-T651 een lichtere sectie toe. Als het ontwerp een beperkte stijfheid heeft, lasbaar is of wordt blootgesteld aan chloriden, is 6061-T6 meestal het economischere en duurzamere antwoord.
Veelgestelde vragen
Vraag: Is 7075-T651 sterker dan 6061-T6?
Ja. 7075-T651 bereikt doorgaans een treksterkte van ongeveer 570 MPa en een opbrengst van 500 MPa, terwijl 6061-T6 respectievelijk ongeveer 310 MPa en 275 MPa bedraagt.
Vraag: Waarom wordt 7075 meestal geleverd in de T651-uitvoering?
De extra stap van het uitrekken verlicht de interne spanning, zodat de dikke plaat dimensionaal stabiel blijft wanneer grote hoeveelheden materiaal worden weggefreesd.
Vraag: Kan 7075-T651 worden gelast?
Over het algemeen wordt er geen smeltgelast gebruikt voor structurele toepassingen, omdat de las- en hitte-geïnfecteerde zone ductiliteit en sterkte verliezen; In plaats daarvan worden bout-, klinknagel- of lijmverbindingen gebruikt.
Vraag: Welke legering is beter voor gebruik op zee?
6061-T6 is de gebruikelijke keuze, omdat het goed bestand is tegen zoutwatercorrosie en niet de gevoeligheid voor spanningscorrosie vertoont van de 7075 T6-familie.
Vraag: Geleiden 7075 of 6061 de warmte beter?
6061-T6 geleidt de warmte beter, met ongeveer 167 W/(m·K) tegen ongeveer 130 W/(m·K) voor 7075-T6.
Vraag: Is er een gewichtstraf verbonden aan het kiezen van 7075?
Slechts een klein beetje per volume-eenheid, aangezien 7075 een dichtheid heeft van bijna 2,81 g/cm3, tegenover ongeveer 2,70 g/cm3 voor 6061; een deel met beperkte sterkte- is doorgaans lichter in 7075.
