Ob es nun der Rahmen Ihres Alltagsfahrrads ist, ein komplexes Bauteil für die Luft- und Raumfahrt, das Tausende Meter über dem Boden fliegt, oder das elegante Gehäuse eines elektronischen Geräts an Ihrem Handgelenk – die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass Sie irgendwo 6061-T6-Aluminium finden. Seine Beliebtheit kommt nicht von ungefähr. Nur wenige technische Werkstoffe bieten eine so ausgewogene Kombination aus Festigkeit, Bearbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Wirtschaftlichkeit.
Tatsächlich ist 6061-T6 so weit verbreitet, dass es in nahezu jeder Maschinenwerkstatt, jedem Prototypenhersteller und jeder Auftragsfertigungsstätte zum Standardwerkstoff geworden ist. Wenn Sie jemals ein solches Material bestellt haben… CNC-gefräster PrototypDie erste Materialempfehlung, die Sie erhielten, war Aluminium 6061-T6.
Was ist Aluminium 6061?
Die Aluminiumlegierungen der 6000er-Serie sind Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierungen (Al-Mg-Si). Ihre härtende Phase ist Mg₂Si. Diese Legierungen gehören zur Familie der wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen und bieten ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Umformbarkeit. Unter den Legierungen der 6000er-Serie sind 6061 und 6063 die am weitesten verbreiteten Sorten. Aluminium 6061 ist beliebt für die CNC-Bearbeitung, während 6063 beliebt ist für … architektonische und industrielle Aluminiumextrusion.
Aluminium 6061 ist eine wärmebehandelbare Al-Mg-Si-Legierung mit einer nominellen chemischen Zusammensetzung von 0.8–1.2 Gew.-% Magnesium, 0.4–0.8 Gew.-% Silicium, 0.15–0.40 Gew.-% Kupfer und 0.04–0.35 Gew.-% Chrom. Die härtende Komponente ist das während der Aushärtung entstehende Mg₂Si-Ausscheidungsprodukt. Kupfer wird zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Legierung hinzugefügt, während Chrom den durch Kupfer bedingten Rückgang der Korrosionsbeständigkeit ausgleicht und die Mikrostrukturstabilität verbessert. Da Aluminium 6061 relativ empfindlich auf Abschrecken reagiert, ist ein sorgfältig kontrollierter Wärmebehandlungsprozess erforderlich, um optimale mechanische Eigenschaften zu erzielen. Nach dem Strangpressen wird die Legierung typischerweise einer Lösungsglühung, einem Schnellabschrecken und einer künstlichen Alterung unterzogen, um die gewünschte Festigkeit und Härte zu erreichen.
T6-Zustand von Aluminium 6061
Die Festigkeit von Aluminium 6061 beruht auf der Wärmebehandlung. Durch eine Kombination aus Lösungsglühen und Auslagern scheiden sich Legierungselemente wie Magnesium und Silizium aus der Aluminiummatrix ab und bilden feine Mg₂Si-Partikel, die die Festigkeit erhöhen. Diese Ausscheidungen steigern die mechanische Festigkeit der Legierung deutlich, während gleichzeitig ihre ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit erhalten bleiben.
T6 ist der häufigste Zustand unter allen Wärmebehandlungszuständen. Die Bezeichnung „T6“ bedeutet, dass die Legierung lösungsgeglüht und anschließend künstlich gealtert wurde, um ein optimales Eigenschaftsprofil zu erzielen.
Wie die Abbildung unten zeigt, bietet die T6-Zustandbehandlung typischerweise eine höhere Festigkeit, ohne die Schlüsseleigenschaften zu beeinträchtigen, die 6061 für technische Anwendungen attraktiv machen. Jahrzehntelange Industrieerfahrung hat gezeigt, dass die in der T6-Zustandbehandlung erzielten mechanischen Eigenschaften für die überwiegende Mehrheit der Anwendungen im Struktur-, Automobil- und Luftfahrtbereich ausreichend sind. Diese Kombination aus Leistung, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit ist ein Hauptgrund dafür, dass sich 6061-T6 als die am häufigsten spezifizierte Aluminiumlegierung etabliert hat.
Andere Härtebezeichnungen für Aluminium
Wärmebehandelbare Aluminiumlegierungen werden üblicherweise mit einer Härtebezeichnung versehen, die aus dem Buchstaben „T“ gefolgt von einer oder mehreren Ziffern besteht. Das „T“ kennzeichnet, dass das Material einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, um stabile mechanische Eigenschaften zu erzielen. Unterschiedliche Ziffern stehen für verschiedene Kombinationen von Wärmebehandlung, Auslagerung und Kaltverformung.
| Temperament | Beschreibung |
|---|---|
| T1 | Nach dem Umformprozess bei erhöhter Temperatur abgekühlt und auf natürliche Weise zu einem weitgehend stabilen Zustand gealtert. |
| T2 | Nach dem Formgebungsprozess bei erhöhter Temperatur abgekühlt, kaltverformt und natürlich gealtert. |
| T3 | Lösungsgeglüht, kaltverformt und natürlich gealtert. |
| T4 | Lösungsgeglüht und natürlich gealtert, um einen stabilen Zustand zu erreichen. |
| T5 | Nach dem Abkühlen durch einen Hochtemperatur-Formprozess wurde die Haut künstlich gealtert. |
| T6 | Lösungsgeglüht und künstlich gealtert. |
| T7 | Lösungsgeglüht und überaltert (stabilisiert). |
| T8 | Lösungsgeglüht, kaltverformt und künstlich gealtert. |
| T9 | Lösungsgeglüht, künstlich gealtert und anschließend kaltverformt. |
| T10 | Nach dem Formgebungsprozess bei erhöhter Temperatur abgekühlt, kaltverformt und künstlich gealtert. |
Mechanische Eigenschaften von Aluminium 6061 T6
| Eigenschaft | Metrisch |
|---|---|
| Zugfestigkeit | 290 ~ 310 MPa |
| Streckgrenze (0.2%) | 240 ~ 276 MPa |
| Schiere Stärke | 207 MPa |
| Dauerfestigkeit (10⁷ Zyklen) | 96 MPa |
| Bruchdehnung | 8 ~ 12% |
| Elastizitätsmodul | 69 ~ 70 GPa |
| Schermodul | 26 GPa |
| Brinellhärte | 95 HB/107 HV |
Physikalische Eigenschaften von Aluminium 6061 T6
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Signaldichte | 2.70 g / cm³ |
| Kristallstruktur | FCC-Struktur |
| Schmelzbereich | 582 ~ 652 ° C |
| Elektrischer widerstand | 0.039 ~ 0.040 μΩ·m |
| Elektrische Leitfähigkeit | 40 ~ 43 % IACS |
| Elastizitätsmodul | 69 ~ 70 GPa |
| Poisson-Verhältnis | 0.33 |
Thermische Eigenschaften von Aluminium 6061 T6
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit | 166 bis 167 W/m²K |
| Spezifische Wärmekapazität | 896 J / kg · K. |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 23.3 ~ 23.6 ×10⁻⁶ /K |
| Wärmeleitzahl | 68 mm²/s |
| Solidustemperatur | 582 ° C |
| Liquidustemperatur | 652 ° C |
Korrosionsbeständigkeit von Aluminium 6061 T6
| Arbeitsumfeld | Rating |
|---|---|
| atmosphärisch | Ausgezeichnet |
| Süßwasser | Ausgezeichnet |
| Industrielle Atmosphäre | Gut |
| Spannungsrisskorrosion | Sehr gut |
| Lochkorrosion | Moderat |
| Spaltkorrosion | Moderat |
Aluminiumplatte 6061 T6
T6 ist die gängigste Wärmebehandlung für Aluminiumbleche aus 6061. Bei mittelstarken oder dicken Blechen aus 6061 wird die Wärmebehandlung T6 durch einen Prozess erreicht, der Lösungsglühen, Schneiden, Strecken, künstliche Alterung, Sägen, Oberflächenbearbeitung und Verpackung umfasst. Der gesamte Produktionszyklus dauert in der Regel etwa 10 Tage.
Nach der Lösungsglühung ist keine weitere Kaltverformung erforderlich. Richt- und Nivellierungsarbeiten können gegebenenfalls durchgeführt werden, sofern sie die mechanischen Eigenschaften des Materials nicht beeinträchtigen.
Zu den weiteren Aluminiumplatten 6061 gehören die Aluminiumplatten 6061-F und 6061-O:
Die Aluminiumplatte 6061-F entspricht dem unbehandelten Zustand der Aluminiumplatte 6061. Sie eignet sich für Produkte mit besonderen Anforderungen an die Kaltverfestigung oder die nachfolgende Wärmebehandlung während der Umformprozesse. Bei normaler Produktionsplanung kann der Versand in der Regel innerhalb von drei Tagen erfolgen. Die mechanischen Eigenschaften sind für die F-Zustandung nicht spezifiziert. Kunden können eigene Wärmebehandlungsverfahren durchführen, um das Material für spezifische Anwendungen in den gewünschten Zustand zu bringen. Daher ist die Aluminiumplatte 6061-F im Allgemeinen die wirtschaftlichste Option unter den verfügbaren Zuständen.
Die Aluminiumplatte 6061-O ist der vollständig geglühte Zustand der Aluminiumlegierung 6061 und weist die geringste Festigkeit aller Wärmebehandlungszustände auf. Sie wird hauptsächlich für dünne Bleche mit einer Dicke unter 8.0 mm verwendet, bei denen eine ausgezeichnete Umformbarkeit erforderlich ist. Der Produktionszyklus von Material im Zustand O ist im Allgemeinen kürzer als der von Material im Zustand T6, aber länger als der von Material im Zustand F. Dank des vollständigen Glühprozesses bietet die Aluminiumplatte 6061 im Zustand O maximale Duktilität und Umformbarkeit und eignet sich daher besonders für Anwendungen, die Biegen, Tiefziehen und komplexe Umformvorgänge beinhalten.
