無論是你每天騎行的自行車車架、高空飛行的複雜航空航天部件，還是你手腕上時尚的電子設備外殼，你都很有可能在其中發現 6061-T6 鋁合金的身影。它的流行並非偶然。很少有工程材料能像它一樣，兼具強度、可加工性、耐腐蝕性和經濟性這四大優勢。
事實上，6061-T6鋁合金非常常見，幾乎已成為所有機械加工車間、原型製造商和合約製造廠的標準庫存材料。如果您曾經訂購過… CNC加工原型你得到的第一個材料建議是鋁 6061-T6。
什麼是鋁合金6061？
6000系鋁合金是鋁鎂矽（Al-Mg-Si）合金，其強化相為Mg₂Si。這類合金屬於可熱處理鋁合金，兼具強度、耐腐蝕性、焊接性和成形性等優點。在6000系合金中，6061和6063是應用最廣泛的牌號。鋁合金6061常用於數控加工，而6063則常用於其他用途。 建築和工業鋁擠壓.
鋁合金6061是一種可熱處理的Al-Mg-Si合金，其標稱化學成分包含0.8～1.2%的鎂、0.4%～0.8%的矽、0.15%～0.40%的銅和0.04%～0.35%的鉻（按重量計）。強化成分是時效硬化過程中形成的Mg₂Si析出物。添加銅是為了提高合金的機械強度，而添加鉻是為了抵消銅導致的耐腐蝕性下降並改善微觀結構穩定性。由於鋁合金6061對淬火較為敏感，因此需要嚴格控制熱處理製程才能獲得最佳的機械性能。擠壓成型後，該合金通常需要經過固溶處理、快速淬火和人工時效處理，以達到所需的強度和硬度。
6061鋁合金的T6回火
鋁合金6061的強度源自於熱處理。透過固溶處理和時效處理結合，鎂和矽等合金元素從鋁基體中析出，形成細小的Mg₂Si強化顆粒。這些析出物顯著提高了合金的機械強度，同時保持了其優異的耐腐蝕性、可加工性和焊接性。
T6是所有回火狀態中最常見的狀態。 「T6」表示該合金經過固溶熱處理，然後進行人工時效處理，以達到其最佳性能平衡。
如下圖所示，T6 回火狀態通常能在不犧牲 6061 鋁合金關鍵特性的前提下，提供更高的強度，使其在工程應用中更具吸引力。數十年的工業經驗表明，T6 狀態下的機械性能足以滿足絕大多數結構件、汽車和航空航天應用的需求。這種性能、可用性和成本效益的完美結合，正是 6061-T6 成為常用鋁合金的主要原因。
鋁的其他回火狀態
可熱處理鋁合金通常使用由字母“T”後跟一個或多個數字組成的“狀態”標識。 「T」表示該材料已進行熱處理以獲得穩定的機械性能。不同的數字代表不同的熱處理、時效和冷加工製程組合。
| 脾氣 | 產品說明 |
|---|---|
| T1 | 經高溫成型製程冷卻，並自然老化至基本穩定的狀態。 |
| T2 | 經高溫成型製程冷卻、冷加工和自然老化。 |
| T3 | 固溶熱處理、冷加工和自然老化。 |
| T4 | 經固溶熱處理及自然老化至穩定狀態。 |
| T5 | 經高溫成型製程冷卻後，再進行人工時效處理。 |
| T6 | 固溶熱處理及人工時效處理。 |
| T7 | 固溶熱處理和過時效（穩定化）。 |
| T8 | 固溶熱處理、冷加工和人工時效。 |
| T9 | 固溶熱處理、人工時效處理，然後冷加工。 |
| T10 | 經高溫成型製程冷卻、冷加工及人工老化處理。 |
6061 T6鋁合金的機械性質
| Property | 公制 |
|---|---|
| 極限拉伸強度 | 290〜310兆帕 |
| 屈服強度 (0.2%) | 240〜276兆帕 |
| 剪切強度 | 207兆帕 |
| 疲勞強度（10⁷次循環） | 96兆帕 |
| 伸長 | 8 12〜％ |
| 彈性模量 | 69～70GPa |
| 剪切模量 | 26加侖 |
| 布氏硬度 | 95 HB/107 HV |
6061 T6鋁合金的物理性能
| Property | 價值 |
|---|---|
| 密度 | 2.70克/厘米3 |
| 晶體結構 | FCC結構 |
| 熔程 | 582〜652°C |
| 電阻率 | 0.039 ~ 0.040 μΩ·m |
| 電導率 | 40~43% IACS |
| 彈性模量 | 69～70GPa |
| 泊鬆比 | 0.33 |
6061 T6鋁合金的熱性能
| Property | 價值 |
|---|---|
| 導熱係數 | 166～167瓦/米·開爾文 |
| 比熱容 | 896焦耳/公斤·K |
| 熱膨脹係數 | 23.3 ~ 23.6 ×10⁻⁶ /K |
| 熱擴散率 | 68 平方毫米/秒 |
| 固相線溫度 | 582°C |
| 液相線溫度 | 652°C |
6061 T6鋁合金的耐腐蝕性
| 環境 | 評分 |
|---|---|
| 大氣的 | 優 |
| 淡水 | 優 |
| 工業氛圍 | 固德 |
| 應力腐蝕開裂 | 良好 |
| 點蝕 | 中度 |
| 縫隙腐蝕 | 中度 |
6061 T6鋁合金板
T6是6061鋁板最常見的表面處理狀態。對於6061中厚或厚板，T6表面處理是透過一系列工序來實現的，包括固溶熱處理、板材切割、拉伸、人工時效、鋸切、表面精加工和包裝。整個生產週期通常需要大約10天。
固溶熱處理後，無需進行額外的冷加工。如有必要，可進行矯直和矯平處理，但前提是這些處理不會對材料的機械性能產生不利影響。
其他6061鋁合金板材包括6061-F和6061-O鋁合金板材：
6061-F鋁板是6061鋁板的原始加工狀態。它適用於對加工硬化或成型過程中的後續熱處理有特殊要求的產品。在正常的生產計劃下，通常可在三天內完成出貨。 F狀態的6061鋁板未規定特定的機械性質。客戶可以自行進行熱處理，以將其轉換為特定應用所需的狀態。因此，在所有可用的狀態中，F狀態的6061鋁板通常是最經濟的選擇。
6061-O 鋁板是 6061 鋁合金的完全退火狀態，在所有狀態中強度最低。它主要用於厚度小於 8.0 毫米的薄板，這些應用需要優異的成形性。 O 狀態材料的生產週期通常比 T6 狀態短，但比 F 狀態長。由於經過完全退火處理，O 狀態 6061 鋁板具有最大的延展性和成形性，使其特別適用於彎曲、深拉延和複雜成形等應用。
