Familii de aliaje și trasee de consolidare
Aluminiu 3003 aparține seriei 3000. Este, în esență, aluminiu pur, cu mangan ca principală adiție de aliere, ceea ce îl face cu aproximativ 20% mai puternic decât aluminiul nealiat, păstrând în același timp un comportament excelent la formare. Aliajul nu poate fi tratat termic, astfel încât rezistența sa este stabilită de călirea prin deformare, adică de cantitatea de lucru la rece rămasă în placă.
Aluminiul 6061 aparține seriei 6000 și este aliat cu magneziu și siliciu. Această combinație face ca aliajul să poată fi tratat termic: tratamentul cu soluție și îmbătrânirea artificială precipită particule dure care ridică rezistența și duritatea mult peste orice poate atinge seria 3000. În funcție de temperatură, 6061 poate fi de până la patru ori mai puternic decât 3003, motiv pentru care domină lucrările structurale.
Compoziție chimică comparată
| Element sau caracteristică | Aluminiu 3003 | Aluminiu 6061 |
|---|---|---|
| Serie | 3000, Al-Mn | 6000, Al-Mg-Si |
| Adăugări principale | Mangan 1,0 până la 1,5 procente | Magneziu 0,8 până la 1,2 procente, siliciu 0,4 până la 0,8 procente |
| Tratament termic | Nu se poate trata termic | Tratabil termic, temperatură comună T4, T6 și T651 |
| Efectul adăugărilor | Manganul crește rezistența și rezistența la coroziune la costuri reduse, fără a afecta formabilitatea | Magneziul și siliciul permit întărirea prin precipitare, oferind rezistență ridicată cu rezistență bună la coroziune |
| Poziția relativă a costurilor | Aliaj economic pentru uz general{0} | Cost mai mare, justificat de taxa de încărcare- |
Chimia explică diviziunea în serviciu. Manganul întărește 3003 ușor și constant prin grosimea plăcii, care se potrivește ansamblurilor trase, îndoite și sudate. Magneziul și siliciul din 6061 răspund la un ciclu termic controlat, astfel încât placa poate fi livrată moale și apoi îmbătrânită la o temperatură de-înaltă rezistență pentru componentele structurale.
Rezistență, duritate și temperatură
Aluminiul 6061 este semnificativ mai puternic decât aluminiul 3003. În funcție de temperatură, 6061 poate atinge până la patru ori rezistența 3003, ceea ce îl face alegerea preferată în cazul în care o piesă suportă sarcină, rezistă la îndoire sau trebuie să mențină precizia dimensională în condiții de stres. Aluminiul 3003 este un aliaj cu rezistență moderată-cu rezistență la tracțiune relativ scăzută, adecvat pentru panouri, conducte, rezervoare și ornamente, dar nu pentru elementele structurale primare.
Duritatea urmează același model. Tratatul termic-6061 este semnificativ mai dur decât 3003 și rezistă mult mai bine la uzură și deteriorarea suprafeței, în timp ce 3003 rămâne relativ moale și nu poate fi tratat termic pentru a-și crește duritatea. Pe de altă parte, această moliciune este exact ceea ce permite modelului 3003 să fie îndoit, tras și rulat la raze strânse, fără crăpare, și este, de asemenea, motivul pentru care 3003 sudează mai ușor.
Formabilitate, sudabilitate și prelucrabilitate
| Caracteristică | Aluminiu 3003 | Aluminiu 6061 |
|---|---|---|
| Rezistenţă | Moderat, cu aproximativ 20% peste aluminiul nealiat | Ridicat, de până la patru ori mai mare decât 3003, în funcție de temperament |
| Formabilitatea | Excelent, ideal pentru desen și îndoire complicate | Moderat, mai puțin formabil din cauza durității mai mari |
| Sudabilitate | Excelent și iertător, ceea ce simplifică fabricarea și îmbinarea | Bine, dar necesită un control mai strict al procedurii din cauza riscului de crăpare în zona afectată de căldură- |
| Prelucrabilitate | Mai jos, deoarece aliajul este moale și tinde să se întindă | Bun, care favorizează piesele prelucrate cu precizie |
| Rezistență după sudare | Păstrează proprietăți utile peste articulație | Pierde o parte din rezistența învechită în zona de sudură și necesită îngrijire a procedurii |
| Temperaturi tipice | O, H14, H24 și alte tempere-întărite | T4, T6, T651 și tempera-aferentă tratată termic |
Rezistența la coroziune, aplicații și selecție
Ambele aliaje rezistă bine la coroziune, dar nu sunt egale în orice mediu. Aluminiul 3003 este remarcabil în serviciul agresiv din punct de vedere chimic și continuu umed, motiv pentru care sunt construite acoperișuri, jgheaburi, siding, rezervoare de depozitare, conducte HVAC și echipamente de procesare chimică. Aluminiul 6061 funcționează bine, inclusiv în condiții maritime și aerospațiale, dar este puțin mai puțin eficient decât 3003, unde expunerea chimică este constantă.
Aplicațiile tipice rezumă diferența. Placa din aluminiu 3003 este utilizată pentru acoperiș și tăblie, echipamente de bucătărie și ustensile de gătit, conducte, rezervoare chimice, ornamente arhitecturale, semnalizare și cutii poștale. Placa din aluminiu 6061 este utilizată pentru structuri de aeronave, cadre de automobile, roți și piese de suspensie, schele, turnuri de transmisie, feronerie marină, carene și catarge de bărci, cadre de biciclete și mobilier.
Prin urmare, selecția se reduce la cerința de guvernare:
Alegeți 3003 când piesa este formată, trasă sau îndoită, când va fi sudată într-un ansamblu, când expunerea la substanțe chimice sau la umiditate este continuă sau când costul trebuie controlat.
Alegeți 6061 atunci când piesa suportă sarcină structurală, necesită duritate ridicată sau rezistență la uzură, trebuie prelucrată la toleranță strânsă sau trebuie să își păstreze rezistența la o temperatură specifică.
În cazul în care cele două cerințe sunt în conflict, soluția obișnuită este o structură 6061 pentru calea de încărcare și o foaie 3003 pentru capace, conducte și ornamente.
Ambele aliaje sunt furnizate sub formă de plăci și tablă într-o gamă largă de grosimi și lățimi, cu servicii de tăiere-la-dimensiuni disponibile, iar fiecare transport trebuie verificat cu certificatul său de testare, astfel încât rezultatele aliajului, temperării și mecanicii să se potrivească cu ipoteza de proiectare.
Întrebări frecvente
Î: Este 6061 mai puternic decât 3003?
Da. Aluminiul 6061 poate fi de până la patru ori mai puternic decât aluminiul 3003, în funcție de temperatură, deoarece este tratabil termic, în timp ce 3003 nu este.
Î: Ce aliaj este mai ușor de sudat?
Aluminiul 3003 este mai ușor. Este mai moale și mai iertător, în timp ce 6061 are nevoie de un control mai strict al procedurii pentru a evita fisurarea și pentru a gestiona pierderea rezistenței învechite în zona de sudură.
Î: Ce aliaj este mai bun pentru îndoire și formare?
Aluminiu 3003. Ductilitatea sa ridicată permite raze strânse și forme complexe fără fisurare, în timp ce 6061 este mai puțin formabil datorită rezistenței și durității sale mai mari.
Î: 3003 poate fi tratat termic pentru a-și crește rezistența?
Nu. Aluminiul 3003 nu poate fi tratat termic și câștigă rezistență doar prin întărire prin deformare, astfel încât duritatea sa nu poate fi crescută printr-un ciclu termic.
Î: Ce aliaj se potrivește serviciului marin sau chimic?
Ambele rezistă la coroziune, dar 3003 este puțin mai bun acolo unde expunerea chimică este continuă, în timp ce 6061 este utilizat pe scară largă pentru feronerie și structuri marine care au nevoie și de rezistență ridicată.
Î: Cum mă decid între ele?
Judecă cerința de guvernare. Formarea, sudarea, rezistența chimică și costul punctează la 3003; sarcina structurală, duritatea, rezistența la uzură și precizia prelucrată sunt de 6061.
