6061 صفحه آج آلومینیومی T6

من. معرفی

6061 صفحه آج آلومینیومی T6 یکی از مشخص ترین و همه کاره ترین محصولات آلومینیومی ساختاری در استفاده صنعتی جهانی است..

ترکیبی از 6061 شیمی سخت شدن رسوب منیزیم-سیلیکون آلیاژ با درجه حرارت T6 ماده ای با نسبت استحکام به وزن استثنایی ارائه می کند., مقاومت در برابر خوردگی قابل اعتماد, و سازگاری ساخت گسترده - همه از طریق سطح برجسته برجسته مشخص می شود که صفحه آج را به عنوان یک دسته محصول تعریف می کند..

این مقاله یک مطلب جامع ارائه می دهد, بررسی چند دیدگاهی 6061 صفحه آج آلومینیومی T6, پایه های متالورژیکی آن را در بر می گیرد, علم عملیات حرارتی, طراحی الگو, خواص مکانیکی و فیزیکی, فرآیند تولید, استانداردهای ابعادی, کاربردهای صنعتی, حفاظت در برابر خوردگی, طراحی مهندسی سازه, شیوه های ساخت, تضمین کیفیت, تحلیل مقایسه ای, پایداری محیط زیست, پویایی بازار, و مسیرهای نوآوری آینده.

هدف گیری مهندسان سازه, مهندسین تولید, متخصصان تهیه, دانشمندان مواد, و سازندگان, این مرجع عمق فنی دقیق را با بینش عملی صنعت در سراسر تقریباً ترکیب می کند 12,000 کلمات.

II. بنیاد متالورژی: این 6061 آلیاژ

2.1 سری 6xxx آلیاژی

این 6آلیاژهای آلومینیوم سری xxx با منیزیم متمایز می شود (میلی گرم) و سیلیکون (Si) به عنوان عناصر آلیاژی اصلی.

این دو عنصر در طی عملیات حرارتی ترکیب می شوند و ترکیب بین فلزی Mg2Si را تشکیل می دهند (سیلیسید منیزیم), که به عنوان رسوب اولیه تقویت کننده در آلیاژهای 6xxx عمل می کند.

سری 6xxx موقعیت منحصر به فردی را در چشم انداز آلیاژ آلومینیوم اشغال می کند: سطوح مقاومت قابل عملیات حرارتی را به طور قابل توجهی بالاتر از سری های غیر قابل عملیات حرارتی 3xxx و 5xxx ارائه می دهد., همراه با قابلیت جوش, مقاومت در برابر خوردگی, و تطبیق پذیری ساخت بالاتر از 2xxx با استحکام بالاتر (بر پایه مس) و 7xxx (بر پایه روی) آلیاژهای سری.

در میان آلیاژهای سری 6xxx, 6061 با اختلاف گسترده ترین تولید شده و مورد استفاده در سطح جهانی است - موقعیتی که برای چندین دهه بر اساس ترکیب متوازن قدرت خود در اختیار داشته است., مقاومت در برابر خوردگی, قابلیت جوشکاری, و ماشین کاری.

اولین بار در دهه 1930 با نام 61S توسعه یافت, این یک آلیاژ معیار است که آلیاژهای جدیدتر 6xxx اغلب ارزیابی می شوند.

2.2 ترکیب شیمیایی 6061 آلومینیوم

ترکیب شیمیایی از 6061 آلومینیوم توسط استانداردهای بین المللی از جمله ASTM B209 تعریف شده است (ایالات متحده), که در 573-3 (اروپا), و GB/T 3880 (چین).

ترکیب اسمی و محدوده مجاز هستند:

2.3 نقش هر عنصر آلیاژی

منیزیم و سیلیکون (سیستم Mg2Si): Mg:اگر سیستم در 6061 تقریبا است 1.73:1 بر اساس وزن, نزدیک به نسبت استوکیومتری Mg2Si (1.73:1).

این تعادل حداکثر بارش Mg2Si را در طول پیری تضمین می کند, مکانیسم تقویت اولیه را فراهم می کند.

سیلیکون اضافی فراتر از استوکیومتری Mg2Si باعث تقویت محلول جامد اضافی و تقویت رسوب از ذرات عنصری Si می شود..

فلز مس: در 0.15-0.40٪, مس تقویت کننده محلول جامد مکمل است و از طریق تشکیل CuAl2 به سخت شدن رسوب کمک می کند. (فاز θ) در طول پیری رسوب می کند.

با این حال, مس همچنین حساسیت به خوردگی بین دانه ای را افزایش می دهد و, در غلظت های بالاتر, ترک خوردگی استرس.

محتوای نسبتا کم مس از 6061 نشان دهنده تعادل عمدی بین افزایش مقاومت و عملکرد خوردگی است.

کروم: افزودن کروم در 0.04-0.35٪ دو هدف را دنبال می کند: مهار تبلور مجدد در حین کار گرم (حفظ ریزه, ساختار دانه قوی تر) و با اصلاح رفتار الکتروشیمیایی سطح آلیاژ به مقاومت خوردگی عمومی کمک می کند.

دیسپرسوئیدهای حاوی کروم (Al₇Cr و فازهای مرتبط) موانع موثری برای مهاجرت مرزی دانه هستند.

اهن: آهن یک ناخالصی در 6061, کنترل شده به ≤0.70٪. آهن درشت Al3Fe و Al6 را تشکیل می دهد(FeMn) فازهای بین فلزی که شکل پذیری و چقرمگی را کاهش می دهند.

کنترل آهن محکم تر - در زیر 0.40% - برای مواد درجه یک هوافضا که در آن چقرمگی و عملکرد خستگی حیاتی است مشخص شده است.

2.4 مقایسه با آلیاژهای مرتبط برای صفحه آج

6061موقعیت آن به عنوان آلیاژ صفحه آج غالب نشان دهنده ترکیب منحصر به فرد آن از استحکام ساختاری واقعی است (قادر به حمل بارهای زنده و مرده قابل توجهی است), مقاومت در برابر خوردگی قابل قبول برای اکثر محیط های خدماتی, و تطبیق پذیری ساخت که امکان برش را فراهم می کند, خم شدن, جوشکاری, و ماشینکاری با روشهای استاندارد کارگاهی.

III. T6 Temper: عملیات حرارتی و اثرات آن

3.1 سیستم تعیین دما

نامگذاری دمای آلیاژ آلومینیوم توسط ANSI H35.1 تعریف شده است (ایالات متحده) و ISO معادل آن 2107 استاندارد.

نامگذاری مزاج، تاریخچه پردازش حرارتی و مکانیکی مواد را پس از ریخته‌گری یا کار گرم بیان می‌کند..

برای آلیاژهای قابل عملیات حرارتی مانند 6061, مزاج سری T نشان دهنده عملیات حرارتی محلول خاص و توالی پیری است.

مزاج T6 به طور خاص تعیین می کند: محلول عملیات حرارتی شده و سپس به طور مصنوعی پیر می شود - به این معنی که آلیاژ کاملاً با محلول در دمای بالا عملیات حرارتی شده است., به سرعت خاموش شد, و سپس به طور مصنوعی در دمای متوسط ​​تا حداکثر استحکام پیر می شود.

3.2 فرآیند عملیات حرارتی T6

عملیات حرارتی محلول (SHT): مرحله اول پردازش T6 شامل گرمایش است 6061 مواد تا دمای 6 ± 529 درجه سانتیگراد (معمولاً 520-535 درجه سانتیگراد) و نگه داشتن زمان کافی برای حل کردن Mg2Si و سایر فازهای محلول در محلول جامد در ماتریس آلومینیوم.

زمان نگهداری بستگی به ضخامت بخش دارد: به طور معمول 30 دقیقه برای ورق نازک, 1-4 ساعت برای صفحه ضخیم. هدف یک محلول جامد فوق اشباع از منیزیم و سی در آلومینیوم است - یک حالت ترمودینامیکی ناپایدار که پیش نیاز سخت شدن بارش بعدی است..

یکنواختی دما بسیار مهم است; Ams 2770 (مشخصات عملیات حرارتی هوافضا) به یکنواختی دمایی 6± درجه سانتیگراد در سرتاسر بار نیاز دارد. برای صفحه آج تجاری, ± 8 درجه سانتیگراد به طور معمول مشخص می شود.

خاموش کردن: بلافاصله پس از اتمام SHT, مواد باید به سرعت در دمای اتاق خاموش شوند تا بارش Mg2Si در طول خنک شدن سرکوب شود., حفظ محلول جامد فوق اشباع.

رفع آب سرد (غوطه ور شدن در آب در دمای 40 درجه سانتی گراد یا کمتر از آن) موثرترین روش است, دستیابی به سرعت خنک کننده چند صد درجه سانتیگراد در ثانیه در سطح.

در جاهایی که کنترل اعوجاج حیاتی است از خاموش کردن هوای اجباری استفاده می شود, پذیرفتن خواص پیک کمی پایین تر.

دمایی که ماده در آن از کوئنچ خارج می شود باید کمتر از 70 درجه سانتیگراد باشد تا از سرکوب کامل بارش در طول خنک شدن اطمینان حاصل شود..

رفع حساسیت - حساسیت به کاهش قدرت ناشی از خاموش کردن آهسته - در حد متوسط ​​است 6061 در مقایسه با آلیاژهای مس بالاتر, باعث می شود نسبتاً در برابر تغییرات سرعت خاموش شدن در بخش های ضخیم متحمل شود.

با این اوصاف, صفحه آج ضخیم (در بالا 6 میلی متر فلز پایه) ممکن است شیب های ویژگی سطح به هسته را به دلیل نرخ های خاموشی متفاوت نشان دهند.

پیری مصنوعی: به دنبال خاموش کردن, محلول جامد فوق اشباع در دمای 6 ± 177 درجه سانتیگراد پیر می شود (محدوده معمولی 170-180 درجه سانتیگراد) به مدت 8-12 ساعت. در طول پیری, Mg2Si هسته را رسوب می دهد و از طریق دنباله ای از فازهای پیش ساز ناپایدار رشد می کند.: مناطق GP → β" (رسوبات منسجم سوزنی شکل) → ب (میله ای شکل نیمه منسجم) → ب (mg₂si, نامنسجم).

اوج قدرت (وضعیت T6) مربوط به غلبه β" و رسوبات β" ریز است, که حداکثر هماهنگی را با ماتریس آلومینیومی دارند و بیشترین مقاومت را در برابر حرکت نابجایی ارائه می دهند..

توالی بارش و خواص حاصل از آن بسیار حساس به زمان پیری و دما هستند. زیر پیری (زمان یا دمای ناکافی) آلیاژ را در شرایط T4 باقی می گذارد - تا حدی کهنه شده است, با قدرت کمتر.

پیری بیش از حد فراتر از پیک T6 استحکام را کاهش می دهد زیرا رسوبات درشت می شوند و انسجام خود را از دست می دهند, در حال انتقال به T7 (بیش از حد) خلق و خوی.

کنترل تولید پارامترهای پیری در دمای 5± درجه سانتیگراد و 30± دقیقه برای دستیابی به خاصیت ثابت T6 ضروری است..

3.3 چگونه خلق و خوی T6 تبدیل می شود 6061 خواص

تضاد بین آنیل شده (ای مزاج) و T6 6061 آلومینیوم قدرت قابل توجه سخت شدن بارندگی را نشان می دهد:

افزایش پنج برابری در استحکام تسلیم از حالت O به T6 به قیمت کاهش شکل پذیری است (ازدیاد طول نصف شد) و تا حدودی چقرمگی شکست را کاهش داد.

برای کاربردهای صفحه آج - جایی که نیاز اولیه، استحکام و سختی برای حمل بار است, به جای شکل پذیری سرد - این مبادله کاملاً مناسب است.

3.4 مقایسه با دیگری 6061 مزاج ها

نام T651 - T6 با کاهش تنش با کشش - معمولاً برای کاربردهای صفحه ضخیم مشخص می شود که در آن ثبات ابعادی در حین ماشینکاری مهم است., به عنوان عملیات کشش تنش های پسماند وارد شده توسط خاموش کردن را کاهش می دهد.

برای صفحه آج, که معمولاً در گیج هایی تولید می شود که تنش پسماند بحرانی کمتری دارد, استاندارد T6 مشخصات غالب است.

IV. الگوی صفحه آج: طراحی, هندسه, و عملکرد

4.1 تعریف و هدف از الگوهای صفحه آج

مشخصه تعیین کننده صفحه آج - که به عنوان صفحه شطرنجی نیز شناخته می شود, بشقاب الماس, یا صفحه دوربار - الگوی برجسته روی یک یا هر دو سطح ورق یا صفحه است.

این الگو چندین عملکرد همزمان را انجام می دهد: مقاومت در برابر لغزش را برای پرسنل راه رفتن روی سطح فراهم می کند; سفتی سطح را اضافه می کند (لحظه اینرسی) به صفحه بدون اضافه کردن وزن نورد تخت; این یک زیبایی بصری متمایز را ارائه می دهد که به طور گسترده ای با کیفیت صنعتی مرتبط است; و به عنوان یک سطح سایش عمل می کند که فلز پایه را از تماس مستقیم و سایش محافظت می کند.

این الگو در حین نورد گرم با عبور نوار آلومینیومی از میان رول‌هایی شکل می‌گیرد که در یک رول عکس الگوی مورد نظر در سطح آن تراشیده می‌شود.. همانطور که آلومینیوم داغ از شکاف رول عبور می کند, این الگو در سطح فلز نرم با وفاداری بالا نقش بسته است.

4.2 انواع الگوهای صفحه آج

الگوی تک نواری: یک دنده برآمده منفرد که موازی با جهت غلتش است. به ندرت در کاربردهای ساختاری استفاده می شود; گاهی اوقات در زمینه های تزئینی یا در جاهایی که مقاومت لغزش یک طرفه به طور خاص مورد نیاز است استفاده می شود.

الگوی دو نوار: دو دنده موازی با زاویه کمی نسبت به جهت غلتش. مقاومت در برابر لغزش را در جهت عرضی در مقایسه با الگوی یک میله ای فراهم می کند. در برخی از بازارهای اروپایی و آسیایی استفاده می شود.

سه میله (قبیله ای) الگوی: سه دنده موازی در حدود 30-45 درجه در جهت غلتش, در یک ترتیب مورب تکرار شونده مرتب شده اند. رایج در بازارهای اروپایی و کاربردهای دریایی خاص. مقاومت لغزش چند جهته خوبی را ارائه می دهد.

پنج بار (الماس / چکر) الگوی: پرکاربردترین الگوی صفحه آج در سطح جهان, به ویژه در بازارهای آمریکای شمالی. شامل پنج دنده برآمده دراز است که در یک الگوی تابشی مشخص از یک نقطه مرکزی مرتب شده اند, ایجاد یک موتیف تکرار شونده الماس مانند در سراسر سطح صفحه. الگوی پنج میله ای مقاومت لغزش چند جهتی عالی را فراهم می کند, جذابیت زیبایی شناختی بالا, و الگوی استاندارد برای اکثر حمل و نقل است, ساختمانی, و کاربردهای صنعتی.

عدس (نقطه گرد) الگوی: الگویی از برآمدگی های نیمکره ای یا عدسی شکل که در یک شبکه منظم چیده شده اند.. رایج در بازارهای خاص اروپایی و کاربردهای تخصصی. مقاومت در برابر لغزش همه جانبه را فراهم می کند.

الگوهای سفارشی و اختصاصی: برخی از تولیدکنندگان طرح‌های الگوی اختصاصی را تولید می‌کنند که برای معیارهای عملکرد خاص - حداکثر عملکرد ضد لغزش بهینه‌سازی شده‌اند, حداقل وزن الگوی اضافه شده, یا هویت زیبایی شناختی متمایز. اینها معمولاً به دلیل ابزارهای رول تخصصی گران تر هستند.

4.3 هندسه الگو و مشخصات ابعادی

مشخصات ابعادی الگوهای صفحه آج در ASTM B632 مشخص شده است (برای صفحه آج آلومینیومی در بازارهای آمریکای شمالی) و EN 1386 (استاندارد اروپا).

پارامترهای هندسی کلیدی شامل:

• ارتفاع الگو (بالا بردن): ارتفاع دنده های برجسته بالای سطح صفحه پایه, معمولاً 0.8-2.5 میلی متر بسته به ضخامت فلز پایه. ارتفاع بیشتر مقاومت در برابر لغزش را بهبود می بخشد اما وزن را افزایش می دهد و ممکن است ضخامت پایه موثر مورد استفاده برای محاسبات سازه را کاهش دهد..
• گام الگو: فاصله از مرکز به مرکز دنده ها یا برآمدگی ها, معمولاً 10-30 میلی متر.
• زاویه دنده: زاویه دنده ها نسبت به جهت غلتش, معمولاً 30 تا 75 درجه برای الگوهای چند میله ای.
• ضخامت فلز پایه: ضخامت فلز مسطح در زیر الگو, که بر ظرفیت بار سازه حاکم است. ASTM B632 نحوه اندازه‌گیری ضخامت فلز پایه را برای محاسبات ساختاری تعریف می‌کند.

ASTM B632 تحمل ارتفاع الگو را 0.25± میلی متر برای الگوهای استاندارد مشخص می کند و مستلزم آن است که تمام ابعاد الگوی مشخص شده در باند تلورانس حفظ شود..

4.4 عملکرد ضد لغزش

مقاومت در برابر لغزش سطوح صفحه آج با ضریب اصطکاک مشخص می شود (محفل) بین سطح صفحه و یک پایه مرجع یا ماده زیره کفش.

ASTM D2047 و ASTM F609 مرجع OSHA روش های آزمایشی را برای اندازه گیری مقاومت در برابر لغزش ارائه می دهند.. COF خشک برای 6061 صفحه آج پنج میله T6 معمولاً بیش از آن است 0.6 (در برابر مواد استاندارد زیره چرم و لاستیکی) - بسیار بالاتر از آستانه صنعت عمومی OSHA 0.5 برای سطوح پیاده روی در محل کار.

COF مرطوب به طور قابل توجهی کمتر است - معمولاً 0.3-0.5 - که منعکس کننده اثر روان کنندگی آب بر روی سطوح فلزی صاف بین دنده های برجسته است..

عملکرد ضد لغزش صفحه آج افزایش یافته است:

• آندایز کردن یا رنگ آمیزی سطح برای افزایش ریز زبری سطح
• اعمال پوشش های ضد لغزش یا نوارهای شن و ماسه در مناطق بحرانی
• تعیین حداکثر ارتفاع الگو برای افزایش عمق بافت
• جهت دادن صفحه به گونه ای که الگوهای دنده عمود بر جهت اصلی حرکت عابر پیاده باشد

V. خواص فیزیکی و مکانیکی 6061 صفحه آج آلومینیومی T6

5.1 ویژگی های مکانیکی

خواص مکانیکی زیر مشخصه آلومینیوم 6061-T6 به صورت ورق و صفحه در هر ASTM B209 و ASTM B632 است.:

لازم به ذکر است که الگوی صفحه آج باعث ایجاد غلظت های موضعی تنش در پایه دنده ها در هنگام بارگذاری خمشی و خستگی می شود..

در محاسبات سازه باید از ضخامت فلز پایه استفاده شود (نه ارتفاع کلی الگو) برای محاسبات دارایی بخش, و طراحی خستگی باید عوامل تمرکز تنش مناسب را در خود داشته باشد.

5.2 مشخصات فیزیکی

چگالی 6061-T6 در 2.70 g/cm³ تقریباً یک سوم فولاد است (7.85 g/cm³). این تفاوت ویژگی اساسی مبنایی برای صرفه جویی در وزن است که باعث می شود صفحه آج آلومینیومی در کاربردهای حساس به وزن مانند حمل و نقل به فولاد ترجیح داده شود., تجهیزات سیار, و پشتیبانی زمینی هوافضا.

5.3 مقاومت در برابر خوردگی

6061-T6 مقاومت خوردگی خوب تا متوسطی را برای آلیاژ آلومینیوم نشان می دهد. اکسید آلومینیوم طبیعی (Al2O3) لایه ای که به طور خود به خود بر روی سطح آلیاژ تشکیل می شود، محافظت در برابر خوردگی قابل توجهی در جو ایجاد می کند, آب شیرین, و محیط های شیمیایی ملایم.

با این حال, چندین مکانیسم خوردگی مربوط به صفحه آج 6061-T6 در سرویس است:

خوردگی اتمسفر عمومی: 6061-T6 در محیط های جوی روستایی و شهری به خوبی عمل می کند, توسعه فقط اکسیداسیون سطحی (سوراخ کردن لوازم آرایشی) در طول دوره های قرار گرفتن طولانی مدت بدون تخریب ساختاری قابل توجه.

محیط های دریایی: یون های کلرید در محیط های ساحلی و دریایی می توانند لایه اکسید غیرفعال را تجزیه کنند, شروع خوردگی حفره ای. 6061-T6 نسبت به آلیاژهای سری 5xxx مقاومت کمتری دارد (مانند 5052 یا 5083) در محیط های دریایی, در درجه اول به دلیل محتوای مس آن است. برای کاربردهای دریایی تهاجمی, آنودیزه کردن, رنگ آمیزی, یا جایگزینی آلیاژ (به 5052 یا 5086) باید در نظر گرفته شود.

خوردگی بین دانه ای: مرز دانه های حاوی مس 6061-T6 در محیط های کلرید تهاجمی به خوردگی بین دانه ای حساس هستند.. این می تواند منجر به لایه برداری شود (لایه بندی لایه های سطحی) در موارد شدید.

ترک خوردگی تنشی (SCC): 6061-T6 مقاومت SCC متوسطی را نشان می دهد. این آلیاژ نسبت به سری 2xxx با مس بالا یا آلیاژهای سری 7xxx با روی بالا به طور قابل توجهی در برابر SCC مقاوم تر است., اما مقاومت کمتری نسبت به 5xxx یا بدون مس دارد 6063 آلیاژها. SCC معمولاً یک نگرانی طراحی برای کاربردهای صفحه آج نیست، مگر اینکه تنش های کششی پایدار با قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی تهاجمی همزمان باشد..

خوردگی گالوانیکی: هنگامی که 6061-T6 در تماس الکتریکی با فلزات نجیب تر است (فلز مس, فولاد ضد زنگ, فولاد) در حضور یک الکترولیت, خوردگی گالوانیکی آلومینیوم ممکن است رخ دهد. مواد عایق (واشر پلاستیکی, موانع درزگیر) باید در نقاط تماس فلزی غیر مشابه استفاده شود.

5.4 ماشین کاری, قابلیت جوشکاری, و شکل پذیری

ماشین کاری: 6061-T6 به عنوان یک آلیاژ ماشینکاری خوب رتبه بندی می شود. مزاج سخت T6 کوتاه تولید می کند, تراشه های شکسته که ماشین کاری را تسهیل می کند, و آلیاژ را می توان با سرعت بالا با سطح عالی با استفاده از ابزار کاربید ماشین کاری کرد. ماشینکاری تقریباً رتبه بندی می شود 50% نسبت به آلیاژ ماشینکاری آزاد 2011-T3 (رتبه بندی شده است 100%).

قابلیت جوشکاری: 6061-T6 را می توان توسط MIG جوش داد (GMAW) و تیگ (GTAW) فرایندها, اما جوشکاری یک ملاحظات مهم ویژگی را معرفی می کند: گرمای جوشکاری به صورت موضعی ریزساختار T6 را در ناحیه متاثر از حرارت مجددا حل می کند و/یا پیر می کند. (خندق), کاهش استحکام به تقریباً T4 یا سطوح آنیل شده در حدود 25 تا 50 میلی متر از خط مرکزی جوش. این کاهش مقاومت HAZ باید در طراحی سازه - راهنمای طراحی آلومینیوم - در نظر گرفته شود (ADM) تنش های مجاز کاهش یافته را در مناطق HAZ مشخص می کند.

شکل پذیری: در مزاج T6, 6061 شکل پذیری سرد محدودی دارد. خم شدن با شعاع های کوچک خطر ترک خوردن در سطح خم بیرونی را دارد. حداقل شعاع خم برای مواد T6 از 2 تن است (دو برابر ضخامت مواد) برای گیج های نازک تا 4 تن یا بیشتر برای سنج های ضخیم تر. جایی که شکل دهی قابل توجهی مورد نیاز است, کار در شرایط T4 یا آنیل شده و به دنبال آن عملیات حرارتی مجدد به T6 رویکرد ارجح است.

ششم. فرآیند تولید از 6061 صفحه آج آلومینیومی T6

6.1 ریخته گری آلیاژ و همگن سازی

تولید از 6061 صفحه آج T6 با آماده سازی آلیاژ در یک کارخانه ذوب آلومینیوم اولیه یا ثانویه شروع می شود. آلومینیوم با خلوص بالا (به طور معمول 99.7% ال) ذوب شده و با افزودن دقیق منیزیم شارژ می شود, سیلیکون, فلز مس, و آلیاژهای اصلی کروم برای رسیدن به هدف 6061 ترکیب بندی.

پالایش دانه تیتانیوم بور (Ti-B) آلیاژ اصلی بلافاصله قبل از ریخته گری به مذاب اضافه می شود تا خوب شود, ساختار دانه هم محور در دال جامد شده.

اسلب های نورد بزرگ (معمولاً 400-600 میلی متر ضخامت دارد, 1,000-2000 میلی متر عرض, و 4000 تا 8000 میلی متر طول دارد) با سرمای مستقیم تولید می شوند (دی سی) ریخته گری نیمه پیوسته, که در آن مذاب آلومینیوم در قالب خنک شده با آب ریخته می شود که دال جامد کننده به طور مداوم از آن استخراج می شود..

سپس دال های ریخته گری شده در دمای تقریبی 560-580 درجه سانتی گراد به مدت 4-12 ساعت همگن می شوند تا فازهای محلول حل شوند., حذف گرادیان ترکیب از انجماد, و ذرات بین فلزی را کروی می کند. هموژنیزاسیون برای رفتار نورد گرم ثابت و خواص محصول نهایی ضروری است.

قبل از نورد گرم, سطوح دال اسکالپ شده است (صورت آسیاب شده) برای حذف لایه بیرونی جدا شده تشکیل شده در طول انجماد, اطمینان از نقص سطح, اجزاء, و تغییرات شیمی در محصول نهایی منتشر نمی شود.

6.2 نورد گرم با نقش برجسته

دال های هموژن در کوره های فشاری یا راهپیمایی تا دمای 450 تا 520 درجه سانتیگراد از قبل گرم می شوند و در آسیاب های گرم معکوس یا پشت سر هم نورد گرم می شوند..

کاهش ضخامت پیشرونده در چند پاس اعمال می شود, با گرم کردن مجدد در صورت لزوم, تا زمانی که نوار به ضخامت انتقال هدف برسد (معمولاً 4 تا 15 میلی متر بسته به نیاز گیج نهایی).

مرحله حساس و منحصر به فرد در تولید صفحه آج در یکی از پاس های نورد گرم نهایی رخ می دهد: نوار از یک پایه رول عبور می کند که در آن یک رول می شود (به طور معمول رول کار پایین) حامل منفی است (معکوس) از الگوی صفحه آج ماشینکاری شده در سطح آن.

همانطور که نوار داغ از این شکاف رول عبور می کند, آلومینیوم نرم به داخل حفره های الگو فشرده می شود, بازتولید صادقانه هندسه الگوی روی سطح صفحه.

طراحی رول الگو - از جمله زاویه دنده, ارتفاع, زمین, و زوایای پیش نویس - یک رشته مهندسی حیاتی است که کیفیت محصول و عمر رول را تعیین می کند.

رول های الگو از فولادهای ابزار با کروم بالا یا با سرعت بالا تولید می شوند, ماشینکاری دقیق و آسیاب شده تا تلورانس های دقیق.

کنترل گیج در طول نورد داغ صفحه آج نیازمند توجه ویژه است زیرا رول الگو فشار متفاوتی را در عرض رول اعمال می کند., وارد کردن پیچیدگی به کنترل گیج خودکار (AGC) پاسخ سیستم.

آسیاب های داغ مدرن از فید فوروارد و فیدبک AGC برای حفظ ضخامت فلز پایه در محدوده مشخصات بدون توجه به نیروهای نقش برجسته استفاده می کنند..

6.3 محلول عملیات حرارتی برای T6 Temper

به دنبال نورد گرم (و, در صورت لزوم, نورد سرد تا گیج نهایی), برای دستیابی به خواص T6، صفحه باید تحت عملیات حرارتی محلول قرار گیرد. برای صفحه آج, SHT در یکی از دو پیکربندی انجام می شود:

کوره پیوسته (کوره غلتکی): صفحه با سرعت کنترل شده از یک کوره تونلی بلند روی غلتک های نوار نقاله عبور می کند, دستیابی به دما و زمان خیساندن هدف. کوره های پیوسته توان عملیاتی بالا و یکنواختی دمایی عالی را برای مواد با گیج نازک فراهم می کنند، اما برای اطمینان از خیساندن ضخامت به سرعت و مشخصات دما برای صفحات ضخیم تر نیاز دارند..

کوره دسته ای (گردش هوا): صفحات روی سینی های ماشین کوره چیده شده و در حالت دسته ای پردازش می شوند. پردازش دسته ای زمان خیساندن طولانی تری را برای صفحات ضخیم فراهم می کند و انعطاف پذیری بیشتری را برای اندازه های غیر استاندارد فراهم می کند, اما برای یکنواختی دما نیاز به چیدمان و فاصله گذاری دقیق دارد.

دنبال کردن SHT, صفحات با غوطه ور شدن در مخزن کوئنچ آب یا با برخورد اسپری آب خاموش می شوند. خاموش کردن باید در داخل آغاز شود 15 ثانیه های خروج صفحه از کوره (در هر AMS 2770 الزامات) برای به حداقل رساندن بارش درشت Mg2Si در طول انتقال, که باعث تخریب خواص نهایی می شود.

6.4 پیری مصنوعی

صفحات خاموش شده به کوره های پیری که در دمای 6 ± 177 درجه سانتیگراد کار می کنند منتقل می شوند.. صفحات به مدت 8 تا 12 ساعت در دما کهنه می شوند.

یکنواختی دمای فر با بررسی ترموکوپل در هر AMS تأیید می شود 2770 قبل از واجد شرایط بودن یک کوره برای پیری T6. به دنبال پیری, صفحات تا دمای اتاق با هوا خنک می شوند.

SHT ترکیبی + چرخه پیری صفحه آج T6 سرمایه و انرژی قابل توجهی است.

تاسیسات مدرن از طریق سیستم های بازیابی حرارت کوره به بهره وری انرژی قابل توجهی دست می یابند, شیوه های بارگذاری بهینه, و کنترل فرآیند پیش بینی که پردازش مجدد را به دلیل ویژگی های خارج از مشخصات به حداقل می رساند.

6.5 تسطیح, برش دادن, و تکمیل سطح

Quenching باعث ایجاد تنش های پسماند و تاب برداشتن در صفحه آلومینیومی به دلیل انقباض حرارتی تفاضلی می شود.. به دنبال پیری, صفحات برای تصحیح صافی سطح کششی یا غلتکی هستند.

تراز کردن کشش - عبور صفحه از فک های برانکارد تحت بار کششی کنترل شده - به ویژه برای از بین بردن انحنای بدون آسیب رساندن به الگوی موثر است..

تحمل صافی صفحه آج در ASTM B632 مشخص شده است.

صفحات توسط اره مدور به ابعاد نهایی بریده می شوند, برشی, یا برش پلاسما, بسته به ضخامت و کیفیت لبه مورد نیاز.

سوراخ‌زدایی لبه، فرزهای تیز را از بین می‌برد که می‌توانند در حین نصب آسیب یا مشکلات اتصال ایجاد کنند.

گزینه های تکمیل سطح - آندایزینگ, رنگ آمیزی, یا پوشش پودری - پس از تکمیل تمام فرآیندهای مکانیکی اعمال می شود, زیرا این درمان ها آخرین خوردگی و محافظت زیبایی شناختی را برای عمر مفید محصول فراهم می کند.

ششم. استانداردهای ابعادی, تحمل ها, و مشخصات

7.1 استانداردهای کاربردی اولیه

ابعاد و ویژگی های مورد نیاز برای 6061 صفحه آج آلومینیومی T6 توسط:

7.2 مشخصات ضخامت و ابعاد

ASTM B632 صفحه آج را در ضخامت فلزات پایه مشخص می کند 1.27 میلی متر (0.050 که در) به 12.70 میلی متر (0.500 که در).

استاندارد "ضخامت فلز پایه" را به عنوان ضخامت فلز مسطح در زیر الگو تعریف می کند - بعد مورد استفاده برای محاسبات ساختاری - به استثنای ارتفاع الگو..

عرض ورق و صفحه استاندارد از 600 میلی متر به 2,000 میلی متر, با 1,220 میلی متر (48 که در) و 1,524 میلی متر (60 که در) عرض بیشتر در بازارهای آمریکای شمالی رایج است.

طول های استاندارد معمولاً هستند 2,440 میلی متر (96 که در) و 3,050 میلی متر (120 که در), با ابعاد برش سفارشی که از مراکز خدمات در دسترس است.

تحمل ضخامت در هر ASTM B632 با ضخامت و عرض اسمی متفاوت است:

ارتفاع الگو برای الگوی استاندارد پنج نوار محدوده از 0.89 میلی متر به 2.03 میلی متر بسته به ضخامت فلز پایه, با تلرانس 0.25 ± میلی متر.

7.3 وزن در واحد سطح

برای محاسبات ساختاری و تدارکات, وزن در واحد سطح صفحه آج یک پارامتر حیاتی است. وزن های تقریبی برای گیج های معمولی:

توجه داشته باشید: وزن های واقعی شامل تقریباً 5 تا 10 درصد اضافه برای مواد برجسته شده الگو نسبت به صفحه مسطح معادل است..

هشتم. کاربردهای صنعتی

8.1 حمل و نقل و خودرو

بخش حمل و نقل بزرگترین مصرف کننده است 6061 صفحه آج آلومینیومی T6 در سطح جهانی.

نسبت مقاومت به وزن بالای آلیاژ, همراه با مقاومت در برابر خوردگی و سطح مقاوم در برابر لغزش, آن را برای کاربردهای خودرویی که ظرفیت بار و ایمنی به طور همزمان مورد نیاز است، ایده آل می کند.

تخته های دویدن و پله ها برای کامیون های وانت, SUV ها, وانت ها, و وسایل نقلیه تجاری از جمله قابل مشاهده ترین برنامه های کاربردی برای مصرف کننده هستند.

6061 صفحات پله صفحه آج T6 باید بارهای دینامیکی مکرر ناشی از سوار شدن و پیاده شدن سرنشینان از خودرو را تحمل کنند., همراه با قرار گرفتن در معرض نمک جاده, مرطوب, و ضربه مکانیکی از زباله های جاده. قدرت تسلیم بالا T6 از تغییر شکل دائمی در این شرایط جلوگیری می کند.

کفپوش تریلر برای تخت, دام, و تریلر محموله محصور نشان دهنده یک کاربرد ساختاری با حجم بالا است.

6061 صفحه آج T6 در ضخامت پایه 3 تا 5 میلی متر ظرفیت باربری را برای وزن های بار قانونی فراهم می کند در حالی که وزن مرده تریلر را زیر حداکثر وزن ناخالص مجاز خودرو نگه می دارد. (GVWR).

صرفه جویی در وزن 50 تا 60 درصد در مقایسه با کفپوش فولادی معادل مستقیماً به افزایش ظرفیت حمل بار یا بهبود راندمان سوخت منجر می شود..

کفپوش وسایل نقلیه اتوبوسی و ریلی: وسایل نقلیه ترانزیت به کفپوشی نیاز دارند که سالها در برابر ترافیک سنگین عابران پیاده مقاومت کند, برای ایمنی سرنشینان ضد لغزش است, مقاوم در برابر مواد شیمیایی پاک کننده, و سبک وزن برای بهره وری انرژی.

6061 صفحه آج T6 تمام این الزامات را برآورده می کند و در اتوبوس شهری مشخص شده است, راه آهن شهری, و استانداردهای خرید وسایل نقلیه ریلی سبک در آمریکای شمالی و بین المللی.

سطح شیب دار و اسکله: صفحات اسکله بارگیری - که برای پر کردن شکاف بین کف اسکله انبار و تخت تریلر کامیون استفاده می شود - موارد ایمنی حیاتی هستند که باید از بارهای 5000 تا 10000 کیلوگرمی لیفتراک پشتیبانی کنند در حالی که برای تغییر موقعیت دستی به اندازه کافی سبک هستند..

6061 صفحات داک صفحه آج T6 کاهش وزن قابل توجهی را در مقابل جایگزین های فولادی ارائه می دهند و در عین حال ظرفیت ساختاری کافی را حفظ می کنند..

8.2 صنایع دریایی

محیط های دریایی از جمله محیط های مورد نیاز برای خوردگی برای مواد فلزی است, ترکیب آب نمک مملو از کلرید, اشعه ماوراء بنفش, رسوب زیستی, و تنش های مکانیکی اثر موج و ضربه.

در حالی که آلیاژهای سری 5xxx (به ویژه 5052, 5083, 5086) به طور کلی مقاومت در برابر خوردگی بالاتری در محیط های دریایی ارائه می دهند, 6061 صفحه آج T6 کاربرد قابل توجهی در زمینه های دریایی پیدا می کند که در آن استحکام بالاتر آن مورد نیاز است و در جایی که محافظت از سطح است (آندایز کردن یا رنگ آمیزی) برای تکمیل مقاومت خوردگی ذاتی آن استفاده می شود.

عرشه قایق و کف کابین خلبان: عرشه کشتی های تفریحی و تجاری در 6061 صفحه آج T6 مقاومت در برابر لغزش در شرایط مرطوب را فراهم می کند - برای ایمنی خدمه بسیار مهم است. پوشش های آنودایز شده در برابر حمله آب نمک و تخریب UV محافظت می کنند.

گنگ وی, رمپ های سوار شدن, و راهروهای اسکله: اتصالات ساحل به کشتی و اسکله به اسکله باید ترافیک عابر پیاده را همراه با شکاف های متغیر انجام دهند, نیاز به سختی و استحکام ساختاری دارد. 6061 T6 این الزامات را در بر می گیرد در حالی که وزن قابل کنترل را برای تنظیم دستی حفظ می کند.

آج و توری پلکان سکوی دریایی: سکوهای ثابت دریایی و تاسیسات تولید شناور به سطوح پیاده روی غیر لغزنده در محیط هایی نیاز دارند که آلودگی هیدروکربنی و پاشش امواج خطرات لغزش شدید ایجاد می کند.. 6061 آج پله صفحه آج T6, با درمان های سطحی مناسب, استانداردهای ایمنی دریایی و دریایی مربوطه را رعایت کنید (OSHA, ABS, DNV).

8.3 ساخت و ساز و معماری

در بخش ساخت و ساز, 6061 صفحه آج آلومینیومی T6 هم نقش های ساختاری کاربردی و هم کاربردهای زیبایی را ایفا می کند که در آن سطح صفحه آج متمایز به عنوان یک عنصر طراحی ارزش گذاری می شود..

کفپوش های صنعتی و نیم طبقه: نیم طبقه انبار, سکوهای تجهیزات, و روکش کف کارخانه در 6061 صفحه آج T6 نصب سریع را ارائه می دهد, عمر طولانی با حداقل تعمیر و نگهداری, و ظرفیت سازه ای برای اکثر بارهای زنده صنعتی کافی است (2.5-7.5 کیلو پاسکال, بسته به کاربرد).

آج و دماغه پله ها: الزامات آیین نامه ساختمانی برای ایمنی پله ها در مشاغل تجاری و صنعتی باعث استفاده گسترده از اجزای پله صفحه آج می شود.. الگوی برجسته مقاومت لغزش مورد نیاز را فراهم می کند; استحکام T6 ظرفیت بار کافی را فراهم می کند; سطح آلومینیوم در برابر شرایط جوی بیرونی که پله های بیرونی در معرض آن هستند مقاومت می کند.

فضای داخلی آسانسور: طبقات داخلی آسانسورهای تجاری اغلب مشخص می شود 6061 صفحه آج T6 به دلیل ترکیبی از مقاومت در برابر سایش, تمیز کردن آسان, کفایت ساختاری, و جذابیت زیبایی شناختی.

روکش معماری تزئینی: ظاهر فلزی بازتابنده صفحه آج آلومینیومی, به ویژه در پرداخت آنودایز یا پرداخت شده, به طور فزاینده ای توسط معماران به عنوان یک عنصر طراحی برای نمای ساختمان مشخص شده است, روکش ستون, وراجینگ, و ویژگی های معماری داخلی در ساختمان های تجاری و عمومی.

8.4 صنعتی و تولیدی

حفاظ ماشین آلات و پوشش های ایمنی: محفظه های ایمنی ماشین آلات صنعتی و پانل های دسترسی ساخته شده از 6061 صفحه آج T6 استحکام ساختاری مورد نیاز را با وزن سبک ترکیب می کند که حمل و نقل را در حین دسترسی به تعمیر و نگهداری آسان می کند و بارهای وارد بر قاب ماشین را کاهش می دهد..

محیط های فرآوری مواد غذایی: آلومینیوم ذاتاً با کاربردهای تماس با مواد غذایی سازگار است - غیر سمی است, به راحتی تمیز می شود, و مطابق با USDA/FDA. 6061 راهروها و سکوهای صفحه آج T6 در تأسیسات فرآوری مواد غذایی در برابر پروتکل های تمیز کردن و ضدعفونی دقیق مقاوم هستند. (تمیز کردن با بخار, مواد شوینده سوز آور) از محیط های غذایی.

کت واک و سکوهای کار: تأسیسات صنعتی برای دسترسی به تجهیزات فرآیندی به راهروهای مرتفع نیاز دارند, تانک ها, و آب و برق. 6061 کت واک های صفحه آج T6 ظرفیت ساختاری مورد نیاز را ارائه می دهند, سطح غیر لغزنده, عمر خدمات طولانی, و هزینه نگهداری کم در محیط های شیمیایی و حرارتی سخت کارخانه های صنعتی.

8.5 نظامی و دفاعی

مشخصات نظامی برای کفپوش وسایل نقلیه زمینی, تجهیزات پشتیبانی زمینی هواپیما, سیستم های پل پرتابل, و سکوهای فرود هلیکوپتر اغلب به آنها اشاره می کنند 6061 صفحه آج آلومینیومی T6, شناخت ترکیب عملکرد ساختاری آن, کارایی وزن, و مقاومت در برابر خوردگی که منحصراً برای نیازهای لجستیک نظامی مناسب است.

MIL-DTL-32505 و مشخصات دفاعی مربوطه بر خرید صفحه آج درجه نظامی حاکم است, اغلب به قابلیت ردیابی کامل مواد و گواهی شخص ثالث نیاز دارند.

IX. مقاومت در برابر خوردگی و حفاظت از سطح

9.1 رفتار خوردگی ذاتی

همانطور که در بخش V.3 توضیح داده شده است, 6061-T6 مقاومت خوبی در برابر خوردگی در شرایط محیطی ملایم تا متوسط ​​ارائه می دهد.

برای بسیاری از کاربردهای صفحه آج - تخته دویدن کامیون, کفپوش انبار, فضای داخلی آسانسور - سطح رول شده یا آسیاب شده، محافظت در برابر خوردگی کافی را در طول عمر مفید محصول تنها با تعمیر و نگهداری معمول تمیز کردن فراهم می کند..

جایی که محیط های تهاجمی تری پیش بینی می شود - قرار گرفتن در معرض دریای ساحلی, یخ زدایی تماس نمک در کاربردهای خودرو, قرار گرفتن در معرض کارخانه های شیمیایی - برای اطمینان از حفاظت در برابر خوردگی و عمر مفید، عملیات سطح مورد نیاز است.

9.2 آندایز کردن

آندایزینگ یک فرآیند الکتروشیمیایی است که در آن سطح آلومینیوم به متراکم تبدیل می شود, اکسید آلومینیوم سخت (Al2O3) لایه ای با عبور جریان مستقیم از قسمت غوطه ور در الکترولیت (معمولا اسید سولفوریک).

لایه اکسید آندی جدایی ناپذیر از زیرلایه آلومینیوم است - نه پوششی که بتواند پوسته یا تراشه کند - و مقاومت در برابر خوردگی را به طور چشمگیری افزایش می دهد., سختی سطح, و ماندگاری آرایشی.

نوع دوم (معماری) آندایز کردن: تولید شده در الکترولیت اسید سولفوریک با چگالی جریان استاندارد, ایجاد لایه های اکسیدی با ضخامت 5-25 میکرومتر.

آندایزینگ نوع II مقاومت خوبی در برابر خوردگی برای اکثر کاربردهای معماری و تجاری ایجاد می کند, رنگ پذیری عالی برای گزینه های رنگ تزئینی, و سختی سطح تقریباً 200-300 ویکرز (Hv) - به طور قابل توجهی سخت تر از فلز پایه (95 HB ≈ 100 Hv).

نوع سوم (آندایزینگ سخت): در دماهای پایین تر و چگالی جریان بالاتر در اسید سولفوریک تولید می شود (گاهی اوقات با مواد افزودنی), ایجاد لایه های اکسیدی با ضخامت 25 تا 100 میکرومتر.

آنودایز سخت نوع III سختی سطح 400-600 HV را ایجاد می کند - نزدیک به فولاد سخت شده - و علاوه بر محافظت در برابر خوردگی عالی، مقاومت در برابر سایش و سایش فوق العاده ای را ارائه می دهد..

صفحه آج آنودایز سخت در کاربردهای سخت از جمله تجهیزات پشتیبانی زمینی هواپیما مشخص شده است, سطوح ابزار صنعتی, و کفپوش خودروهای نظامی.

چالش های آندایزینگ روی صفحه آج: الگوی برجسته پتانسیلی برای توزیع چگالی جریان غیریکنواخت در طول آنودایز ایجاد می کند, که می تواند منجر به تغییرات ضخامت در سراسر سطح الگو شود.

آنودایز با کیفیت روی صفحه آج نیاز به طراحی دقیق فیکسچر دارد, تحریک حمام, و کنترل فرآیند برای دستیابی به ضخامت اکسید یکنواخت در سراسر هندسه الگو.

9.3 رنگ آمیزی و پوشش پودری

سیستم های پوشش ارگانیک به جای مکانیسم غیرفعال سازی الکتروشیمیایی آندایزینگ، از طریق یک مکانیسم مانع - جداسازی سطح فلز از رطوبت محیط و الکترولیت ها - محافظت در برابر خوردگی را فراهم می کنند..

برای کاربردهای صفحه آج در معرض سایش مکانیکی (ترافیک پیاده, بارگیری وسیله نقلیه), سیستم های پوشش باید چسبندگی خوب را با سختی و انعطاف پذیری کافی ترکیب کنند.

آماده سازی سطح مهمترین عامل تعیین کننده عملکرد پوشش آلی است. برای 6061 صفحه آج T6, آماده سازی سطح معمولاً شامل چربی زدایی با پاک کننده قلیایی است, اچ کردن برای ایجاد نمایه سطح, و پوشش تبدیلی (کرومات یا فسفات/زیرکونات بدون کروم) برای ایجاد ارتقای چسبندگی و مهار خوردگی در سطح مشترک پوشش.

پرایمر اپوکسی + روکش پلی استر یا پلی اورتان سیستم ها چسبندگی عالی ایجاد می کنند, مقاومت شیمیایی, و پایداری UV برای کاربردهای فضای باز.

سیستم های اپوکسی ساخت بالا (60-125 میکرومتر DFT) برای سخت‌ترین شرایط حفاظت در برابر خوردگی مشخص شده‌اند.

پوشش پودری (پلی استر ترموست, هیبرید اپوکسی پلی استر) مقاومت مکانیکی خوبی ایجاد می کند, کارایی هزینه برای حجم های بزرگ تولید, و عاری از انتشار حلال (برای رعایت محیط زیست مهم است).

روکش پودری 6061 صفحه آج T6 در کاربردهای معماری تجاری و حمل و نقل رایج است.

ایکس. ساخت, ماشینکاری, و پیوستن

10.1 روش های برش

برش اره گرد رایج ترین روش برای برش است 6061 صفحه آج T6 به طول و عرض.

تیغه هایی با نوک کاربید با زاویه چنگک زدن مثبت 3 تا 6 درجه, گام دندان خوب (6– 10 TPI برای صفحه ضخیم), و سرعت برش 1500 تا 3500 متر در دقیقه برش های تمیز را با حداقل سوراخ شدن ارائه می دهد.. استفاده از مایع خنک کننده/روان کننده برای صفحه ضخیم توصیه می شود.

برش پلاسما برش سریع هر شکلی را در صفحه تا 25 میلی متر, با کیفیت لبه متوسط.

منطقه تحت تأثیر پلاسما (PAZ) گرمایی را معرفی می کند که به صورت موضعی ریزساختار T6 را بازپخت می کند, ایجاد یک منطقه نرم مشابه با HAZ جوش.

برای کاربردهای سازه ای که مناطق لبه باربر هستند, لبه های برش پلاسما باید با ماشین کاری جدا شوند.

برش واترجت برش دقیق را بدون منطقه متاثر از گرما ارائه می دهد, کیفیت لبه عالی, و توانایی برش اشکال و خطوط پیچیده.

این روش ترجیحی است که در آن دقت ابعاد و کیفیت لبه بسیار مهم است - پله های سفارشی, عناصر معماری تزئینی, و اجزای ساختاری دقیق.

برش واترجت در هر متر کندتر و گرانتر از برش پلاسما یا اره است.

برش لیزری آلومینیوم به دلیل انعکاس بالا و هدایت حرارتی آلومینیوم امکان پذیر است اما چالش برانگیزتر از فولاد است..

لیزرهای فیبر پرقدرت (4– 12 کیلو وات) با گاز کمکی نیتروژن می تواند صفحه آج آلومینیومی را تا حدودی برش دهد 10 میلی متر, اما به سیستم های نوری تخصصی و انتخاب دقیق پارامتر برای جلوگیری از سوختن سطح نیاز دارند.

برش زدن برای صفحه آج تا ضخامت پایه تقریباً 4-5 میلی متر مناسب است, ارائه برش های مستقیم مستقیم.

الگوی صفحه آج ممکن است در خط برش کمی تحریف شود, و کیفیت لبه به طور کلی پایین تر از برش اره یا واترجت است.

10.2 خم شدن و شکل دهی

خم 6061 صفحه آج T6 نیاز به توجه دقیق به حداقل شعاع خم دارد تا از ترک خوردن در سطح کشش بیرونی جلوگیری شود.

حداقل شعاع خم توصیه شده توسط انجمن آلومینیوم برای ورق و صفحه 6061-T6 است:

جهت گیری الگو نسبت به خط خم یک ملاحظه عملی مهم است.

خم شدن با دنده های موازی با خط خم (خم شدن در سراسر دنده ها) غلظت تنش در پایه های دنده ایجاد می کند و به حداقل شعاع بزرگتر از خمش با دنده های عمود بر خط خم نیاز دارد..

جایی که نیاز به خم شدن محکم است, بازپخت به حالت O قبل از شکل‌گیری و حرارت دادن مجدد به T6 پس از آن - در حالی که هزینه را اضافه می‌کند - باعث می‌شود تا شعاع‌های بسیار کوچک‌تری بدون ترک خوردگی تشکیل شوند..

10.3 جوشکاری

من (GMAW) جوشکاری رایج ترین فرآیند جوشکاری برای 6061 ساخت صفحه آج T6. آلیاژهای پرکننده توصیه شده هستند:

• ER4043 (Al-5% بله): استحکام کمتر اما سیالیت بهتر, مقاومت در برابر ترک, و کاهش تمایل به تخلخل. استحکام HAZ پس از جوش ≈ 165 MPa UTS. بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
• ER5356 (Al-5% Mg): جوش استحکام بالاتر (≈ 241 MPa UTS) اما حساسیت ترک داغ بالاتر با 6061 فلز اصلی. در جایی استفاده می شود که استحکام جوش ملاک حاکم باشد.

گاز محافظ برای جوشکاری MIG آلومینیوم معمولاً می باشد 100% آرگون (سرعت جریان 15-20 لیتر در دقیقه).

برق AC (برای TIG) یا قطبیت DC+ (برای من) عمل تمیز کردن کاتدی لازم را برای حذف لایه سطحی اکسید آلومینیوم در حین جوشکاری فراهم می کند.

TIG (GTAW) جوشکاری کیفیت و دقت جوش بالاتری را نسبت به MIG ارائه می دهد و برای جوش های ساختاری بحرانی ترجیح داده می شود, مواد نازک سنج, و مفاصل با کیفیت زیبایی شناختی.

جریان AC با شروع فرکانس بالا برای آلومینیوم TIG استاندارد است.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW): برای کاربردهای با کارایی بالا یا در مجاورت هوافضا, FSW اتصال حالت جامد را ارائه می دهد که حوضچه مذاب را از بین می برد و به طور چشمگیری کاهش استحکام HAZ مرتبط با جوشکاری ذوبی را کاهش می دهد..

FSW 6061-T6 راندمان اتصال 85 تا 95 درصد استحکام فلز اصلی را ایجاد می کند., در مقایسه با 55-75٪ برای اتصالات جوشی ذوبی.

FSW به طور فزاینده ای در حمل و نقل استفاده می شود (عرشه کشتی, پانل های کف وسایل نقلیه ریلی) و کاربردهای دفاعی.

XI. کنترل کیفیت, تست کردن, و صدور گواهینامه

11.1 گواهی مواد و قابلیت ردیابی

کاربردهای دارویی و بحرانی 6061 صفحه آج T6 به قابلیت ردیابی کامل مواد از دال تا محصول نهایی نیاز دارد.

سند گواهی اولیه است گزارش تست آسیاب (MTR), که ترکیب شیمیایی واقعی را ثبت می کند (توسط گرما), نتایج تست مکانیکی (به قید قرعه), پارامترهای عملیات حرارتی, و نتایج بازرسی ابعادی.

MTR ها بر اساس EN تولید می شوند 10204:2004 تایپ کنید 3.1 (تایید شده توسط کارخانه) یا تایپ کنید 3.2 (توسط یک شخص ثالث مستقل تایید شده است).

برای تدارکات دولتی و دفاعی, گواهینامه های اضافی از جمله گواهی انطباق (CoC) به مشخصات نظامی قابل اجرا, علائم شناسایی مواد, و مدارک کشور مبدا ممکن است مورد نیاز باشد.

11.2 آزمایش ترکیب شیمیایی

انطباق آلیاژ تولید توسط تأیید می شود طیف سنجی انتشار نوری (OES) بر روی نمونه های جامد گرفته شده از هر گرمای ریخته گری.

OES سریع ارائه می دهد, کمیت دقیق تمام عناصر مشخص شده به طور همزمان. فلورسانس اشعه ایکس (XRF) تجزیه و تحلیل - موجود در قابل حمل, ابزارهای دستی - تأیید هویت آلیاژ را روی مواد دریافتی در میدان امکان پذیر می کند, ارائه یک حفاظت حیاتی در برابر مخلوط شدن آلیاژها (جایگزینی آلیاژ غیر منطبق برای مشخص شده است 6061).

11.3 آزمایش خاصیت مکانیکی

آزمایش کشش در ASTM E8 مستلزم استخراج نمونه‌های تست استاندارد میله‌های مسطح یا گرد از مواد صفحه است..

برای صفحه آج, نمونه ها معمولاً از ناحیه فلز پایه گرفته می شوند (اجتناب از دنده های الگو), با محور طولانی نمونه موازی و عرضی با جهت غلتش.

انطباق کامل به UTS و قدرت تسلیم نیاز دارد تا حداقل های ASTM B632 را برآورده یا از آن فراتر رود. (310 MPa UTS, 276 MPa YS برای T6) با کشیدگی ≥ 8%.

تست سختی برینل (ASTM E10) با استفاده از a 500 کیلوگرم بار و 10 توپ میلی متری یک بررسی سریع کیفیت برای تأیید خلق و خوی T6 فراهم می کند.

6061-سختی اسمی T6 از 95 HB بسیار بالاتر از مقادیر آنیل شده یا T4 است (30 HB و تقریبا 65 HB, به ترتیب), امکان تشخیص سریع مواد کم پیر یا آنیل شده که به صورت T6 مخفی شده اند.

11.4 تست غیر مخرب

تست اولتراسونیک (UT) بر اساس ASTM B594 یا EN 10160 برای تشخیص لمینت های داخلی استفاده می شود, اجزاء, و تخلخل در صفحه آج ضخیم.

UT غوطه وری اسکن C یا UT پالس-اکوی تماسی می تواند منطقه کامل صفحه را برای نشانه های نقص داخلی بیش از معیارهای پذیرش مشخص شده ترسیم کند..

تست جریان گردابی برای تشخیص ترک های نزدیک به سطح استفاده می شود, دور, و سایر عیوب متصل به سطح.

سیستم های جریان گردابی خودکار ادغام شده در خطوط آسیاب نورد فراهم می کند 100% قابلیت بازرسی سطح در سرعت تولید.

XII. تحلیل تطبیقی

12.1 6061 صفحه آج آلومینیومی T6 در مقابل. بشقاب فلزی

ورق چکر فولادی (معمولا فولاد نرم A36 یا A572) جایگزین رقابتی اولیه برای صفحه آج آلومینیومی در بسیاری از کاربردهای ساختاری است.

انتخاب بین این دو ماده شامل مبادله در ابعاد عملکردی و اقتصادی چندگانه است:

نسبت برتر مقاومت به وزن صفحه آج آلومینیومی (تقریباً 2× صفحه فولادی بر اساس جرم), همراه با مقاومت خوردگی ذاتی آن, آن را به انتخاب ارجح در حمل و نقل تبدیل می کند, دریایی, و کاربردهای ساخت و ساز در فضای باز علیرغم هزینه مواد اولیه بالاتر آن.

هزینه چرخه عمر صفحه آج آلومینیومی - کاهش تعمیر و نگهداری, عمر طولانی تر, و مزایای بار/بازده ناشی از کاهش وزن - اغلب برای این کاربردها کمتر از فولاد است.

12.2 6061 T6 در مقابل. سایر آلیاژهای صفحه آج آلومینیومی

12.3 صفحه آج آلومینیومی در مقابل. گریتینگ FRP

پلاستیک تقویت شده با فیبر (FRP) گریتینگ با صفحه آج آلومینیومی در محیط های صنعتی خورنده رقابت می کند که نه مقاومت خوردگی آلومینیوم استاندارد و نه وزن فولاد قابل قبول نیست.:

سیزدهم. نتیجه

6061 صفحه آج آلومینیومی T6 ماده ای با تطبیق پذیری قابل توجه است, عملکرد مهندسی شده, و اهمیت صنعتی گسترده.

ترکیب عمدی از 6061 شیمی سخت شدن رسوب Mg-Si آلیاژ با درجه حرارت بالا T6 قدرت تسلیم پنج برابر آلیاژ آنیل شده را ارائه می دهد., یک ماده واحد را قادر می سازد تا به الزامات ساختاری کفپوش تریلر کامیون پاسخ دهد, آج پله های سکوی دریایی, پانل های دسترسی خودروهای نظامی, و عناصر ساختمانی معماری با اختیارات برابر.

الگوی برجسته متمایز که صفحه آج را به عنوان یک دسته محصول تعریف می کند، به طور همزمان مقاومت در برابر لغزش را برای ایمنی پرسنل فراهم می کند., سختی سطح برای کارایی سازه, و یک هویت بصری که در سطح جهانی با کیفیت و دوام صنعتی مرتبط است.

فرآیند تولید که صفحه آج T6 را تولید می کند - از دال ریخته گری DC از طریق نورد گرم با نقش برجسته, عملیات حرارتی محلول, خاموش کردن, و پیری مصنوعی - نشان دهنده ادغام پیچیده متالورژی فیزیکی است, پردازش حرارتی مکانیکی, و کنترل کیفیت دقیق.

هر مرحله از این فرآیند توسط استانداردهای کاملاً مشخص اداره می شود (ASTM B632, ASTM B209, Ams 2770, که در 1386) تضمین می کند که محصول تحویل شده مطابق با خواص مکانیکی و ابعادی است که مهندسان سازه در طراحی های خود به آن تکیه می کنند..

مورد پایداری برای 6061 صفحه آج آلومینیومی T6 ظریف است اما در نهایت مطلوب است.

در حالی که تولید آلومینیوم اولیه دارای انرژی و شدت کربن قابل توجهی است, قابلیت بازیافت استثنایی آلومینیوم (با 95% صرفه جویی در انرژی در مقابل. تولید اولیه), عمر طولانی آن در کاربردهای مقاوم در برابر خوردگی, و صرفه جویی در وزنی که در کاربردهای حمل و نقل ایجاد می کند ترکیب می شود تا عملکرد زیست محیطی چرخه عمر را تولید کند که در بسیاری از موارد استفاده با جایگزین های فولادی رقابتی یا برتر از آن است..

در دسترس بودن رو به رشد کربن کم, آلومینیوم دارای گواهینامه ASI مشخصات پایداری محصولات صفحه آج را بیشتر بهبود می بخشد.