آلومینیوم 3003 در مقابل 6061: ترکیب، استحکام و موارد استفاده

دو آلیاژ، دو کار بسیار متفاوت

آلومینیوم یک ماده واحد نیست. مانند فولاد در خانواده هایی از گریدها وجود دارد و هر گرید برای تعادل مقاومت، مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری و هزینه طراحی شده است. 3003 و 6061 هر دو به شکل ورق، صفحه و اکستروژن بسیار رایج هستند، با این حال آنها آنقدر متفاوت رفتار می کنند که جایگزینی یکی با دیگری بدون بررسی برنامه معمولاً باعث ایجاد مشکل می شود.

این تمایز در اصل ساده است. 3003 متعلق به خانواده 3000 آلومینیوم-منگنز است و با عملیات حرارتی قابل تقویت نیست. 6061 متعلق به خانواده سیلیکون 6000-منیزیم-است و زمانی که محلول تحت درمان قرار می‌گیرد و به طور مصنوعی به T6 سن می‌رسد، به طور قابل توجهی قوی‌تر می‌شود. یکی برای مقاومت در برابر خوردگی و شکل گیری آسان آن انتخاب شده است. دیگری به دلیل استحکام ساختاری آن.

ترکیب و خانواده متالورژی

منگنز موجود در 3003 استحکام را به طور متوسط ​​افزایش می دهد و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد. منیزیم و سیلیکون در 6061 فاز سیلیسید منیزیم را تشکیل می دهند که باعث می شود آلیاژ به سخت شدن رسوب پاسخ دهد و افزودن مس به استحکام بیشتر کمک می کند.

خواص مکانیکی و مقایسه

شکاف در قدرت تسلیم تقریباً دو به یک به نفع 6061-T6 است. چیزی که 3003 می دهد شکل پذیری است: می توان آن را تا شعاع بسیار محکم تر خم کرد، چرخید و عمیق کشید، و پس از جوشکاری مقاومت در برابر خوردگی خود را حفظ می کند، زیرا عملیات حرارتی برای از دست دادن وجود ندارد. 6061-T6 در ناحیه متاثر از حرارت جوش نرم می شود، به همین دلیل است که سازه های 6061 جوش داده شده پس از زمان جوشکاری اغلب در زمان جوش داده می شوند و سازه های جوش داده شده در زمان جوش داده می شوند.

جایی که هر آلیاژ استفاده می شود

الگوی واضح است: 3003 جایی می رود که مقاومت در برابر خوردگی و شکل دهی غالب است، و 6061 جایی می رود که بار یا ماشین کاری غالب است.

ساخت، انتخاب و کنترل کیفیت

هر دو آلیاژ به راحتی قابل جوش هستند، هر چند با پیامدهای متفاوت. 3003 جوش قوس تنگستن گاز و قوس فلزی گاز با پرکننده مطابق یا 4043 انجام می‌شود و بیشتر خواص خود را حفظ می‌کند. 6061 معمولاً با پرکننده 4043 یا 5356 جوش داده می‌شود و اتصال باید پس از مونتاژ شدن فلز ضعیف‌تر از سن پایین‌تر باشد. شکل دهی از همین الگو پیروی می کند: 3003 تقریباً به شعاع ضخامت یک تا یک و نیم برابر در H14 خم می شود، در حالی که 6061-T6 برای جلوگیری از ترک خوردن به شعاع چندین برابر ضخامت نیاز دارد.

ماشین‌کاری 6061 بسیار ساده‌تر است و یک تراشه تمیز و قوی تولید می‌کند، که یکی از دلایلی است که بر قطعات ماشین‌کاری شده تسلط دارد. 3003 نرم‌تر و صمغ‌تر از ماشین است، اما برای فشار دادن و خالی کردن عالی است. رفتار خوردگی نیز متفاوت است: 3003 آب شیرین و جو صنعتی را به خوبی تحمل می کند، در حالی که 6061 از پوشش یا آنودایز در جایی که با رطوبت یا کلرید ثابت روبرو است سود می برد.

گزینش و تأیید باید از همان نظم پیروی کند. الزامات حاکم را بیان کنید، خانواده آلیاژی را انتخاب کنید که آن را برآورده می کند، سپس ترکیب و خواص مکانیکی را در برابر استانداردهای قابل اجرا تأیید کنید، خواه این ASTM B209 برای ورق و صفحه، ASTM B221 برای اکستروژن یا ثبت های اروپایی و ملی معادل باشد. گواهینامه ها باید مقادیر کششی و تسلیم اندازه گیری شده را ذکر کنند و هر مجموعه جوشکاری شده باید توسط یک روش جوشکاری واجد شرایط و در صورت لزوم، سوابق صلاحیت روش پشتیبانی شود.

سوالات متداول

س: کدام قوی تر است، 3003 یا 6061؟

پاسخ: 6061 در حالت T6 بسیار قوی تر است، با حداقل استحکام کششی در حدود 290 مگاپاسکال در مقابل 145-195 مگاپاسکال برای 3003 H14. 3003 قابل عملیات حرارتی نیست، بنابراین استحکام آن توسط کار سرد محدود می شود.

س: کدام آلیاژ در برابر خوردگی بهتر مقاومت می کند؟

پاسخ: 3003 عموماً در آب شیرین، جو صنعتی و بسیاری از قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی بهتر عمل می کند. 6061 بسیار خوب است اما از محافظت در سرویس کلرید مداوم بهره می برد.

س: آیا می توان از 3003 برای قطعات ساختاری استفاده کرد؟

A: فقط برای سازه های با بارگذاری سبک. در جایی که قطعه بار قابل توجهی را حمل می کند، معمولاً 6061-T6 یا یک آلیاژ دریایی 5xxx انتخاب می شود.

س: جوش دادن کدام ساده تر است؟

پاسخ: هر دو به خوبی جوش می‌شوند، اما 3003 ویژگی‌های خود را در محل اتصال جوش داده شده حفظ می‌کند، زیرا تحت عملیات حرارتی- قرار نمی‌گیرد. 6061 جوش داده شده در منطقه تحت تأثیر گرما{4}}استحکام خود را از دست می دهد مگر اینکه پس از آن کهنه شود.

س: کدام یک برای ماشینکاری بهتر است؟

A: 6061 که تمیز ماشین می‌شود و تلورانس‌ها را در حالت T6 یا T651 به خوبی نگه می‌دارد. 3003 نرم‌تر است و تمایل به تشکیل یک لبه بالا- دارد.

س: انتخاب آلیاژ چگونه باید مستند شود؟

الف: الزامات حاکم، آلیاژ و مزاج انتخابی، استاندارد قابل اجرا و نتایج آزمایش اندازه گیری شده را ثبت کنید، بنابراین تصمیم از طریق تولید و بازرسی قابل ردیابی است.