Placa d'alumini 6060 vs 5083: composició, força i on s'utilitza cadascuna

Dos aliatges, dues lògiques de disseny

6060 i 5083 es troben en diferents famílies d'aliatges i s'especifiquen per a diferents feines. 6060 pertany a la família-6xxx Al-Mg-Si tractable tèrmicament: s'endureix per tractament amb solució i envelliment artificial, i existeix principalment com a perfils extruïts per a obres d'arquitectura i{7}general. Família 5xxx Al-Mg no -termic-tratable: s'endureix per treball i per magnesi en solució sòlida, es subministra com a placa segons ASTM B209 i EN 485-2, i és l'aliatge marí i criogènic clàssic. La conseqüència pràctica és que una consulta de compra per a la placa 6060 sovint es troba amb una extrusió o un substitut en lloc d'una placa genuïnament enrotllada.

Composició química comparada

Els límits anteriors segueixen la norma EN 573-3 i els rangs de composició registrats per a EN AW-6060 i EN AW-5083. Les diferències són grans: 5083 porta aproximadament vuit vegades el magnesi i una addició controlada de manganès i crom que junts refinen l'estructura del gra i augmenten la resistència sense destruir la ductilitat.

Propietats mecàniques i tremp

Per a les extrusions 6060-T6, la norma EN 755-2 requereix una resistència a la tracció mínima de 190 MPa i una tensió de prova mínima del 0,2 per cent de 150 MPa. El tremp T66, produït per un programa d'envelliment més estricte a l'extinció de premsa, ofereix valors més alts que el T6, i ambdós tremps són comuns a Europa. Per a la placa 5083, ASTM B209 i EN 485-2 requereixen una resistència a la tracció mínima de 275 MPa i una tensió de prova mínima de 125 MPa en condicions O o H111, augmentant fins a una tensió de prova mínima de 215 MPa en H321 i H116. Així, els dos aliatges només es superposen en els tremps 5083 inferiors: fins i tot la placa 5083 suau és més forta que la 6060-T6 en tensió a prova, i la 5083 endurida per tensió està molt per sobre.

Soldabilitat i la zona afectada per la calor

5083 es ​​solda amb farciment 5183 o 5356 sense preescalfament i sense tractament tèrmic post-soldadura, i la zona afectada per la calor conserva la major part de la resistència del metall matriu perquè l'aliatge no depèn de l'enduriment per precipitació. 6060 també es solda fàcilment, però és un aliatge endurit per precipitació, de manera que la zona afectada per la calor reverteix i cap a la zona més afectada; una junta de perfil T6 sovint es classifica-a aproximadament el nivell T4 en disseny. Quan el conjunt soldat porta càrrega estructural, 5083 és l'especificació més segura tot i que es mecanitza amb menys neteja.

Corrosió, sensibilització i límits de servei

5083 té una excel·lent resistència a l'aigua de mar i a les atmosferes industrials perquè el magnesi en solució sòlida estabilitza la pel·lícula d'òxid i manté la duresa a la temperatura criogènica, per això s'utilitza per a la contenció de gas liquat. Té una debilitat específica: si es manté per sobre d'uns 65 °C durant molt de temps, la fase beta precipita als límits del gra i el material es torna sensible a la corrosió intergranular, provat pel mètode de pèrdua de massa d'àcid nítric d'ASTM G67. 6060 és totalment resistent a aquesta forma d'atac, però ofereix una resistència general més baixa a la corrosió que 5083 i sol estar revestit per exposició exterior o anoditzat.

Cost, disponibilitat i resum de selecció

Trieu 6060 per a perfils arquitectònics extruïts, fabricació general i seccions decoratives anoditzades on la resistència moderada i un bon acabat superficial són importants. Trieu 5083 per a estructures de plaques soldades, cascs marins, tancs, carrosseries de camions i equips criogènics on la retenció de la força després de la soldadura i la resistència al clorur són determinants. Els compradors haurien de citar la forma del producte i l'estàndard, així com l'aliatge, perquè una especificació de "placa d'alumini 6060" sense estàndard és ambigua i sovint condueix a una extrusió lliurada o un aliatge substitutiu.

Preguntes freqüents

Q:És 6060 més fort que 5083?
R: No. 6060-T6 té una tensió de prova mínima d'uns 150 MPa segons EN 755-2, mentre que 5083 en H321 requereix almenys 215 MPa i en el tremp O almenys 125 MPa amb una resistència a la tracció mínima de 275 MPa. 6060 es tria per extrusió, no per resistència.

Q:Es pot utilitzar 6060 en lloc de 5083 per a estructures marines?
R: Només per a articles protegits amb càrrega lleugera. 6060 no és un aliatge de plaques marines i les seves juntes soldades perden la major part de la resistència T6 a la zona afectada per la calor, de manera que el casc i la placa de coberta amb càrrega estructural s'especifiquen normalment a 5083.

Q:Per què 5083 no necessita tractament tèrmic posterior a la-soldadura?
R: Es tracta d'un aliatge que no es pot tractar amb calor-- i no depèn de l'enduriment per precipitació, de manera que la soldadura i la zona afectada per la calor mantenen una resistència útil sense re-envelliment. 6060 es pot tractar-per calor i la seva zona afectada per la calor no es pot restaurar in situ.

Q:Què és la sensibilització a 5083 i com es prova?
R: L'exposició llarga per sobre d'uns 65 C precipita la fase beta als límits del gra i fa que l'aliatge sigui susceptible de corrosió intergranular. La susceptibilitat es mesura mitjançant la prova de pèrdua de massa d'àcid nítric d'ASTM G67.

Q:Quins estàndards controlen el lliurament d'aquests aliatges?
R: La composició segueix EN 573-3 o els rangs registrats AA, la placa es subministra a ASTM B209 o EN 485-2, extrusions 6060 a EN 755-2 i proves de tracció a ASTM E8 o ISO 6892-1.

Q:Com es comparen els dos aliatges per a la mecanització i l'anoditzat?
R: Les màquines 6060 i anodeixen fins a un acabat brillant i uniforme, que s'adapta a treballs arquitectònics visibles. 5083 és més gomosa en el mecanitzat i pren una pel·lícula anòdica més fosca i menys decorativa, tot i que l'anoditzat dur és possible quan l'objectiu és la resistència al desgast.