铝 是一种以其轻质特性而闻名的结构材料。通过合金化并进行热处理或冷加工,可以使其强度更高。这 脾气除了合金元素外,也会影响金属的性能。
T6 铝和 T651 铝都是热处理铝合金,具有强度、轻质和耐腐蚀等共同特性。这些特性使它们适合各种应用。然而,它们有明显的区别,两者之间的选择将取决于具体的应用。
为了更好地理解这些差异,了解铝回火指定系统至关重要。通过了解铝合金的不同状态,您可以选择合适的材料 CNC铝加工.
铝合金通用状态指定系统
铝合金分为不同的状态名称,每个状态名称代表应用于材料的特定处理或工艺。有五种基本的脾气名称:
- F(加工状态):用于经过轧制、挤压、锻造、拉拔等成型工艺的锻铝或铸铝产品。 铸件。 F 状态表明在材料加工过程中没有对热条件或应变硬化过程进行特殊控制。大多数 F 状态产品被视为“半成品”。
- O(退火):O 状态用于通过拉拔、铸造、轧制、挤压或锻造成型的锻铝或铸铝产品,并在工艺过程中的某个时刻进行了退火。退火是一种热处理工艺,用于实现材料的最低强度状态。选择这种状态是为了最大限度地提高后续可加工性或增强延展性和韧性。
- H(应变硬化):用于经过应变硬化或加工硬化过程的不可热处理的变形合金。应变硬化是一种通过对合金进行塑性变形(例如冷加工)来提高合金强度的方法。
- W(固溶热处理):W回火的使用受到限制,仅适用于经过热处理后自然时效的合金 固溶热处理。固溶热处理包括将合金加热到特定温度,然后快速冷却以获得特定性能。它表明该材料已经过固溶热处理。
- T(热处理):用于经过热处理以产生除 F、O 或 H 之外的稳定状态的合金。当产品经过热处理时,它被指定为“-T”状态。 T后面的数字表示对合金进行的具体热处理。这可以包括有或没有应变硬化的补充处理。
铝合金的“T”状态名称
铝合金的状态名称由添加到基本合金编号的连字符后缀表示,例如“6061-T651”中的“-T651”。第一个字符,如“T”,表示合金经过的处理类型。字符后面的数字与大写字母一起代表具体的操作类型和顺序。
当谈到变形铝合金时,它们通常被分配一个四位数的编号。该数字中的第一位数字表示合金中使用的主要合金元素,如下表所示。对于铸造合金,第四位数字与前三位数字之间用小数点分隔,表示合金的形式,无论是铸件还是锭的形式。例如,1xxx、3xxx、5xxx和7xxx系列表示锻造铝合金,而1xx.x、3xx.x、5xx.x和7xx.x系列表示铸造铝合金。
在热处理方面,1xxx、3xxx、5xxx系列为不可热处理合金,而2xxx、6xxx、7xxx系列为可热处理合金。另一方面,4xxx 系列可包含可热处理和不可热处理合金。
1XXX 997 | 毫米。铝 |
1XX.X 997 | 毫米。铝 |
2XXX | 铜 |
2XX.X | 铜 |
3XXX | 锰 |
3XX.X | 添加铜和/或镁的硅 |
4XXX | 硅 |
4XX.X | 硅 |
5XXX | 镁 |
5XX.X | 镁 |
6XXX | 镁和硅 |
6XX.X | 未使用系列 |
7XXX | 锌 |
SXXX | 其他元素 |
8XX.X | 锡 |
9XXX | 未使用系列 |
9XX.X | 其他元素 |
T 脾气的细分
以下是铝合金T状态的不同细分及其对应的处理方法:
- T1:合金在高温成型过程中冷却并自然时效以达到稳定状态。
- T2:此状态专门针对已退火的铸造产品。
- T3:该合金经固溶热处理后进行冷加工。
- T4:合金经过固溶热处理,自然时效达到稳定状态。
- T5:合金经过高温成型过程冷却,然后进行人工时效。
- T6:这是最常见的状态名称之一,例如 6061-T6。它涉及固溶热处理,然后 人工老化。许多合金在-W和-T4条件下经过人工时效以达到T6状态。这种处理可提供最大程度的沉淀硬化,从而提供最大的屈服强度。
- T7:固溶热处理后稳定化。
- T8:包括固溶热处理、冷加工、人工时效。
- T9:该合金经过固溶热处理,人工时效,然后冷加工。
- T10:该合金由高温成型过程冷却,人工时效,然后冷加工。
关于铝T6和铝T651
关于铝T6
T6 因其卓越的强度和卓越的机械性能而成为备受追捧的铝合金材质。它广泛应用于各种工业应用。除了合金元素外,回火工艺对于增强铝合金的性能也起着重要作用。
铝 T6 状态
如前所述,铝合金主要有五种状态名称。 “T”名称用于表示经过热处理的合金。 “T”后面的数字代表具体的热处理工艺。在铝的 T6 状态下,合金经过一系列处理,从固溶热处理开始,然后进行人工时效。
热处理工艺
首先,将合金在525℃下加热1小时进行固溶处理。这种处理确保合金在固态下变得完全均匀,这意味着所有合金元素均匀分布。然后将合金在水中淬火以防止沉淀物的形成。因此,在室温下,所有合金元素都保留在固溶体中。快速淬火并不是故意进行的以强化合金,但它确实有助于增加强度。
随后,如果合金在162-205℃的温度范围内加热,合金元素开始沉淀并形成称为GP区的有序阵列。这些 GP 区域为铝合金提供了必要的强度。加热时间根据温度不同而不同:从205℃ 1小时到162℃ 8小时。尽管加热速率和温度不同,但通常会获得相似的结果。
为了更清楚地了解工业中的热处理,您可以参考以下youtube链接:
T6铝的机械性能
对铝材应用 T6 回火可显着提高屈服强度,与 0 回火铝相比大约提高四倍。例如,考虑以下示例 6061铝 在0回火状态下,其屈服强度为55 MPa,拉伸强度为125 MPa。当该铝合金经过T6状态处理时,屈服强度最低可达240 MPa,抗拉强度可超过290 MPa。
强度的大幅提高,加上重量轻,使 T6 回火铝合金比其他材料更具优势。因此,它们在各个行业得到了广泛的应用。
T6 状态铝合金得到高度利用,主要是由于其高强度重量比、可焊性和耐腐蚀性。以下是它的一些主要应用:
- 船舶:T6状态铝因其出色的耐腐蚀性而广泛用于船舶制造,非常适合海洋环境。
- 商用和军用飞机:T6回火铝合金广泛应用于航空航天工业,无论是商用还是军用飞机。其强度和轻质特性的结合有助于提高燃油效率和整体性能。
- 自行车车架:T6 回火铝是自行车车架的热门选择,因为它提供了必要的强度,同时保持车架的重量相对较低。
- 汽车零部件:汽车行业的各种零部件受益于 T6 状态铝的强度和轻量化特性。其中包括发动机部件、底盘部件和车身面板。
- 钓鱼线轮和消防梯:T6 回火铝由于其耐腐蚀且重量轻,也用于制造钓鱼线轮。消防梯也经常使用这种铝合金,因为它具有强度重量比。
T6铝材的优缺点
优点
- T6回火工艺带来轻量化和高强度的铝材料。
- 它增强了铝的耐腐蚀性,使其具有很强的抵抗各种环境因素引起的劣化的能力。它还具有良好的可焊性,易于连接或制造。
- 与其他高强度铝合金相比,T6 状态铝还表现出更好的成型性,更容易成型和成型。它还具有高机械加工性,使其能够使用各种机械加工技术或工艺。
缺点
- T6 状态铝的理想性能是通过复杂的热处理工艺实现的,这需要仔细注意加热速率、持续时间和温度等参数。
- 然而,由于热处理过程复杂,T6 回火铝往往比 T5 等其他铝牌号更昂贵。
- 值得注意的是,T6回火可能会导致铝样品的延展性降低。这意味着材料的柔韧性或延展性降低。
- 此外,在处理较厚的铝样品时,由于 T6 回火过程中冷却不均匀,实现有效的热处理可能会带来挑战。对于较厚的样品,可能需要对回火工艺进行修改,以确保最佳的热处理,最终节省时间和材料。
关于铝T651
T651 铝本质上是 T6 回火合金的子集,与 T6 回火合金相比,可加工性得到改善。这使得它对于磨削、切割等加工过程特别有用。 抛光。当您需要在这些类型的机加工操作中使用铝时,T651 回火可提高加工的便利性。
铝 T651 状态
T651 回火工艺从创建固溶体开始。随后,通过拉伸材料来消除应力。最后,通过人工老化来达到这种状态。
热处理工艺
实现T651状态的热处理工艺与T6状态不同。除了 T6 回火涉及的步骤外,T651 回火还包括一个称为应力消除的额外步骤。
在快速冷却合金的淬火过程之后,进行应力消除以减轻材料内捕获的内应力。这是通过使用专用拉伸机对样品进行机械拉伸(也称为冷却拉伸)来实现的。此步骤增强了合金的尺寸稳定性,使其在后续加工和使用过程中保持其形状。
消除应力后,进行与T6状态类似的时效处理。这涉及对材料进行受控热处理,以促进铝内强化沉淀物的形成。
T651回火中消除应力的结合增强了合金的整体性能和尺寸稳定性。
铝T651的机械性能
铝 6061 的 T651 状态保持其机械性能,包括弹性模量、拉伸强度和硬度。这种高强度重量比和硬度的保留使其非常适合各种加工应用。
在加工过程中,一旦去除外力,材料内部仍然存在内应力。这些内应力会引起恢复效应,导致尺寸或形状发生明显变化。
T651回火广泛应用于固定装置,如模具制造、航空航天和电气元件、 汽车零部件、厚板、模锻、 精密加工.
铝T651的优点和缺点
优点
- T651 状态保留了 T6 状态所提供的所有优异性能,包括高强度、耐腐蚀性、轻质性和可焊性。
- T651状态非常适合机加工工艺,因为它有助于防止材料变形并增强加工后的尺寸稳定性。
缺点
- 包括一个额外的步骤 热处理工艺 因为 T651 状态比 T6 状态更昂贵。
- T651 回火过程中存在涉及受控拉伸的额外步骤,导致处理时间增加。
T6和T651脾气的区别
T6:固溶处理+人工时效。 当工件不需要精确的尺寸稳定性或弹性余量时,这种回火是合适的。
T651:固溶处理+拉伸去应力+人工时效。 建议用于精密工件,以防止加工后弹性回复并确保尺寸稳定性。
与 T6 状态相比,T651 状态具有优异的切削加工性。它还表现出加工后变形减少,使其成为需要复杂形状和高精度的应用的首选。然而,与 T6 调质合金相比,T651 调质合金通常更昂贵。下图比较了这两种脾气的属性:
材料特性 | T6 | T651 |
抗拉强度 | 310兆帕 | 310兆帕 |
疲劳强度 | 96兆帕 | 95兆帕 |
屈服强度 | 276兆帕 | 276兆帕 |
密度 | 2.7克/立方厘米 | 2.7克/立方厘米 |
可焊性 | 好的 | 出色的 |
可加工性 | 公平的 | 出色的 |
耐腐蚀性能 | 好的 | 好的 |
弹性模量 | 69 气压 | 69 气压 |
硬度(布氏) | 93 | 93 |
热膨胀系数 | 24 µm/m-°C | 24 µm/m-°C |
导热系数 | 170瓦/米开尔克 | 170瓦/米开尔克 |
铝 6061 T6 与 T651
6061铝的机械性能可以通过不同的热处理方法来改变,而无需改变合金元素。这是 铝6061 T6和T651之间的比较:
力量
铝 6061 T6 和 T651 的拉伸强度相似,约为 310 MPa。它们可能具有相同的密度,从而导致较高的强度重量比。在热处理过程中,仅进行拉伸,而不改变其他参数,从而有助于其高强度特性。
热处理
在 T6 状态下,将合金加热至 980°F 并保持一小时,然后在水中淬火。由于核心和表面的冷却不均匀,这种淬火过程会在样品内部捕获残余应力。相比之下,T651 回火涉及使用拉伸机将淬火样品拉伸 1 至 3%,以消除这些残余应力。
尺寸稳定性
6061 T651铝板表现出优异的尺寸稳定性。由于不存在内应力,因此可以在不扭曲最终样品的情况下进行加工。相比之下,T6 状态提供了高强度,但在加工过程中容易出现严重变形。
应用
由于其出色的尺寸稳定性和高机械加工性,T651 常用于复杂的应用。 T6和T651两种状态在各个行业中都广泛流行,并且与其他铝合金相比具有更高的使用率。
6061 T6铝 | 6061 T651 铝 |
自行车车架 | 医疗设备 |
汽车部件 | 模锻 |
飞机和船舶 | 精密加工 |
水管和管道 | 机器人和自动化 |
体育产业 | 工装和固定装置 |
铝 7075 T6 与 T651
铝 7075-T6
铝 7075-T6 是经过 T6 回火处理的 7075 铝合金牌号。这种回火是通过固溶处理和人工时效的两步过程实现的。在固溶处理中,将铝加热至约 450°C 并持续特定的时间,然后快速淬火。然后将该材料在 120°C 左右进行人工时效 24 小时,使其达到所需的性能。
7075-T6 铝牌号具有良好的机械加工性,但不建议用于焊接应用。它在加工过程中提供高稳定性、卓越的抗应力能力以及出色的强度重量比。因此,这种合金特别适合承受高应力的结构部件。
铝7075-T651
该合金属于7系列,由以锌为主要合金元素的铝合金组成。
其热处理工艺与6061-T6类似,其中基础回火为T6。这涉及固溶热处理、淬火和随后的人工时效。时效过程中的强化元素是镁和锌-铝-铜。
这种合金的一个显着特征是包含数字“5”,表明应力通过拉伸得到释放。此外,数字“1”表示通过拉伸释放的应力量通常在0.5%至2%之间。
铝 7075 T6 与 T651
铝 7075 T6 和 T651 是同一合金的不同牌号,具有相似的合金成分。然而,它们经过不同的热处理工艺,导致它们各自被称为T651和T6。
这些牌号由于其不同的加工方法而表现出不同的机械性能。例如,与 7075 铝材料中的 T6 状态相比,T651 状态通常具有稍高的屈服强度和拉伸强度。相反,与 T6 合金相比,T651 的伸长率可能较低。
铝 6061-T6 与 7075-T6
铝7075-T6和6061-T6有什么区别?以下两张图表包括6061-T6和7075-T6铝的物理性能、机械性能和化学成分。
铝6061-T6和7075-T6成分比较
元素 | 铝 6061-T6 | 铝 7075-T6 |
铝(AI、%) | 95.9-98.6 | 86.9-91.4 |
铬(Cr、%) | 0.04-0.35 | 0.18-0.28 |
铜(Cu、%) | 0.15-0.4 | 1.2-2.0 |
铁(Fe,%) | 0-0.7 | 0-0.5 |
镁(Mg,%) | 0.8-1.2 | 2.1-2.9 |
锰(Mn,%) | 0-0.15 | 0-0.3 |
硅(Si、%) | 0.4-0.8 | 0-0.4 |
钛(Ti、%) | 0-0.15 | 0-0.2 |
锌(Zn,%) | 0-0.25 | 5.1-6.1 |
锆(Zr、%) | 0 | 0-0.25 |
残差 (%) | 0-0.15 | 0-0.15 |
铝 6061-T6 和 7075-T6 性能比较
特性 | 铝 6061-T6 | 铝 7075-T6 |
密度(克/立方厘米3) | 2.7 | 3.0 |
熔化开始 (C) | 580 | 480 |
熔化完成 (C) | 650 | 640 |
热导率 (W/mK) | 170 | 130 |
极限拉伸强度(MPa) | 310 | 560 |
屈服拉伸强度(MPa) | 270 | 480 |
布氏硬度 | 93 | 150 |
断裂伸长率 (%) | 10 | 7.9 |
疲劳强度(MPa) | 96 | 160 |
剪切强度(兆帕) | 210 | 330 |
铝 6061-T6 与 7075-T651
铝 6061-T6 和 7075-T651 都是具有相似性能的热处理铝合金。它们既坚固又易于加工。然而,它们之间存在显着差异。
与铝 6061-T6 相比,铝 7075-T651 具有更高的拉伸强度和屈服强度。这表明抗变形能力更强。另一方面,铝 6061-T6 更具延展性,使其更不易破裂且更易于加工。
T6和T651如何选择
T6
T6状态适合以下要求:
- 当需要高强度重量比时,T6状态可提供足够的硬度和强度,使其适合重载应用。
- 当零件制造的加工工艺相对简单且需要较少的步骤和较少的加工时间时,优选 T6 状态。
- 如果预算是决策过程中的关键因素,那么与 T651 相比,T6 脾气通常更具成本效益。
T651
T651 状态通常是以下行业或应用的首选:
- 当需要增强铝合金的切削加工性时,通过控制拉伸采用T651回火。
- 在需要高 尺寸稳定性 机加工工艺后,推荐采用T651回火工艺。这种回火过程可以消除内应力,从而最大限度地减少变形。它特别适合自动化和机器人等行业。
- T651 回火中涉及的受控拉伸还提高了铝合金的可焊性。因此,在需要优异焊接性能的情况下,采用T651回火。
结论
热处理工艺的微小变化已导致关键机械性能的显着改善。 Al7075-T651 和 Al7075-T6 两种合金均经过固溶处理和时效硬化工艺。然而,在T651状态下,在淬火前还进行了拉伸,这大大增强了切削加工性和成形性。
考虑到这些差异,任一合金的选择取决于所需的性能。 T651在焊接性、机械加工性和尺寸稳定性方面具有优越性。但其热处理工艺较为复杂,成本也相对较高。如果不牺牲这些性能,应选择 T651。然而,如果可以在这些性能上做出一些妥协以节省成本,则可以使用较便宜的 T6 合金。 T651 是制造厚板、铣削和模锻的绝佳选择。如果良好的机械加工性和成形性足够,则建议使用易于获得且成本较低的 T6 状态。
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