Dvije različite obitelji, dva različita posla
5083 je legura-toplinski-aluminija-magnezija; 6061 je legura-aluminija-magnezija-silicija koja se može toplinski obraditi. Ta jedina razlika objašnjava gotovo sve ostalo. Legura 5xxx dobiva na čvrstoći od magnezija u čvrstoj otopini i otvrdnjavanju, ne može se ekstrudirati u komercijalne profile i zavaruje se gotovo bez gubitka čvrstoće u zoni utjecaja topline-. Legura 6xxx dobiva na čvrstoći iz taloga magnezijevog silicida koji nastaje tijekom starenja, lako se istiskuje u složene profile, dobro se obrađuje i gubi veliki dio svoje čvrstoće kada se zavari.
Usporedba sastava i svojstava
| Artikal | 5083-H116 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| Obitelj | Al-Mg, ne može se -toplinski- obraditi | Al-Mg-Si, može se topli-obraditi |
| Magnezij | 4.0 - 4.9 % | 0.8 - 1.2 % |
| Silicij | 0,40 % maks | 0.40 - 0.8 % |
| Minimalna vlačna čvrstoća | 305 MPa (44 ksi) | 310 MPa (45 ksi) |
| Minimalna granica razvlačenja | 215 MPa (31 ksi) | 275 MPa (40 ksi) |
| Gustoća | 2,66 g/cm3 | 2,70 g/cm3 |
| Modul elastičnosti | 70 GPa | 69 GPa |
| Rutinski obrasci proizvoda | ploča, lim, ekstruzije ograničeno | ploča, lim, ekstruzija, cijev, šipka |
Minimum 5083-H116 zahtjevi su ASTM B928 za pomorske ploče; minimumi 6061-T6 su zahtjevi ASTM B209 za ploču. Ispitivanje vlačne čvrstoće u oba slučaja slijedi ASTM E8/E8M.
Što se događa na Weldu
Tu se dvije legure najviše razlikuju. Zavarivanje 6061-T6 lokalno prekomjerno opterećuje strukturu otvrdnulu taloženjem-, a granica tečenja u zoni-zahvaćene toplinom pada na otprilike 165 MPa čak i s ispravnim punilom 5356 ili 4043. Spoj je stoga slaba karika osim ako se struktura oko njega ne redizajnira, zbog čega su zavareni trupovi 6061 rijetki. Nasuprot tome, 5083-H116 zavaren s 5183 punilom zadržava većinu čvrstoće osnovnog metala preko spoja, jer nema taloga do prekomjernog starenja. Ista logika čini leguru 5083 izborom za palube, spremnike i bilo koju drugu potpuno zavarenu konstrukciju pod opterećenjem savijanja.
Korozija morske vode
5083 je referentna legura za uronjenu plovidbu. Magnezij u čvrstoj otopini plus dodaci kroma daju mu snažnu otpornost na udare udubljenja i pukotine u morskoj vodi, a temperatura H116 kvalificirana je za međukristalnu koroziju prema ASTM G67 s ograničenjem gubitka mase od 15 mg/cm2. Upozorenje je temperatura: trajan rad iznad oko 65 stupnjeva C može izazvati osjetljivost 5083, a 5454 je specificiran umjesto toga na višim temperaturama.
6061-T6 relativno dobro podnosi atmosfersku izloženost moru, ali nije specificiran za kontinuirano uranjanje. U atmosferi punoj soli njegova otpornost na koroziju niža je od one 5xxx legura, a njegov viši sadržaj bakra i silicija čini je sklonijom lokalnom napadu u stagnirajućim mokrim spojevima. Praktična pravila slijede iz ovoga: 6061 ostaje iznad vodene linije, 5083 ide u trup i mokre zone.
Gdje svaka legura pripada
| Primjena | Preferirana legura |
|---|---|
| Oplate trupa, kobilica, struktura dna | 5083-H116 |
| Vodonepropusne pregrade i spremnici | 5083-H116 |
| Palube, strukture kabina, zavareni okviri | 5083-H116 ili H111 |
| Ekstrudirane ručke, bitve, okviri prozora, baze sjedala | 6061-T6 |
| Jarboli, grane i strojno obrađeni priključci | 6061-T6, ili 5083 ako je zavaren |
| Vijcima ili zakovicama pričvršćene nadgradnje iznad vodene linije | 6061-T6 prihvatljivo |
Praktični vodič za projektiranje kao što je EN 13195 i pravila klasifikacijskog društva koja se na njega pozivaju obično će navesti koja su svojstva i oblici proizvoda prihvatljivi za dimenzije trupa i nadgrađa, a ta pravila treba slijediti tamo gdje se primjenjuju.
Često postavljana pitanja
Q:Je li 6061-T6 aluminij morske kvalitete?
O: Prihvaćeno je iznad vodene linije za armature i strukture, ali nije specificirano za uronjenu oplatu trupa, gdje se koristi 5083-H116.
Q:Koja je legura jača?
O: U nezavarenom stanju 6061-T6 ima veću granicu razvlačenja, oko 275 MPa naspram 215 MPa za 5083-H116; nakon zavarivanja prednost uglavnom nestaje.
Q:Zašto 6061 gubi čvrstoću prilikom zavarivanja?
O: Toplina zavarivanja prekomjerno povećava talog magnezijevog silicida u zoni-zahvaćene toplinom, smanjujući njegovu granicu tečenja na oko 165 MPa.
Q:Mogu li se te dvije legure zavarivati jedna na drugu?
O: Da, s 5356 punilom i kvalificiranim postupkom, ali 6061 strana će i dalje pokazivati omekšanu zonu-zahvaćenu toplinom koja se mora uzeti u obzir u dizajnu.
Q:Koju leguru koristiti za brodski spremnik za gorivo ili vodu?
O: Legura 5xxx. Za spremnike koji također vide povišenu temperaturu, 5454 je uobičajeni izbor umjesto 5083.
Q:Je li 5083 dostupan kao ekstruzija?
O: Samo u vrlo ograničenom rasponu jednostavnih profila; složeni dijelovi su ekstrudirani u 6061 ili 6082 i zatim spojeni na ploču 5xxx.
