Dvije legure, dva različita posla
6061-T6 i 7075 su aluminijske legure koje se mogu toplinski-obraditi i koriste se u cijelom inženjerstvu, ali su rijetko međusobno zamjenjive. 6061-T6 je izbor opće-namjene: umjerena čvrstoća, izvrsna otpornost na koroziju, jednostavno zavarivanje i laka obrada. 7075 je izbor visoke čvrstoće: približava se čvrstoći nekih čelika na trećini težina, ali se teže spaja, manje je tolerantan na korozivna okruženja i skuplji je. Usporedba u nastavku prikazuje mehaničke, fizičke i razlike u primjeni koje odlučuju koju leguru bi određeni dio trebao koristiti.
Kemijski sastav
| Element | 6061-T6 | 7075 |
|---|---|---|
| Baza | Aluminij | Aluminij |
| Magnezij | 0.8-1.2% | 2.1-2.9% |
| Silicij | 0.4-0.8% | Nije glavni dodatak |
| Cinkov | Manje od ili jednako 0,25% | 5,1-6,1% (glavni dodatak) |
| Bakar | 0.15-0.4% | 1.2-2.0% |
| Krom | 0.04-0.35% | 0.18-0.28% |
Kemija objašnjava ponašanje. 6061 pripada seriji 6000 i dobiva svoju snagu od taloga magnezijevog silicida, koji nastaju bez unošenja bakra-faze bogate koje uzrokuju interkristalnu koroziju. 7075 pripada seriji 7000 i ojačana je cinkom, magnezijem i bakrom, koji stvaraju mnogo jaču mrežu taloga, ali ostavljaju legura osjetljivija na koroziju i daleko manje zavarljiva.
Usporedba mehaničkih i fizičkih svojstava
| Vlasništvo | 6061-T6 | 7075-T6 |
|---|---|---|
| Vlačna čvrstoća | 310 MPa (45 ksi) | 572 MPa (83 ksi) |
| Granica razvlačenja (0,2%) | 275 MPa (40 ksi) | 503 MPa (73 ksi) |
| Istezanje pri prekidu | 12% | 11% |
| Tvrdoća | približno . 95 HB | približno . 150 HB |
| Modul elastičnosti | 68,9 GPa (10 000 ksi) | 71,7 GPa (10 400 ksi) |
| Gustoća | 2,70 g/cm3 | 2,81 g/cm3 |
| Zamorna čvrstoća | 96 MPa (14 ksi) | 159 MPa (23 ksi) |
| Toplinska vodljivost | 167 W/m.K | 130 W/m.K |
| Otpornost na koroziju | Izvrsno | Prilično loše bez premaza |
| Zavarljivost | Izvrsno | Jadno |
| Obradivost | Dobro | Pošteno prema dobrom |
| Tipične ćudi | T4, T6, T651 | T6, T73, T7351 |
Naslovne brojke su jasne: 7075-T6 isporučuje oko 85% veću vlačnu čvrstoću i oko 83% veću granicu tečenja od 6061-T6, s otprilike istom duktilnošću. Također je tvrđi i gušći, tako da dizajni kritični prema težini moraju uzeti u obzir 4% gustoće pri zamjeni jedne legure drugom.
Gdje su razlike zapravo važne
Snaga:7075-T6 doseže 572 MPa rastezanja naspram 310 MPa za 6061-T6. Gdje je dio ograničene čvrstoće, 7075 dopušta tanje dijelove i lakše sklopove. Tamo gdje je krutost ograničena, mala razlika modula znači da se promjenom legura postiže vrlo malo.
Otpornost na koroziju:6061-T6 ima odličnu izvedbu u atmosferskim i morskim uvjetima. 7075 ocijenjen je samo dobrim do lošim u istoj usluzi i obično mu je potrebna anodizacija, kromatizacija ili bojanje da bi preživio na otvorenom.
Zavarljivost:6061-T6 se lako zavaruje i prikladan je za strukture koje se često spajaju. 7075 teško ga je zavariti i može postati krt i puknuti u zoni utjecaja topline, tako da se umjesto toga obično pričvršćuje ili lijepi.
Obradivost:6061-T6 lako se obrađuje, daje dobre strugotine i ima finu završnu obradu. 7075 također reže čisto, ali je tvrđi za alate i manje oprašta loše pričvršćivanje.
Toplinska vodljivost:6061-T6 osjetno bolje provodi toplinu pri 167 W/mK naspram 130 W/mK, što ga čini boljim izborom za hladnjake i dijelove za izmjenu topline.
Cijena i dostupnost:7075 košta više po kilogramu i nalazi se u užem rasponu veličina, tako da su vremena isporuke dulja, a mogućnosti rezanja-na-veličinu manje.
Korozija naprezanja:7075 u stanju T6 osjetljiv je na pucanje od korozije pod dugotrajnim vlačnim opterećenjem; T73 i T7351 temperi mijenjaju oko 10-15% čvrstoće za mnogo bolju otpornost.
Odabir prave legure prema primjeni
| Područje primjene | 6061-T6 | 7075 |
|---|---|---|
| Aerospace | Armature, spremnici goriva, strukture trupa | Dijelovi-pod visokim stresom: obloge krila, okviri, stajni trap |
| Automobilizam | Šasija, odstojnici kotača, komponente motora | Visok{0}}zupčanici, osovine, dijelovi ovjesa |
| Marine | Trupovi, jarboli, oprema | Rijetko se koristi zbog slabe otpornosti na koroziju |
| Izgradnja | Okviri, strukturni dijelovi, cjevovod | Ograničena uporaba, samo za ekstremne zahtjeve snage |
| Sportska oprema | Okviri za bicikle, oprema za kampiranje, spremnici za ronjenje | Trkaći dijelovi, oprema za penjanje, komponente za natjecanje |
| Elektronika | Hladnjaci, kućišta, električne komponente | Nije poželjno zbog niske toplinske vodljivosti |
| Roba široke potrošnje | Ljestve, namještaj, opći proizvodi | Premium proizvodi koji zahtijevaju maksimalnu snagu |
Jednostavno rečeno, 6061-T6 je prilagodljivija legura: lakša je za obradu, dobro se zavaruje, otporna je na koroziju bez dodatne zaštite i dostupna je u širem rasponu debljina i širina. 7075 daje iznimnu čvrstoću i pravi je odgovor za zrakoplovne konstrukcije i sportsku-opremu visokih performansi, ali slaba zavarljivost i slabija otpornost na koroziju ograničavaju je u mokrim, zavarenim ili troškovno osjetljive aplikacije. Odabir legure stoga treba početi od slučaja opterećenja, radnog okruženja i puta izrade, a ne samo od vrijednosti čvrstoće.
Često postavljana pitanja
P: Je li 7075 aluminij jači od 6061-T6?
Da. 7075-T6 ima tipičnu vlačnu čvrstoću od oko 572 MPa (83 ksi) u odnosu na 310 MPa (45 ksi) za 6061-T6 i granicu razvlačenja od oko 503 MPa (73 ksi) u odnosu na 275 MPa (40 ksi).
P: Može li se 7075 zavarivati?
Praktički. 7075 se ne smatra nezavarljivim konvencionalnim metodama fuzije jer zona-pogođena toplinom postaje krta i sklona pucanju. Umjesto toga upotrijebite mehaničke pričvršćivače ili strukturno ljepilo; 6061-T6 je opcija za zavarivanje.
P: Koja je legura bolja otporna na koroziju?
6061-T6 očito je bolji u atmosferskim i morskim okruženjima. 7075 ocijenjen je prilično lošim bez zaštite, tako da izloženi dijelovi 7075 obično zahtijevaju eloksiranje, konverzijski premaz ili boju.
P: Da li 7075 teži puno više od 6061?
Samo malo. Gustoća je 2,81 g/cm3 za 7075 naspram 2,70 g/cm3 za 6061-T6, razlika od oko 4%. Prava ušteda na težini od 7075 dolazi od mogućnosti korištenja tanjih dijelova pri jednakom opterećenju.
P: Koji su strojevi od legure bolji?
6061-T6 se lakše obrađuje i ima finu završnu obradu s manjim trošenjem alata. 7075 strojevi su prihvatljivi, ali su tvrđi i manje opraštaju vibracije i loše prianjanje.
P: Kada bi 7075 trebao biti naveden u T73 karakteru?
Kada dio nosi trajno vlačno naprezanje u korozivnom okruženju. T73 i T7351 smanjuju čvrstoću za otprilike 10-15% u usporedbi s T6, ali znatno poboljšavaju otpornost na pucanje uslijed korozije.
