アルミニウム 6061 の材料特性

高強度で軽量な用途向けの金属を選択する場合、アルミニウム 6061 は、特に北米で非常に人気のある合金の 1 つです。さらに、優れた耐食性と高い機械加工性および溶接性を兼ね備えているため、多くの用途に最適です。

ただし、特定のアプリケーション制限があります。たとえば、5052 合金とは異なり、6061 合金はより大きな曲げ半径が必要な場合には理想的ではありません。同様に、高い耐力が重要な場合は、アルミニウム 6061 よりもアルミニウム 7075 の方が適しています。

したがって、用途に使用する前に、アルミニウム 6061 の最も重要な材料特性を理解することが重要です。

重要なアルミニウム 6061 材料特性

以下に、アルミニウム 6061 の最も重要な材料特性のいくつかを詳しく説明します。これは、製造または機械加工の要件にとって有益であるかどうかに影響を与える可能性があります。

物理的特性

アルミニウム 6061 には、主要な合金元素としてマグネシウムとシリコンが含まれており、マンガン、鉄、チタン、銅、クロムも含まれています。正確な公称構成は次のとおりです:

• アルミニウム 97.9%
• シリコン 0.6%
• マグネシウム 1.0 %
• クロム 0.20%
• 銅 0.28%

銅はアルミニウム 6061 の機械的特性と人工老化への対応を改善しますが、クロムはアルミニウム 6061 の耐食性に対する銅の悪影響を相殺します。 6061 の高い合金含有量により、クエンチ感度が向上します。

引張強度

6061 の引張強度は、金属が引っ張る力に耐える能力を表し、断面積あたりの力で測定されます。 6061の引張強さは、熱処理の変化によって変化します。 6061 の質別が異なれば、引張強度も異なります (たとえば、6061-T6 では 45 ksi)。 6061 の引張強度は 7075 の半分ですが、多くの建設用途に十分な強度があります。

圧縮強度

アルミニウム 6061 の極限圧縮強度は、複合材料によって異なります。例えば、グラファイトやフライアッシュ粒子などの複合材料の重量パーセンテージを増加させることにより、合金の圧縮強度が増加します。一方、強化粒子サイズの増加は、改善率の低下を示します。

硬度

アルミニウム 6061 の T6 調質は、すべての調質の中で最高の析出硬化を提供するため、最大降伏強度は 240 MPa です。ただし、繰り返しますが、値は構成のタイプによって変わる場合があります。アルミニウム 6061 の硬度は、アルバイト粒子の含有量が増えると大幅に改善されますが、グラファイト強化複合材では逆の現象が見られます。

延性

アルミニウム 6061 は、他のどの合金よりも著しく高い疲労延性を示します。 6082-T6 合金は、シリコンとマグネシウムの含有量がわずかに多いため、6061-T651 合金よりも延性が比較的低いことにも注意してください。また、フライアッシュなどの硬質粒子の重量分率が増加すると、複合材料の延性が低下します。

耐食性

耐腐食性は、アルミニウム 6061 の最も重要な材料特性の 1 つです。空気または水の存在下で、アルミニウム 6061 は大気腐食に対する保護酸化物層を形成します。ただし、銅が存在するため、抵抗の程度はアルミニウム 5052 よりも比較的低くなります。6061 合金は、硝酸、アンモニア、および水酸化アンモニウムに対する耐性が必要な用途に最適です。アルカリ性の汚れで孔食が発生する可能性がありますが、追加の保護層コーティングが役立ちます.

以下の表は、上で説明した最も重要なアルミニウム 6061 材料特性のいくつかの上限を示しています。

機械的特性
極限引張強度	45,000 psi
耐力	40,000 psi
せん断強度	30,000 psi
ブリネル硬さ	95
物理的特性
密度	0.0975 ポンド/インチ
融点	1,080–1,205 °F
弾性係数	10,000 ksi
ポアソン比	0.33
熱特性
比熱容量	0.214 BTU/lb-°F
熱伝導率	1,160 BTU-in/hr-ft²-°F
熱膨張係数	13.1 µin/in-°F

熱処理および温度変化下での6061材料特性

望ましい機械加工特性をさらに向上させるために、アルミニウム 6061 合金は熱処理されており、以下に示すようにさまざまな調質で利用できます。

6061-F:製造されたまま

これらは、熱処理を特別に制御していない半完成合金です。半仕上げの合金は、さらに成形、仕上げ、または熱処理を経て、他の仕上げ形状または焼き戻しを実現します。

6061-O:アニール

プロセスのある時点で、加工性を改善し、延性と靭性を最大化するために、合金をアニールします。成形および溶接作業に最適ですが、機械加工性は劣ります。

6061-W:溶体化熱処理

6061-F と同様に、これらの合金にも、溶体化熱処理後に自然に自然に老化するため、公表されている標準的な特性限界はありません。降伏強度は、その特性を安定させるためのさらなる処理を受けるまで、最終的に増加します.

6061-Tx:熱処理済み

ここでは、溶体化熱処理後の合金に、焼入れと自然時効または人工時効のいずれかを行います。その結果、商業的に有用な強度と靭性を実現します。テンパリング表示に追加された追加の数字は、それが受けた特別な処理を指定します。

アルミニウム 6061 の理想的な用途

アルミニウム 6061 は、棒材、シート、プレート、および丸材の形で入手できます。

熱伝導性と電気伝導性に優れているため、アルミニウム 6061 プレートはエンジンの放熱器として使用され、最大の冷却効率を提供します。さらに、軽量な機能により、アルミニウム 6061 はさまざまな航空宇宙および一般輸送用途に最適です。多くのショップでは、6061-T6 合金がトレッド プレートとして使用され、ほとんどの加工技術をサポートしています。腐食に対する並外れた耐性、溶接性、および強度の組み合わせにより、6061 プレートは、トラックの荷台、階段、支持構造、スロープ、キャットウォークなどの一般的な用途に役立ちます。

アルミニウム 6061 バー ストックは、トラック フレーム、リベット、モーター ボート、および鉄道コーチを含む、幅広い頑丈な構造用途に使用されます。マグネシウムとシリコンの存在により、構造は応力、ひび割れ、腐食の影響を受けなくなります。

アルミニウム 6061 およびその他の合金の信頼できる現地サプライヤー

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