7075-T651 und 6061-T6 sind beide ausscheidungsgehärtete Aluminiumlegierungen, werden jedoch für völlig unterschiedliche Aufgaben spezifiziert. Eine davon ist eine hochfeste Legierung, die hinsichtlich der Spannung mit Weichstahl mithalten kann; Die andere ist eine vielseitige, schweißbare und korrosionsbeständige Sorte für den allgemeinen Maschinenbau. Wenn Sie verstehen, woher der Unterschied kommt, wird die Auswahl einfacher.
Die zwei Legierungen und ihre Temperamente
7075 ist eine Aluminium-Zink-Magnesium-Kupferlegierung. Zink ist mit etwa 5,1 bis 6,1 % der Hauptzusatz, unterstützt durch etwa 2,1 bis 2,9 % Magnesium und 1,2 bis 2,0 % Kupfer. Die Kombination ergibt die höchste Festigkeit aller gängigen Aluminiumknetlegierungen, allerdings auf Kosten der Duktilität und der Beständigkeit gegen einige Formen der Korrosion. Die T651-Vergütung bedeutet, dass die Platte lösungsgeglüht, durch kontrollierte Dehnung von etwa 1,5 bis 3 % entspannt und anschließend künstlich gealtert wird. Durch das Strecken werden die meisten inneren Restspannungen entfernt, weshalb die T651-Platte auch dann formstabil bleibt, wenn eine große Menge Material abgetragen wird. . 6061 ist eine Aluminium--Magnesium--Siliziumlegierung mit kleineren Kupferzusätzen. Die T6-Vergütung wird durch Lösungsbehandlung und künstliche Alterung ohne den Streckschritt erreicht, was für ein Produkt, das normalerweise als Extrusion, Folie oder Platte in mäßiger Dicke geliefert wird, ausreichend ist. Beide Legierungen sind allgemein nach ASTM B209 für Bleche und Platten zertifiziert, mit einer Zusammensetzung nach EN 573-3 für europäische Bestellungen und GB/T 3880.2 für den chinesischen Markt.
Mechanische Eigenschaften nebeneinander
| Eigentum | 7075-T651 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| Typische Zugfestigkeit | Etwa 570 MPa | Etwa 310 MPa |
| Typische Streckgrenze | Etwa 500 MPa | Etwa 275 MPa |
| Typische Dehnung | Ungefähr 11 % | Ungefähr 12 % |
| Härte | Etwa 150 HB | Etwa 95 HB |
| Elastizitätsmodul | Ungefähr 71,7 GPa | Ungefähr 68,9 GPa |
7075-T651 ist etwa 80 % stärker in der Spannung und etwa 80 % stärker in der Ausbeute als 6061-T6 und deutlich härter. Die Dehnungswerte sehen ähnlich aus, wurden jedoch an unterschiedlichen Probengeometrien gemessen und 7075 verfügt über eine weitaus geringere Fähigkeit zur lokalen Verformung vor dem Bruch, sodass es sich bei Überlastung und Stößen wie das sprödere Material verhält. Eine nützliche Konsequenz der höheren Festigkeit ist eine Gewichtseinsparung: Ein Teil, das für eine Spannungsgrenze ausgelegt ist, kann in 7075 dünner oder kleiner gemacht werden, und da die Modulwerte nahe beieinander liegen, profitiert ein steifigkeitsbegrenztes Design durch den Austausch viel weniger.
Physikalische Eigenschaften und thermisches Verhalten
Dichte: 7075 beträgt etwa 2,81 g/cm3 gegenüber etwa 2,70 g/cm3 bei 6061, sodass die stärkere Legierung geringfügig schwerer pro Volumeneinheit ist.
Wärmeleitfähigkeit: 6061-T6 leitet etwa 167 W/(m·K), während 7075-T6 mit etwa 130 W/(m·K) niedriger ist, sodass 6061 die bessere Wahl für die Wärmeverteilung und für Teile ist, die Wärme schnell abgeben müssen.
Elektrische Leitfähigkeit: 6061-T6 liegt bei etwa 43 % IACS und 7075-T651 bei etwa 33 % IACS.
Schmelzbereich: 6061 erstreckt sich über etwa 582 bis 652 Grad, während 7075 bei etwa 477 Grad zu schmelzen beginnt und bei etwa 635 Grad vollständig flüssig ist, was das sichere Fenster für Heißarbeiten verengt.
Wärmeausdehnung: Beide Legierungen liegen bei etwa 23,6 Mikrodehnung pro Grad Celsius, sodass keine von beiden bei langen Baugruppen einen Vorteil bietet.
Bearbeitung, Umformung und Fügeunterschiede
Beide Legierungen lassen sich gut bearbeiten, und beide werden als Platte für CNC-Arbeiten geliefert, verhalten sich jedoch nach dem Schnitt unterschiedlich. . 7075-T651 erzeugt kurze, saubere Späne und weist eine feine Oberflächengüte auf. Da es gestreckt wurde, widersteht es der Verformung, die auftritt, wenn ein dünner Steg aus einer 6061-Platte gefräst wird. Aus diesem Grund dominiert 7075 Formplatten, Vorrichtungen und Vorrichtungen sowie Armaturen für die Luft- und Raumfahrt, bei denen enge Toleranzen einem starken Materialabtrag standhalten müssen.. 6061-T6 lässt sich problemlos bei niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten bearbeiten und ist bei der Umformung weitaus toleranter: Es lässt sich auf einen engeren Radius biegen, kann gezogen und gewalzt werden und kann mit 4043- oder 5356-Zusatzwerkstoff geschweißt werden.. 7075 wird bei strukturellen Anwendungen im Allgemeinen nicht schmelzgeschweißt, da das Schweißbad schlecht erstarrt Duktilität und die Hitzeeinwirkungszone verliert an Festigkeit; Verbindungen aus 7075 werden daher mit Verbindungselementen, Klebeverbindungen oder einer Umkonstruktion in einer schweißbaren Legierung hergestellt. Auch beim Eloxieren gibt es Unterschiede: 6061 nimmt problemlos eine klare oder eingefärbte Eloxalbeschichtung auf, während der Kupferanteil von 7075 einen dunkleren, weniger dekorativen Film erzeugt.
Korrosion, Ermüdung und Betriebsumgebung
Unter normalen Innen- und atmosphärischen Bedingungen sind beide Legierungen gut oxidationsbeständig. Unterschiede treten in aggressiven Umgebungen auf. . 7075 Die T6-Familie reagiert empfindlich auf Spannungsrisskorrosion, insbesondere wenn Zugspannungen in der kurzen -Querrichtung wirken. Aus diesem Grund gibt es über{4}gealterte Härtegrade wie T73 und T7351 für Anwendungen, bei denen dieses Risiko tatsächlich besteht. . 6061-T6 ist nicht in gleicher Weise empfindlich und verträgt Salznebel und Meereseinwirkung viel besser, weshalb es für Bootsbeschläge, Strukturrahmen usw. verwendet wird Transportkomponenten. Im Hinblick auf Ermüdung bietet 7075-T651 eine höhere Ermüdungsfestigkeit bei einer bestimmten Anzahl von Zyklen, da es von einem höheren Spannungsniveau ausgeht. Daher wird es für zyklisch belastete Luft- und Raumfahrtstrukturen bevorzugt, bei denen es auf die Masse ankommt. Zu den Schutzmaßnahmen für beide Legierungen gehört die Vermeidung galvanischer Verbindungen mit Stahlbefestigungen, das Entgraten von Schnittkanten und Bohrlöchern sowie die Verwendung einer Konversionsbeschichtung oder Grundierung, wenn das Teil Chloriden oder stehendem Wasser ausgesetzt ist.
Auswahlhilfe nach Anwendung
| Anwendung | Bevorzugte Legierung | Grund |
|---|---|---|
| Flügel- und Rumpfbeschläge für die Luft- und Raumfahrt | 7075-T651 | Höchste Festigkeits- und Ermüdungsleistung pro Kilogramm |
| Formplatten und Präzisionsvorrichtungen | 7075-T651 | Die spannungsentlastete Platte widersteht Bearbeitungsverzerrungen |
| Automobilrahmen und Halterungen | 6061-T6 | Gute Festigkeit bei Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit |
| Marine-Hardware und Plattformen | 6061-T6 | Bessere Beständigkeit gegen Salzwasserkorrosion |
| Kühlkörper und Thermoplatten | 6061-T6 | Höhere Wärmeleitfähigkeit als 7075 |
| Eloxierte Konsumgüter | 6061-T6 | Erhält ein klares, gleichmäßiges eloxiertes Finish |
| Hoch-verschraubte Strukturen | 7075-T651 | Festigkeit, ohne auf Schweißen angewiesen zu sein |
Wenn beide Legierungen funktionieren könnten, ist die entscheidende Frage normalerweise, welcher Grenzwert für das Teil gilt. Wenn das Design spannungsbegrenzt ist, ermöglicht 7075-T651 einen leichteren Abschnitt. Wenn das Design eine begrenzte Steifigkeit aufweist, schweißbar ist oder Chloriden ausgesetzt ist, ist 6061-T6 normalerweise die wirtschaftlichere und langlebigere Lösung.
Häufig gestellte Fragen
F: Ist 7075-T651 stärker als 6061-T6?
Ja. 7075-T651 erreicht typischerweise eine Zugfestigkeit von etwa 570 MPa und eine Streckgrenze von 500 MPa, während 6061-T6 etwa 310 MPa bzw. 275 MPa erreicht.
F: Warum wird 7075 normalerweise in der Härte T651 geliefert?
Durch den zusätzlichen Streckschritt werden innere Spannungen abgebaut, so dass dicke Bleche bei der Bearbeitung großer Materialmengen formstabil bleiben.
F: Kann 7075-T651 geschweißt werden?
Für strukturelle Zwecke wird es im Allgemeinen nicht schmelzgeschweißt, da die Schweiß- und Wärmeeinflusszone an Duktilität und Festigkeit verliert. Stattdessen kommen Schraub-, Niet- oder Klebeverbindungen zum Einsatz.
F: Welche Legierung eignet sich besser für den Einsatz auf See?
6061-T6 ist die übliche Wahl, da es Salzwasserkorrosion gut widersteht und nicht die Spannungsrisskorrosionsempfindlichkeit der 7075 T6-Familie aufweist.
F: Leiten 7075 oder 6061 die Wärme besser?
6061-T6 leitet Wärme besser, bei etwa 167 W/(m·K) gegenüber etwa 130 W/(m·K) für 7075-T6.
F: Gibt es einen Gewichtsnachteil bei der Wahl von 7075?
Pro Volumeneinheit nur geringfügig, da 7075 eine Dichte von etwa 2,81 g/cm3 hat, gegenüber etwa 2,70 g/cm3 für 6061; Ein Teil mit begrenzter Festigkeit ist bei 7075 normalerweise insgesamt leichter.
