合金と焼き戻しの基礎
6061 は、主な添加物としてマグネシウムとシリコンを含む Al-Mg-Si 合金で、これらは一緒になって析出硬化の原因となる Mg2Si 相を形成します。これは、中程度から高強度と、真に優れた耐食性、溶接性、機械加工性を兼ね備えた数少ないアルミニウム合金の 1 つであり、そのため、構造、自動車、海洋および一般的なエンジニアリング作業に使用されています。 T6 および T651 を含む質別指定は、ANSI H35.1/H35.1(M) に準拠しています。
ASTM B209/B209M に基づく組成範囲は、シリコン 0.40 ～ 0.80%、マグネシウム 0.80 ～ 1.20%、銅 0.15 ～ 0.40%、クロム 0.04 ～ 0.35%、鉄 0.70% 最大、マンガン 0.15% 最大、亜鉛 0.25%、チタン 0.15% です。
硬度と強度のデータ
硬度は時効処理が正しく行われたことを最も早く示す指標であり、この合金の引張強度とよく相関します。 T6 焼き戻しの一般的な値は、500 kgf の荷重と 10 mm のボールで測定したブリネル硬度が約 95、ビッカース硬度が 107 付近です。60 近くのロックウェル B 測定値は、製造現場での便利な代替品です。
| プロパティ、6061-T6 | 価値 |
|---|---|
| ブリネル硬度、標準 | 約95HB(500kgf、10mmボール) |
| ビッカース硬さ、標準 | 107HVについて |
| ASTM B209/B209M に基づく最小引張強度 | 約290MPa |
| 引張強さ、標準認証済み | 約310MPa |
| 最小耐力 0.2% | 約 240 MPa、代表値は 276 MPa 付近 |
| 伸長、 ％ | 8～12時くらい |
| 密度 | 2.70 g/cm3 |
| 弾性率 | 約69GPa |
値はゲージに依存します。厚い部分は焼き入れが遅く、薄いシートよりもわずかに低い特性を示す可能性があります。これが、硬度試験のみではなくロットごとに引張試験が必要な理由の 1 つです。
T6 と T651 の条件の違い
T6 ルートには 3 つのステージがあります。合金は、硬化元素を溶解するために約 530 ～ 550 度で溶体化熱処理され、通常は水中で急冷されて過飽和溶液中に保持され、その後、約 175 度で数時間人工的に時効され、微細な Mg2Si 析出物が形成されて強度が向上します。
焼入れにより、断面に残留応力が残ります。 T651 は、同じ溶体化処理、焼入れ、時効スケジュールを維持しますが、時効前に約 1 ～ 3% の制御された伸びを挿入します。これにより、内部応力が軽減され、機械加工中の寸法安定性が大幅に向上します。硬度と強度は T6 と T651 で同等です。違いは歪みの動作であり、特性ではありません。
T6: シート、成形部品、溶接アセンブリ、および一般的な構造作業用の標準的な選択肢です。
T651: 重度に機械加工される厚板、精密工具、平坦度公差が厳しい部品に適しています。
溶接により、どちらの焼き戻しでも熱影響部の強度が低下しますが、溶接後の人工時効により強度の一部を回復できます。{0}{1}
アプリケーション
構造工学: フレーム、ブラケット、ベースプレート、サポート、ボルト締めアセンブリ。
機械加工されたコンポーネント: バルブ本体、マニホールド、治具、固定具、金型、ツーリング プレート。
輸送: 自動車用ブラケット、トレーラー構造、鉄道内装部品、ホイールスペーサー。
海洋および海洋: ボートの付属品、デッキのハードウェア、マスト、非浸漬構造部品。-
陽極酸化処理および装飾品: 建築用トリム、エンクロージャ、ヒートシンク、および民生用機器。
陽極酸化後の外観が重要な場合、6061 はきれいな陽極皮膜を形成し、機械加工と仕上げの両方を行う部品に指定されることがよくあります。
検証、処理、品質管理
硬度試験は、引張試験の代替ではなく、有用なスクリーニングツールです。ポータブル硬度計は狭い領域を読み取るため、プレート全体にわたってエッジや溶接ゾーンから離れた場所で数回測定すると、正確な画像が得られます。測定値が予想される帯域を大幅に下回る場合、考えられる原因は、窓の外側での時効処理、焼き入れが遅すぎる部分、または溶接または熱切断による熱の影響を受けた領域です。-
機械加工の実践では、材料の適度な弾性率を考慮する必要があります。光の通過、鋭い工具、正のすくい角によりビビリが軽減されます。 T6 では、最小内側半径が T4 よりも大幅に大きいため、きつい-半径の曲げはお勧めできません。溶体化処理と自然時効による T4 への焼鈍により、複雑な形状が必要な場合の成形性が回復します。
ASTM B209/B209M に基づいて熱ごとに検証された化学組成。
製造ロットごとに引張応力および耐力テストを実施。
熱処理検証のため、ご要望に応じて硬度調査も可能です。
出荷前に平面度、厚さ公差、表面状態を検査します。
EN 10204 3.1 に準拠したミルテスト証明書 (熱価、焼き戻し、結果が記載されています)。
よくある質問
Q: 6061-T6 の硬度はどれくらいですか?
A: 通常、10 mm ボールで 500 kgf の荷重を使用した場合は約 95 HB、これは約 107 HV または 60 近くのロックウェル B 値に相当します。
Q: T6 と T651 は同じ硬度と強度を持っていますか?
A: はい。どちらも同じ溶体化処理、焼入れ、時効スケジュールを使用します。 T651 は 1 ～ 3% の伸縮性を加え、残留応力を低下させ、寸法安定性を向上させます。
Q: 機械加工された 6061-T6 プレートが切断後に歪むのはなぜですか?
A: 焼入れによる残留応力は、材料が除去されるときに解放されます。延伸により応力を緩和する T651 プレートは、重機械加工の通常の答えです。
Q: 硬度試験は引張試験の代わりに使用できますか?
A: いいえ。硬度は有用なスクリーニング チェックですが、ASTM B209/B209M の合格は、ロットごとの機械試験による引張応力と耐力の結果に基づいています。{3}
Q: 6061-T6 は曲げたり成形したりできますか?
A: 半径が大きい場合のみ。きつい曲げの場合、部品は通常 T4 状態で作成され、成形後に T6 までエージングされます。
Q: 溶接継手の硬さはどうなりますか?
A: 熱影響部は時効により析出物が粗大化するため、強度と硬度が失われます。-筋力の回復には完全な溶液処理と熟成サイクルが必要です。
