Diferències clau entre l'aliatge d'alumini 6061 i 7075

Dos sistemes d'aliatge amb diferents intencions de disseny

Els aliatges d'alumini són materials metàl·lics construïts sobre una base d'alumini amb elements afegits que milloren propietats específiques com la resistència, la resistència a la corrosió o la conductivitat. S'han desenvolupat centenars d'aliatges per a ús industrial, i dos dels més aplicats són el 6061 i el 7075. Sovint es consideren conjuntament perquè tots dos són tractables per calor- i tots dos apareixen en treballs aeroespacials, de transport i d'enginyeria, però s'han dissenyat amb prioritats diferents, i triar entre ells hauria de seguir l'aplicació més que l'hàbit.

L'alumini 6061 pertany a la sèrie 6000 i està aliat principalment amb magnesi i silici. Aquesta combinació ofereix una bona treballabilitat, una excel·lent resistència a la corrosió i una resistència moderada, i és fàcilment soldable. L'alumini 7075 pertany a la sèrie 7000 i assoleix una resistència molt alta mitjançant l'addició de zinc juntament amb magnesi i coure. Resisteix menys bé a la corrosió que el 6061 i és més difícil de soldar, però funciona quan la relació resistència-a-pes és el requisit que regeix.

Composició química per estàndard

Els límits de composició següents segueixen els estàndards d'alumini reconeguts per a aquests graus. Les petites diferències en l'equilibri dels elements d'aliatge són les que produeixen el comportament mecànic molt diferent dels dos materials.

En 6061 el magnesi i el silici es combinen per formar el precipitat de reforç, per això els dos elements s'especifiquen dins d'intervals tan estrets. En 7075, el nivell de zinc molt més elevat, recolzat per magnesi i coure, produeix la resposta a l'envelliment que confereix a l'aliatge la seva resistència excepcional.

Propietats mecàniques i selecció del tremp

Tots dos aliatges es subministren en una gamma de tremps, i el tremp sovint importa més que l'aliatge per a una aplicació determinada. A continuació es mostren els valors típics dels tremps més comuns; són xifres representatives de la temperatura ambient-i s'han de substituir pels valors garantits de la norma aplicable per als treballs de disseny.

T6 és el cavall de batalla per als dos aliatges. T651 indica una placa que ha estat tractada tèrmicament amb solució, alleujada per l'estirament i després envellida artificialment, la qual cosa millora l'estabilitat dimensional durant el mecanitzat. T73 s'aplica a 7075 on la resistència a la corrosió per estrès importa més que la força màxima, i el tremp O s'utilitza quan el material s'ha de formar abans de l'envelliment.

Resistència a la corrosió, soldadura i mecanitzat

6061 és excel·lent en la majoria d'entorns. La seva química de siliciur de magnesi-i baix contingut de coure el mantenen estable en atmosferes marines, industrials i rurals, i funciona bé en conjunts soldats on la zona afectada-de calor. 7075 és bona en termes generals, però clarament inferior al 6061, i la química rica{{6}de coure, que fa que sigui més sensible a l'estrès a la corrosió37. existeix.

6061 mecanitza i solda fàcilment i té una bona conformabilitat, que és la raó principal per la qual domina les estructures soldades i la fabricació general. 7075 és més difícil de mecanitzar i, en general, no es recomana per a la soldadura per fusió, però mecanitza amb toleràncies fines en les condicions de tall adequades i sovint s'utilitza quan una peça ha de ser forta i mantenir-se dimensionalment precisa. 7075 també comporta una penalització de pes més elevada. 7075 2,81 g/cm3 contra 2,70 g/cm3 per a 6061.

Ajust de l'aplicació: 6061 versus 7075

On l'alumini 6061 Excels

Construcció i infraestructures: ponts, canonades i bastides, on s'ha d'equilibrar la resistència a la corrosió, la resistència i la soldabilitat.

Transport: bastidors de vehicles, bastidors de bicicletes, accessoris per a vaixells i altres estructures construïdes per soldadura o fixació mecànica

Treball elèctric: connectors, accessoris i dissipadors de calor, recolzats per una bona conductivitat i fàcil processament

Productes de consum i generals: articles per a la llar, mobles, estris i ferreteria, on predominen la facilitat de fabricació i l'eficiència de costos.

On l'alumini 7075 Excels

Aeroespacial i defensa: estructures d'ala i fuselatge, vehicles militars i equips de protecció, on la força per quilogram és fonamental

Equipament esportiu{0}}d'alt rendiment: components de bicicletes, material d'escalada i equipament de tir amb arc que requereixen una gran resistència i un pes baix

Esports de motor i automoció{0}}d'alt rendiment: peces de suspensió, components del motor i estructures de competició que suporten càrregues elevades

Robòtica i equips de precisió: braços, engranatges i peces mecanitzades que combinen força amb toleràncies estrictes

Directriu de selecció i preguntes freqüents

Si la peça ha de resistir la corrosió i ser soldada, formada o produïda de manera econòmica, 6061 en el tremp T6 o T651 sol ser la resposta correcta. Si la peça ha de suportar una càrrega elevada amb un pes mínim i es pot mecanitzar en lloc de soldar, 7075 en el tremp T6 o T73 és la millor opció. Les preguntes decisives són el cas de càrrega, el mètode d'unió i l'entorn operatiu, no el número d'aliatge en si.

P: Quina és la diferència principal entre l'alumini 6061 i 7075?
6061 és un aliatge de magnesi-silici amb una resistència moderada, una excel·lent resistència a la corrosió i una bona soldabilitat. 7075 és un aliatge de zinc-magnesi-coure amb una resistència molt més alta, una resistència a la corrosió més baixa i una soldabilitat molt menor.

P: Quin aliatge és més fort?
7075 és substancialment més fort. En el temperament T6, la seva resistència a la tracció típica és d'uns 570 MPa contra aproximadament 310 MPa per al 6061-T6, per la qual cosa domina peces aeroespacials i esportives amb molta càrrega.

P: Es pot soldar 7075?
7075 generalment no es solda amb processos de fusió convencionals. Els conjunts soldats que han de ser forts i resistents a la corrosió es construeixen normalment a 6061, o en un altre grau soldable, en lloc de 7075.

P: Quin aliatge resisteix millor la corrosió?
6061 té el millor rendiment a la corrosió en la majoria dels entorns. 7075 proporciona una resistència adequada en moltes condicions, però el seu contingut de coure el fa més susceptible a les esquerdes per corrosió per tensió, de manera que els components exposats a una tensió sostinguda sovint s'especifiquen al temperament T73.

P: 7075 pesa més que 6061?
Una mica més. El contingut d'aliatge més alt augmenta la densitat a uns 2,81 g/cm3 per a 7075 en comparació amb uns 2,70 g/cm3 per a 6061, però la resistència molt més alta encara dóna a 7075 un clar avantatge de resistència per unitat de pes.

P: Quins tremps estan disponibles per a cada aliatge?
Tots dos es subministren en condicions O, T4 o T73, T6 i T651 segons la forma del producte. La placa es demana habitualment en T651 per a l'estabilitat de mecanitzat, extrusions en T6 o T4 i xapa en tremp O quan s'ha de formar abans de l'envelliment.