Legeringsfamilier og styrkende ruter
Aluminium 3003 tilhører 3000-serien. Det er i det væsentlige rent aluminium med mangan som den vigtigste legeringstilsætning, hvilket gør det omkring 20 procent stærkere end ulegeret aluminium, mens det bevarer en fremragende formningsadfærd. Legeringen kan ikke varmebehandles, så dens styrke bestemmes af strækhærdning, det vil sige af mængden af koldt arbejde, der er tilbage i pladen.
Aluminium 6061 tilhører 6000-serien og er legeret med magnesium og silicium. Denne kombination gør legeringen varmebehandles: Opløsningsbehandling og kunstig ældning udfælder hårde partikler, der hæver styrke og hårdhed langt over alt, hvad 3000-serien kan nå. Afhængig af temperament kan 6061 være op til fire gange så stærk som 3003, hvorfor den dominerer konstruktionsarbejde.
Kemisk sammensætning sammenlignet
| Element eller funktion | Aluminium 3003 | Aluminium 6061 |
|---|---|---|
| Serie | 3000, Al-Mn | 6000, Al-Mg-Si |
| Hovedtillæg | Mangan 1,0 til 1,5 procent | Magnesium 0,8 til 1,2 procent, silicium 0,4 til 0,8 procent |
| Varmebehandling | Kan ikke varmebehandles | Varmebehandles, almindelige temperamenter T4, T6 og T651 |
| Effekten af tilføjelserne | Mangan øger styrke og korrosionsbestandighed til en lav pris uden at skade formbarheden | Magnesium og silicium tillader udfældningshærdning, hvilket giver høj styrke med god korrosionsbestandighed |
| Relativ omkostningsposition | Økonomisk generel-legering | Højere omkostninger, begrundet i -bærende afgift |
Kemien forklarer opdelingen i tjenesten. Mangan styrker 3003 skånsomt og konsekvent gennem pladens tykkelse, som passer til trukne, bøjede og svejsede samlinger. Magnesium og silicium i 6061 reagerer på en kontrolleret termisk cyklus, så pladen kan leveres blød og derefter ældes til en høj-styrke for strukturelle komponenter.
Styrke, hårdhed og temperamentrespons
Aluminium 6061 er markant stærkere end Aluminium 3003. Afhængigt af temperamentet kan 6061 nå op til fire gange styrken af 3003, hvilket gør det til det foretrukne valg, hvor en del bærer belastning, modstår bøjning eller skal holde dimensionsnøjagtighed under belastning. Aluminium 3003 er en legering med moderat-styrke med forholdsvis lav trækstyrke, passende til paneler, kanaler, tanke og trim, men ikke til primære strukturelle elementer.
Hårdhed følger samme mønster. Varme-behandlet 6061 er væsentligt hårdere end 3003 og modstår slitage og overfladeskader langt bedre, mens 3003 forbliver relativt blød og ikke kan varmebehandles for at øge dens hårdhed. På den anden side er den blødhed netop det, der gør, at 3003 kan bøjes, trækkes og rulles til snævre radier uden at revne, og det er også grunden til, at 3003 svejser lettere.
Formbarhed, svejsbarhed og bearbejdelighed
| Funktion | Aluminium 3003 | Aluminium 6061 |
|---|---|---|
| Styrke | Moderat, omkring 20 procent over ulegeret aluminium | Høj, op til fire gange så stor som 3003 afhængig af temperament |
| Formbarhed | Fremragende, ideel til indviklet tegning og bøjning | Moderat, mindre formbar på grund af højere hårdhed |
| Svejsbarhed | Fremragende og tilgivende, hvilket forenkler fremstilling og sammenføjning | Godt, men har brug for strammere procedurekontrol på grund af risikoen for revner i den varme-berørte zone |
| Bearbejdelighed | Lavere, fordi legeringen er blød og har tendens til at smøre ud | God, som favoriserer præcisionsbearbejdede dele |
| Styrke efter svejsning | Bevarer nyttige egenskaber på tværs af samlingen | Mister en del af sin forældede styrke i svejsezonen og har brug for procedurepleje |
| Typiske temperamenter | O, H14, H24 og andre stamme-hærdede temperamenter | T4, T6, T651 og relaterede varme-behandlede temperamenter |
Korrosionsbestandighed, applikationer og valg
Begge legeringer modstår korrosion godt, men de er ikke lige i alle miljøer. Aluminium 3003 er enestående i kemisk aggressiv og konstant fugtig service, hvorfor tagdækning, tagrender, sidespor, lagertanke, HVAC-kanaler og kemisk behandlingsudstyr er bygget af det. Aluminium 6061 klarer sig også godt, også i marine- og rumfartsforhold, men den er lidt mindre effektiv end 3003, hvor kemisk eksponering er konstant.
Typiske anvendelser opsummerer forskellen. Aluminium 3003 plade bruges til tagdækning og inddækning, køkkenudstyr og køkkenredskaber, kanalsystemer, kemikalietanke, arkitektonisk beklædning, skiltning og postkasser. Aluminium 6061 plade bruges til flystrukturer, bilrammer, hjul og ophængsdele, stilladser, transmissionstårne, marine hardware, bådskrog og master, cykelrammer og møbler.
Udvælgelse kommer derfor ned på det styrende krav:
Vælg 3003, når delen er formet, tegnet eller bøjet til form, når den skal svejses ind i en samling, når kemikalie- eller fugteksponering er kontinuerlig, eller når omkostningerne skal kontrolleres.
Vælg 6061, når delen bærer strukturel belastning, har brug for høj hårdhed eller slidstyrke, skal bearbejdes med tæt tolerance eller skal holde sin styrke ved et bestemt temperament.
Hvor de to krav er i modstrid, er den sædvanlige løsning en 6061 struktur til lastvejen og 3003 plade til dæksler, kanalføring og trim.
Begge legeringer leveres som plade og plade i en bred vifte af tykkelser og bredder, med tilskåret-til-størrelsesservice, og hver forsendelse bør kontrolleres i forhold til dens fabrikstestcertifikat, så legering, temperament og mekaniske resultater matcher designantagelsen.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Er 6061 stærkere end 3003?
Ja. Aluminium 6061 kan være op til fire gange så stærk som Aluminium 3003, afhængigt af temperament, fordi det kan varmebehandles, mens 3003 ikke er det.
Q: Hvilken legering er lettere at svejse?
Aluminium 3003 er nemmere. Den er blødere og mere tilgivende, mens 6061 har brug for strammere procedurekontrol for at undgå revner og for at håndtere tabet af ældet styrke i svejsezonen.
Q: Hvilken legering er bedre til at bøje og forme?
Aluminium 3003. Dens høje duktilitet tillader snævre radier og komplekse former uden at revne, hvorimod 6061 er mindre formbar på grund af dens højere styrke og hårdhed.
Q: Kan 3003 varmebehandles for at øge dens styrke?
Nej. Aluminium 3003 kan ikke varmebehandles og får kun styrke gennem strækhærdning, så dens hårdhed kan ikke hæves ved en termisk cyklus.
Q: Hvilken legering passer til marine eller kemiske tjenester?
Begge modstår korrosion, men 3003 er lidt bedre, hvor kemisk eksponering er kontinuerlig, mens 6061 er meget brugt til marine hardware og strukturer, der også har brug for høj styrke.
Q: Hvordan vælger jeg mellem dem?
Døm det styrende krav. Formning, svejsning, kemikalieresistens og omkostninger peger på 3003; strukturel belastning, hårdhed, slidstyrke og bearbejdet nøjagtighed peger på 6061.
