Hvorfor T6 Temperation begrænser bøjbarheden
T6-betegnelsen betyder, at materialet er blevet opløsningsvarmebehandlet, bratkølet og derefter kunstigt ældet til maksimal styrke. I legering 6061 er ældningspraksis, der producerer T6, generelt en udfældningsbehandling ved ca. 175 C i 8 timer, efter vejledningen for varmebehandling af bearbejdede aluminiumslegeringer i ASTM B918/B918M. Under ældning dannes fine Mg2Si-udfældninger i hele kornene og øger flydestyrken til omkring 276 MPa med trækstyrke omkring 310 MPa. Afvejningen- er en reduktion i den tilgængelige forlængelse før brud til ca. 10 til 12 procent i typiske offentliggjorte data.
Bøjning koncentrerer plastisk belastning på ydersiden af bøjningen. Når det lokale belastningsbehov på den overflade overstiger den resterende forlængelse af materialet, opstår der en revne. I peak-alderen 6061 er margenen mellem belastningen påført af en snæver bøjning og den belastning, materialet kan absorbere, lille, så fejl er ikke gradvise - delen enten dannes rent eller brækker. Adskillige mekanismer gør dette værre: T6-mikrostrukturarbejdet-hærder hurtigt, så belastning lokaliseres i stedet for at distribuere; grove bestanddelspartikler virker som revneinitieringssteder; og i tykkere plade kan sektionen simpelthen ikke bøje til en lille radius uanset legering.
Dannende adfærd af legering og temperament
Tabellen nedenfor angiver formningsegenskaberne for de alternativer, der normalt overvejes, når et design kræver en bøjning.
| Materiale | Trækstyrke (typisk) | Flydespænding (typisk) | Forlængelse (typisk) | Dannende vurdering |
|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 310 MPa | 276 MPa | 10 til 12 % | Dårlig; revner ved snævre radier |
| 6061-T4 | 241 MPa | 145 MPa | omkring 16 % | God; derefter alder til T6 |
| 6061-O | omkring 115 MPa | omkring 48 MPa | omkring 25 % | Fremragende til svær formgivning |
| 5052-H32 | 228 MPa minimum | 193 MPa minimum | omkring 12 % | God; standardvalg til pladebukning |
| 5052-O | omkring 195 MPa | omkring 90 MPa | omkring 25 % | Fremragende |
| 3003-H14 | omkring 152 MPa | omkring 145 MPa | omkring 8 % | Moderat; generøs radius nødvendig |
| 6063-T5 / T6 | omkring 186 til 241 MPa | omkring 145 til 214 MPa | omkring 8 til 12 % | Udbredt til rørbøjning |
Minimumsværdier for temperamenterne anført i ASTM B209/B209M eller ASTM B221 skal tages fra produktstandarden og møllecertifikatet for det aktuelle parti; tallene her er kun typiske offentliggjorte værdier for udvælgelsesarbejde. Bemærk, at 5052-H32 har en højere flydespænding end 6061-T4, mens den forbliver langt mere formbar, hvorfor den dominerer formet pladearbejde.
Praktiske minimale bøjningsradier
Vejledning om bøjningsradius er butikspraksis snarere end et enkelt offentliggjort tal, fordi den opnåelige radius afhænger af tykkelse, kornretning, værktøjstilstand og det tilladte niveau af overflademærkning. Følgende områder afspejler almindelig praksis for en 90 graders bøjning i tværretningen, hvor T er materialetykkelsen.
For 6061-T6 er en indvendig radius under omkring 2,5T til 4T højrisiko, og mange fabrikanter nægter overhovedet at bøje den under 3T. For 6061-T4 er den praktiske rækkevidde omkring 1,5T til 2T. For 5052-H32, omkring 1,0T til 1,5T. For 5052-O, omkring 0,5T. For 3003-H14, omkring 0,5T til 1T.
Fire regler reducerer risikoen for revnedannelse uanset legering. Bøj på tværs af rulleretningen, ikke med den. Afgrat og poler om muligt bøjningslinjen, for en afklippet kant er en revnestarter. Brug en punch-næseradius, der matcher tegningsradius i stedet for at stole på matricens åbning. Og hold bøjningsområdet fri for dybe ridser og stemplingsmærker, som fungerer som stresskoncentratorer.
Formularen-Derefter-Aldersruten
Når designet kræver styrken af 6061-T6 og også kræver bøjninger, er den accepterede løsning at formes i den blødere tilstand og ældes bagefter. Der anvendes to varianter. I det første køber fabrikanten opløsningsvarmebehandlet og naturligt ældet 6061-T4-materiale, som er stabilt og formbart i en praktisk periode, danner det og ælder det derefter kunstigt til T6 ved ca. 175 C i 8 timer. I den anden behandler fabrikationsopløsningen materialet i huset, danner det i den standsede W-tilstand, mens det stadig er blødt, og ældes derefter til T6. Den anden rute giver den bedste formbarhed, men kræver, at formningen finder sted inden for et kort vindue efter bratkøling, typisk begrænset til timer, og at delene nedkøles, hvis operationen bliver forsinket.
Der skal tages højde for to effekter. Dimensionsændringer ved ældning er små, men målbare, så snævre-tolerancedele bør verificeres efter ældningscyklussen. Og tilbagespringet er større i høj-temperering, fordi forholdet mellem elasticitetsmodul og flydestyrke er højt, så værktøjet bør bygges med kompensation og valideres ved afprøvning.
Bøjningsverifikation og kvalitetskontrol
Bøjningsaccept bør være baseret på en test snarere end på visuel inspektion alene. ASTM E290 beskriver standardbøjningstestmetoderne for duktilitet, og ISO 7438 er den tilsvarende bøjningsprocedure for metalliske materialer med GB/T 232 som den sammenlignelige kinesiske testmetode. En omviklingsbøjning til 180 grader omkring en specificeret dorn, med inspektion af den ydre overflade ved to til tre gange forstørrelse, er den sædvanlige produktionskontrol, og en første -artikeltest ved et radiustrin strammere end tegningen fastslår procesmarginen. For anodiserede eller malede dele vurderes belægningsfleksibiliteten separat ved T-bøjningsmetoden i ASTM D4145, fordi en belægning kan svigte, mens underlaget forbliver sundt.
Ofte stillede spørgsmål
Q:Kan 6061-T6 bøjes uden at revne?
A: Kun med en generøs indvendig radius, generelt 2,5T til 4T eller mere, og med bøjningslinjen på tværs af rulleretningen. Mange fabrikanter afviser overhovedet at bøje 6061-T6 og angiver i stedet en mere formbar legering.
Q:Hvilken aluminiumslegering skal bruges i stedet for 6061-T6 til bøjning?
A: 5052-H32 til almindeligt pladearbejde, fordi det kombinerer nyttig styrke med god duktilitet og korrosionsbestandighed, eller 3003-H14 til let belastede dele. Til rørbøjning er 6063-T5 et almindeligt valg.
Q:Kan 6061 bøjes og derefter ældes til T6?
A: Ja. Dette er standardpraksis: Form delen i T4-tilstanden, eller umiddelbart efter quenching i W-tilstanden, æld derefter ved ca. 175 C i 8 timer for at nå T6-styrken. Tillad små dimensionsændringer under aldring.
Q:Hvorfor revner 6061-T6 i stedet for at deformeres?
A: Topældning øger udbyttestyrken til omkring 276 MPa, mens den tilgængelige forlængelse reduceres til omkring 10 til 12 procent. Bøjning kræver mere belastning, end materialet kan absorbere ved snævre radier, så det brækker i stedet for at give efter gradvist.
Q:Hvordan verificeres bøjningskvaliteten i produktionen?
Sv: Ved omviklingsbøjningstest til ASTM E290 eller ISO 7438, typisk ved 180 grader omkring en specificeret dorn, plus en strammere -radiusprøve på den første artikel for at etablere procesmargin.
Q:Påvirker materialetykkelsen bøjningsevnen?
A: Ja. For det samme forhold mellem indvendig radius og tykkelse opfører tykkere materiale sig på samme måde, men opnåelse af en lille absolut radius i tyk plade kræver meget større værktøjskræfter og er begrænset af forholdet mellem radius og tykkelse, ikke af legering alene.
