Waarom de keuze van de legering belangrijker is dan u denkt
Alle drie de legeringen - 6061, 7075 en 2024 - zijn warmtebehandelbare aluminiumlegeringen met een vergelijkbare dichtheid (~2,7 g/cm³) en een goede verspaanbaarheid. Maar hun mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid, lasbaarheid en geschiktheid voor oppervlaktebehandelingen verschillen sterk. Een onderdeel dat rond 6061-T6 is ontworpen en halverwege het project overgaat op 7075-T6, kan een volledig nieuwe analyse vergen van spanningsconcentraties, aanhaalmomenten van de bevestigingsmiddelen en specificaties van de oppervlaktebehandeling.
6061-T6 - het veelzijdige werkpaard
6061-T6 is de meest gebruikte constructielegering van aluminium bij CNC-bewerking. Door de combinatie van sterkte, corrosiebestendigheid, lasbaarheid en verspaanbaarheid is het de standaardkeuze voor een breed scala aan toepassingen.
Treksterkte ~310 MPa, rekgrens ~276 MPa, breukrek ~12%. Laat zich schoon verspanen met een goede spaanvorming. Laat zich goed anodiseren - zowel standaard anodiseren (15-25 µm) als hardanodiseren (25-75 µm) geeft een gelijkmatige laag en een consistente kleur. Is lasbaar met standaardtechnieken.
Kies 6061-T6 als u een betrouwbare legering met goed bekende eigenschappen nodig hebt voor dragende of deels dragende onderdelen, als anodiseren of hardanodiseren vereist is, of als lasbaarheid belangrijk is.
7075-T6 - maximale sterkte
7075-T6 biedt de hoogste sterkte van de drie legeringen - treksterkte ~570 MPa, rekgrens ~503 MPa - en is daarmee de keuze voor lucht- en ruimtevaart, motorsport en zwaarbelaste constructies waarbij het gewicht zo laag mogelijk moet blijven.
7075 is aanzienlijk minder corrosiebestendig dan 6061. In de meeste toepassingen moet het worden beschermd door anodiseren of een chromaatconversielaag. Smeltlassen is niet betrouwbaar mogelijk. Standaard anodiseren kan, maar de kleurconsistentie en de gelijkmatigheid van de laag blijven achter bij 6061. Het is bovendien duurder - de materiaalkosten liggen doorgaans 2-3x hoger dan bij 6061.
7075-T6 is de kosten en de extra complexiteit waard wanneer de sterkte-gewichtsverhouding echt de doorslag geeft in het ontwerp. Voor de meeste constructieve onderdelen waarvoor 6061 volstaat, zijn de meerkosten en de extra zorg voor corrosiebescherming van 7075 moeilijk te rechtvaardigen.
2024-T3 - vermoeiingsbestendigheid
2024-T3 is de voorkeurslegering wanneer de vermoeiingslevensduur het belangrijkste ontwerpcriterium is. Treksterkte ~483 MPa bij een breukrek van ~18% - het materiaal vervormt dus aanzienlijk voordat het breekt, een waardevolle eigenschap bij wisselende belastingen.
Juist vanwege dat vermoeiingsgedrag is 2024 de standaardlegering voor rompbeplating en constructiedelen van vliegtuigen. De corrosiebestendigheid is echter slecht, dus het materiaal moet altijd worden beschermd - geplateerde plaat (Alclad) of anodiseren is in de luchtvaart standaard. Het verspaant goed, zij het iets minder vrij dan 6061.
Vergelijkingstabel
| Eigenschap | 6061-T6 | 7075-T6 | 2024-T3 |
|---|---|---|---|
| Treksterkte | ~310 MPa |
~570 MPa |
~483 MPa |
| Rekgrens | ~276 MPa |
~503 MPa |
~345 MPa |
| Corrosiebestendigheid | Goed | Slecht | Slecht |
| Lasbaarheid | Goed | Slecht | Slecht |
| Anodiseerkwaliteit | Uitstekend | Matig | Matig |
| Relatieve kosten | Laag | Hoog | Gemiddeld |
| Meest geschikt voor | Algemene constructiedelen, geanodiseerde onderdelen | Zwaarbelast, gewichtskritisch | Vermoeiingskritisch, lucht- en ruimtevaart |
Let op de toestandsaanduiding (temper)
De toestandsaanduiding achter het legeringsnummer is net zo belangrijk als het nummer zelf. T6 betekent oplosgegloeid en kunstmatig verouderd - de standaardtoestand voor hoge sterkte. T3 betekent oplosgegloeid en koud nagevormd. T4 is oplosgegloeid en natuurlijk verouderd. Wie 6061 bestelt zonder de toestand te vermelden, kan T4-materiaal ontvangen met een aanzienlijk lagere sterkte dan T6.
Vermeld op uw tekening altijd zowel de legering als de toestand: "Aluminiumlegering 6061-T6 volgens BS EN 573" of gelijkwaardig.
Samenvatting
- Kies standaard 6061-T6 voor de meeste CNC-bewerkte constructiedelen. Het biedt een evenwichtige combinatie van sterkte, verspaanbaarheid, corrosiebestendigheid en anodiseerkwaliteit.
- Kies 7075-T6 alleen als de sterkte-gewichtsverhouding doorslaggevend is en u de vereiste corrosiebescherming kunt regelen.
- Gebruik 2024-T3 voor vermoeiingskritische toepassingen, vooral in de lucht- en ruimtevaart en defensie.
- Vermeld op de tekening altijd zowel het legeringsnummer als de toestandsaanduiding.
- Bespreek de materiaalkeuze vroeg met uw fabrikant - levertijd en materiaalkosten kunnen per materiaalsoort sterk verschillen.