5052-H32 vs 6061-T6 για ένα λυγισμένο και συγκολλημένο περίβλημα ελασματοφύλλου: Πότε η αναβάθμιση αντοχής αξίζει την ποινή διαμόρφωσης και συγκόλλησης

Πρώτα αποφασίστε τι είδους τεμάχιο είναι το περίβλημα

Η επιλογή κράματος προκύπτει από το τι πρέπει να κάνει το περίβλημα, όχι από μια κατάταξη ιδιοτήτων. Ένα διαμορφωμένο και συγκολλημένο περίβλημα είναι πρόβλημα κατασκευής: το φύλλο πρέπει να λυγίζει χωρίς ρωγμές και οι ραφές πρέπει να αντέχουν μετά τη συγκόλληση.

Το 5052-H32 είναι το συχνά συνιστώμενο σημείο εκκίνησης για αυτή την εργασία επειδή η μορφοποιησιμότητα και η συγκολλησιμότητά του ταιριάζουν σε αυτή^2,6,22,31. Το 6061-T6 είναι επιλογή με κίνητρο την αντοχή, και οι ποινές του πέφτουν ακριβώς εκεί όπου το περίβλημα είναι πιο ευάλωτο.

Η συγκόλληση του 6061-T6 απαλύνει τη ζώνη θερμικής επίδρασης, και η αποκατάσταση των ιδιοτήτων T6 απαιτεί θερμική κατεργασία κορέσεως συν γήρανση, την οποία οι πηγές περιγράφουν ως υψηλού κόστους^7,14,26,27.

Ένας αγοραστής που προδιαγράφει 6061-T6 για συγκολλημένο περίβλημα επιλέγει επομένως είτε ένα στάδιο μετεγκολλητικής θερμικής κατεργασίας είτε ένα σχεδιασμό διαστασιολογημένο γύρω από μειωμένη αντοχή ζώνης συγκόλλησης. Αν κανένα από τα δύο δεν είναι αποδεκτό, η απόφαση κράματος έχει ήδη ληφθεί.

Αποκλείστε το 6061-T6 αν οι ακτίνες κάμψης του σχεδίου είναι μικρές

Η μορφοποιησιμότητα είναι εκεί όπου τα δύο κράματα αποκλίνουν πιο έντονα. Το 5052-H32 αξιολογείται εξαιρετικό για κάμψη και μπορεί να διαμορφωθεί σε μικρότερες ακτίνες χωρίς ρωγμές, ενώ το 6061-T6 αξιολογείται μέτριο και είναι επιρρεπές σε ρωγμές χωρίς μεγαλύτερες ακτίνες ή απαλυνση^2,4,6,18.

Η πρακτική συνέπεια είναι ότι ένα περίβλημα 6061-T6 με στενές γωνίες μπορεί να μην είναι καθόλου μορφοποιήσιμο στην κατάσταση T6.

Οι πηγές δεν συμφωνούν για το πόσο μεγάλη πρέπει να είναι η ακτίνα: οι αναφερόμενα ελάχιστα για το 6061-T6 κυμαίνονται από 1.0x έως 5x το πάχος του υλικού, και μία πηγή συνιστά εσωτερικές ακτίνες τουλάχιστον 2x έως 3x το πάχος ειδικά για καμπύλες 90 μοιρών^4,9,14,29.

Επειδή κανένα μοναδικό σχήμα δεν έχει θεμελιωθεί, το σχέδιο πρέπει να δηλώνει ρητή εσωτερική ακτίνα κάμψης και όχι να την αφήνει στην προεπιλογή του κατασκευαστή. Αν ο σχεδιασμός δεν μπορεί να φιλοξενήσει γενναιόδωρη ακτίνα, μένει μία οδός: διαμόρφωση του τεμαχίου σε κατάσταση T4 ή O και θερμική κατεργασία σε T6 στη συνέχεια¹⁴.

Αυτό προσθέτει στάδιο θερμικής κατεργασίας στο χρονοδιάγραμμα και πρέπει να κοστολογηθεί πριν οριστικοποιηθεί το κράμα.

Αποφασίστε αν η συγκολλημένη συναρμολόγηση μπορεί να παραμείνει ως συγκολλήθηκε

Η συγκόλληση αλλάζει την αντοχή του αρμού, και τα δύο κράματα χάνουν διαφορετικά ποσά. Ως συγκολλημένο, το 6061-T6 χάνει περίπου 30-50% της αντοχής T6 στη ζώνη θερμικής επίδρασης και διατηρεί περίπου 60% της αντοχής T6· η αποκατάσταση πλήρων ιδιοτήτων απαιτεί θερμική κατεργασία κορέσεως συν γήρανση^7,14,26,27.

Το 5052 διατηρεί περισσότερη αντοχή στην ίδια ζώνη και δεν χρειάζεται μετεγκολλητική επεξεργασία^7,14. Αυτή η διαφορά κρίνει την οδό κατασκευής.

Αν η συγκολλημένη συναρμολόγηση 6061 δεν μπορεί να επαν-θερμικά κατεργαστεί, ο σχεδιασμός πρέπει να διαστασιολογηθεί γύρω από τη μειωμένη αντοχή ζώνης συγκόλλησης ή να αυξηθεί η διατομή, και το 5052 μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή^7,27.

Αν η μετεγκολλητική θερμική κατεργασία είναι εφικτή, το 6061 διατηρεί το πλεονέκτημα της επαν-θερμικής κατεργασίας πίσω σε T6¹⁴.

Οι ακριβείς τιμές διατηρούμενης αντοχής διαφέρουν μεταξύ πηγών και δεν παρατίθεται δεσμεύουσα προδιαγραφή συγκόλλησης που να ορίζει υποχρεωτικό σχήμα, οπότε η αντοχή ζώνης συγκόλλησης που θα χρησιμοποιηθεί στον σχεδιασμό πρέπει να επιβεβαιωθεί με τον κατασκευαστή και όχι να θεωρηθεί δεδομένη.

Ταίριαξτε το κράμα με το περιβάλλον χρήσης

Η αντίσταση στη διάβρωση είναι η μία ιδιότητα όπου οι πηγές δείχνουν προς την ίδια κατεύθυνση. Το 5052 αξιολογείται ανώτερο από το 6061, ιδίως σε θαλάσσια έκθεση και έκθεση σε αλμυρό νερό, όπου το 6061 αξιολογείται καλό αλλά λιγότερο ανθεκτικό^2,17–19,28.

Για ένα περίβλημα που θα εκτεθεί σε εξωτερικό, παράκτιο ή χημικό περιβάλλον, αυτή η αξιολόγηση ευνοεί το 5052 και μειώνει την εξάρτηση από επίστρωση για τη διάρκεια ζωής. Το 6061 εξακολουθεί να αξιολογείται καλό για γενική ατμοσφαιρική χρήση, οπότε ένα επικαλυμμένο περίβλημα 6061 δεν αποκλείεται μόνο λόγω διάβρωσης^17,18.

Αυτό που δεν παρέχουν οι πηγές είναι ποσοτικοποιημένος ρυθμός διάβρωσης ή κατώφλι απαίτησης επίστρωσης για οποιοδήποτε από τα δύο περιβάλλοντα, οπότε η απόφαση μεταξύ γυμνού 5052 και επικαλυμμένου 6061 βασίζεται στη σοβαρότητα έκθεσης που γνωρίζει ο αγοραστής και στο φινίρισμα που μπορεί να εφαρμόσει ο κατασκευαστής, όχι σε δημοσιευμένο όριο.

Επιβεβαιώστε ότι το περίβλημα χρειάζεται πράγματι την αντοχή του 6061-T6

Η διαφορά αντοχής είναι ο μόνος μηχανικός λόγος να αποδεχτεί κανείς τις ποινές διαμόρφωσης και συγκόλλησης του 6061. Το όριο διαρροής του 6061-T6 είναι περίπου 43% υψηλότερο από του 5052-H32, και η εφελκυστική του αντοχή είναι επίσης υψηλότερη, αλλά η επιμήκυνση είναι παρόμοια για τα δύο^{2,5,12,16,23,25}.

Αν τα φορτία του περιβλήματος μπορούν να μεταφερθούν από το 5052-H32, η υψηλότερη αντοχή δεν αγοράζει τίποτα και οι ποινές διαμόρφωσης και συγκόλλησης πληρώνονται χωρίς λόγο. Αν τα φορτία απαιτούν πραγματικά 6061-T6, ο σχεδιασμός πρέπει να φιλοξενήσει τις ακτίνες κάμψης και την απώλεια αντοχής ζώνης συγκόλλησης που περιγράφηκαν παραπάνω.

Ελέγξτε τις παραδοχές κόστους και διαθεσιμότητας πριν την απελευθέρωση του RFQ

Μόνο η κατεύθυνση της διαφοράς κόστους έχει θεμελιωθεί: το 5052 είναι γενικά χαμηλότερο σε κόστος ανά λίτρα από το 6061¹⁸.

Δεν υπάρχουν σχήματα ανά λίτρα ή ανά τετραγωνικό πόδι για κανένα από τα δύο κράματα στα σχετικά πάχη και ποσότητες, οπότε ο αγοραστής πρέπει να κοστολογήσει και τα δύο κράματα με τον προμηθευτή αντί να θεωρήσει ένα ποσοστό δεδομένο. Οι παρακάτω έλεγχοι καλύπτουν τι μπορούν και τι δεν μπορούν να στηρίξουν οι πηγές.

Για τι διαφωνούν οι πηγές ως προς την ακτίνα κάμψης του 6061-T6

Η ελάχιστη ακτίνα κάμψης του 6061-T6 είναι το ένα σχήμα που ο αγοραστής δεν μπορεί να πάρει από μία μόνο πηγή. Οι αναφερόμενες τιμές κυμαίνονται από 1.0x έως 5x το πάχος του υλικού, και η συγκεκριμένη τιμή εξαρτάται από κατάσταση σκλήρυνσης, πάχος και γωνία κάμψης.

Επειδή δεν παρατίθεται δεσμεύουσα προδιαγραφή, το σχέδιο πρέπει να δηλώνει ακτίνα που ο κατασκευαστής επιβεβαιώνει ότι μπορεί να τηρήσει, και ο αγοραστής πρέπει να επαληθεύσει ποιο σχήμα ισχύει για το πραγματικό πάχος και γωνία κάμψης.

What the sources do not establish

• Κανένα ποσοτικοποιημένο δεδομένο κόστους (ανά λίτρα ή ανά τετραγωνικό πόδι) για φύλλο 5052 vs 6061 σε συγκεκριμένα πάχη και ποσότητες.
• Κανένα συγκεκριμένο δεδομένο διαθεσιμότητας ή χρόνου παράδοσης για φύλλο 5052 και 6061 στα απαιτούμενα πάχη και καταστάσεις σκλήρυνσης πέρα από γενικές δηλώσεις.
• Κανένας ποσοτικοποιημένος ρυθμός διάβρωσης ή κατώφλι απαίτησης επίστρωσης για ατμοσφαιρικά ή θαλάσσια περιβάλλοντα.
• Κανένα δεδομένο περίσσειας κάμψης ή φθοράς καλουπώσεων/εργαλείων ειδικά για 5052 vs 6061.
• Καμία δεσμεύουσα πρότυπο ή έγκυρη τεχνική πηγή που να παρατίθεται για ελάχιστες ακτίνες κάμψης ή τιμές διατήρησης αντοχής συγκόλλησης.
• Κανένα κόστος μετεγκολλητικής θερμικής κατεργασίας ή επίπτωση στο χρονοδιάγραμμα που να έχει ποσοτικοποιηθεί για το 6061.