5052-H32 vs 6061-T6 hajlított és hegesztett lemeztokozathoz: mikor éri meg a szilárdsági felváltás az alakítási és hegesztési büntetést

Először döntse el, milyen alkatrész a tokozat

Az ötvözetválasztás abból következik, hogy a tokozatnak mit kell tennie, nem tulajdonságrangsorából. A formált és hegesztett tokozat feldolgozási probléma: a lemeznek repedés nélkül kell hajolnia, és a varratoknak a hegesztés után is tartaniuk kell.

A 5052-H32 a gyakran ajánlott kiindulópont erre a feladatra, mert alakíthatósága és hegeszthetősége illeszkedik hozzá^2,6,22,31. A 6061-T6 szilárdságvezérelt választás, és a büntetései pontosan ott csapódnak le, ahol a tokozat a leggyengébb.

A 6061-T6 hegesztése lágyítja a hőhatászónát, és a T6 tulajdonságok helyreállítása oldószeres hőkezelést plusz öregítést igényel, amelyet a források magas költségűként írnak le^7,14,26,27. A hegesztett tokozatra 6061-T6-ot előíró beszerző tehát vagy egy hegesztés utáni hőkezelési lépést választ, vagy a csökkentett varratzóna-szilárdságra méretezett szerkezetet.

Ha egyik sem elfogadható, az ötvözethatáriság már megszületett.

Zárja ki a 6061-T6-ot, ha a rajz hajlítási sugarai szorosak

Az alakíthatóság az a pont, ahol a két ötvözet a legélesebben elválik. A 5052-H32 hajlításra kiválónak minősül, és repedés nélkül szorosabb sugarakra alakítható, míg a 6061-T6 közepesnek minősül, és nagyobb sugarak vagy lágyítás nélkül repedésre hajlamos^2,4,6,18.

A gyakorlati következmény, hogy egy szoros sarkú 6061-T6 tokozat a T6 keménységi állapotban esetleg egyáltalán nem formálható. A források nem értenek abban, hogy mekkora sugarúnak kell lennie: a 6061-T6-ra közölt minimumok 1.0x-től 5x anyagvastagságig terjednek, és egy forrás 90 fokos hajlításokra kifejezetten legalább 2x–3x vastagságú belső sugarat ajánl^4,9,14,29.

Mivel egyetlen érték sem rögzített, a rajzának explicit belső hajlítási sugarat kell megadnia, a lemezfeldolgozó alapértelmezésére bízni nem szabad. Ha a tervezés nem tud nagyvonalú sugarat elfogadni, egy út marad: az alkatrész formálása T4 vagy O keménységi állapotban, majd hőkezelés T6-ra¹⁴.

Ez hőkezelési lépést tesz az ütemtervbe, és az ötvözet rögzítése előtt áraztatni kell.

Döntse el, hogy a hegesztett szerkezet hegesztett állapotban maradhat-e

A hegesztés megváltoztatja a kötés szilárdságát, és a két ötvözet különböző mértékben veszt. Hegesztett állapotban a 6061-T6 a hőhatászónában nagyjából 30-50%-át veszti T6 szilárdságának, és a T6 szilárdság körülbelül 60%-át tartja meg; a teljes tulajdonságok helyreállítása oldószeres hőkezelést plusz öregítést igényel^7,14,26,27.

A 5052 ugyanazon zónában több szilárdságát megtartja, és nem igényel hegesztés utáni kezelést^7,14. Ez a különbség dönti el a feldolgozási útvonalat.

Ha a hegesztett 6061 szerkezet nem hőkezelhető újra, a tervezést a csökkentett varratzóna-szilárdságra kell méretezni vagy a keresztmetszetet növelni, és a 5052 lehet a jobb választás^7,27. Ha a hegesztés utáni hőkezelés megvalósítható, a 6061 megőrzi azt az előnyét, hogy T6-ra visszahőkezelhető¹⁴.

A pontos megmaradó szilárdsági értékek forrásonként változnak, és egyetlen irányadó hegesztési szabványt sem hivatkoznak a kötelező érték rögzítésére, így a tervezésben használt varratzóna-szilárdságot a lemezfeldolgozóval kell megerősíteni, feltételezni nem szabad.

Igazítsa az ötvözetet az üzemeltetési környezethez

A korrózióállóság az egyetlen tulajdonság, ahol a források ugyanabba az irányba mutatnak. A 5052 a 6061 felett áll, különösen tengeri és sós vizes expozícióban, ahol a 6061 jó, de kevésbé ellenálló minősítést kap^2,17–19,28.

Kültéri, parti vagy vegyi expozíciót kapó tokozatnál ez a minősítés a 5052-nek kedvez, és csökkenti az élettartam bevonattól való függését. A 6061 általános légköri üzemeltetésre jó minősítést kap, így egy bevonatos 6061 tokozat a korrózió önmagában nem zárja ki^17,18.

Amit a források nem szolgáltatnak, az számszerűsített korróziós sebesség vagy bevonat-igény küszöb egyik környezetre sem, így a natúr 5052 és a bevonatos 6061 közötti döntés a beszerző által ismert expozíció súlyosságán és a lemezfeldolgozó által alkalmazható felületkezelésen nyugszik, nem közzétett határon.

Győződjön meg róla, hogy a tokozat valóban igényli a 6061-T6 szilárdságát

A szilárdsági rés az egyetlen mechanikai ok a 6061 alakítási és hegesztési büntetéseinek elfogadására. A 6061-T6 folyáshatára körülbelül 43%-kal magasabb, mint a 5052-H32-é, szakítószilárdsága is magasabb, de a nyúlás a kettőnél hasonló^{2,5,12,16,23,25}.

Ha a tokozat terheléseit a 5052-H32 elbírja, a magasabb szilárdság semmit nem ér, és az alakítási és hegesztési büntetések indokolatlanul fizetendők meg. Ha a terhelések valóban megkövetelik a 6061-T6-ot, a tervezésnek el kell viselnie a fentebb leírt hajlítási sugarakat és varratzóna-szilárdságveszteséget.

Ellenőrizze a költség- és elérhetőségi feltételezéseket az árajánlatkérés kiadása előtt

Csak a költségkülönbség iránya rögzített: a 5052 általában alacsonyabb egységköltségű fontonként, mint a 6061¹⁸. Egyetlen ötvözetre sem állnak rendelkezésre fontonként vagy négyzetlábonkénti adatok a releváns vastagságokra és mennyiségekre, így a beszerzőnek mindkét ötvözetet a beszállítóval kell áraztatnia, százalékot feltételezni nem szabad.

Az alábbi ellenőrzések lefedik, amit a források alátámasztanak és amit nem.

Ahol a források a 6061-T6 hajlítási sugáráról ellentétesek

A 6061-T6 minimális hajlítási sugara az az érték, amelyet a beszerző egyetlen forrásból nem vehet át. A közölt értékek 1.0x-től 5x anyagvastagságig terjednek, és a konkrét érték a keménységi állapottól, a vastagságtól és a hajlítási szögtől függ.

Mivel irányadó szabvány nincs hivatkozva, a rajz olyan sugarat adjon meg, amelyet a lemezfeldolgozó megerősít, hogy betartani tudja, a beszerző pedig ellenőrizze, melyik érték érvényes a tényleges vastagságra és hajlítási szögre.

What the sources do not establish

• Nincsenek számszerűsített költségadatok (fontonként vagy négyzetlábonként) a 5052 és 6061 lemezre konkrét vastagságokban és mennyiségekben.
• Nincs konkrét elérhetőségi vagy átfutási idő adat a 5052 és 6061 lemezre a szükséges vastagságokban és keménységi állapotokban, általános kijelentéseken túl.
• Nincs számszerűsített korróziós sebesség vagy bevonat-igény küszöb légköri vagy tengeri környezetre.
• Nincs a 5052 és 6061 közötti hajlítási ráhagyás vagy szerszámkopás adat.
• Nincs minimális hajlítási sugarakra vagy varratzóna-szilárdság megmaradási értékekre hivatkozott irányadó szabvány vagy hiteles műszaki forrás.
• A 6061 hegesztés utáni hőkezelésének költsége vagy ütemterv-hatása nincs számszerűsítve.