คุณสมบัติทางกายภาพของอะลูมิเนียม 6061

พิมพ์อลูมิเนียม 6061เป็นอะลูมิเนียมอัลลอยด์ 6xxx ซึ่งมีส่วนผสมที่ใช้แมกนีเซียมและซิลิคอนเป็นองค์ประกอบการผสมหลัก ตัวเลขตัวที่สองระบุระดับการควบคุมสิ่งเจือปนสำหรับอะลูมิเนียมฐาน เมื่อตัวเลขตัวที่สองนี้คือ "0" แสดงว่าโลหะผสมส่วนใหญ่นั้นเป็นอะลูมิเนียมเชิงพาณิชย์ซึ่งมีระดับสิ่งเจือปนอยู่ และไม่จำเป็นต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษเพื่อควบคุมให้เข้มงวดขึ้น ตัวเลขตัวที่สามและสี่เป็นเพียงตัวระบุโลหะผสมแต่ละชนิด (โปรดทราบว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์ 1xxx ไม่ใช่กรณีนี้) องค์ประกอบที่ระบุของอะลูมิเนียมประเภท 6061 คือ 97.9% Al, 0.6% Si, 1.0%Mg, 0.2%Cr และ 0.28% Cu ความหนาแน่นของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 คือ 2.7 g/cm3 อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 สามารถอบชุบด้วยความร้อน ขึ้นรูปง่าย เชื่อมได้ และต้านทานการกัดกร่อนได้ดี

คุณสมบัติทางกล

คุณสมบัติทางกลของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการให้ความร้อน หรือทำให้แข็งแกร่งขึ้นโดยใช้กระบวนการแบ่งเบาบรรเทา โมดูลัสความยืดหยุ่นของมันคือ 68.9 GPa (10,000 ksi) และโมดูลัสแรงเฉือนของมันคือ 26 GPa (3770 ksi) ค่าเหล่านี้วัดความแข็งของโลหะผสมหรือความต้านทานต่อการเสียรูป คุณสามารถดูได้ในตารางที่ 1 โดยทั่วไป โลหะผสมนี้เชื่อมต่อได้ง่ายด้วยการเชื่อมและเปลี่ยนรูปเป็นรูปร่างที่ต้องการส่วนใหญ่ได้อย่างง่ายดาย ทำให้เป็นวัสดุการผลิตที่หลากหลาย

ปัจจัยสำคัญสองประการในการพิจารณาคุณสมบัติทางกลคือความแข็งแรงของผลผลิตและความแข็งแกร่งสูงสุด ความแข็งแรงของครากจะอธิบายถึงปริมาณความเครียดสูงสุดที่จำเป็นในการเปลี่ยนรูปร่างอย่างยืดหยุ่นของชิ้นส่วนในรูปแบบการรับน้ำหนักที่กำหนด (แรงดึง แรงอัด การบิด ฯลฯ) ในทางกลับกัน ความแข็งแกร่งสูงสุดนั้นอธิบายถึงปริมาณความเค้นสูงสุดที่วัสดุสามารถทนต่อได้ก่อนที่จะแตกหัก (ผ่านพลาสติกหรือการเสียรูปถาวร) อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 มีความต้านทานแรงดึงสูงสุดที่ 276 MPa (40000 psi) และความต้านทานแรงดึงสูงสุดที่ 310 MPa (45000 psi) ค่าเหล่านี้สรุปไว้ในตารางที่ 1

แรงเฉือนคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานแรงเฉือนของฝ่ายตรงข้ามตามแนวระนาบ เช่นเดียวกับที่กรรไกรตัดกระดาษ ค่านี้มีประโยชน์ในการใช้งานเชิงบิด (เพลา แท่ง เป็นต้น) ซึ่งการบิดสามารถทำให้เกิดความเค้นเฉือนบนวัสดุประเภทนี้ได้ ความต้านทานแรงเฉือนของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 คือ 207 MPa (30000 psi) และค่าเหล่านี้สรุปไว้ในตารางที่ 1

ความแข็งแรงของความล้าคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกหักภายใต้แรงกดแบบวนรอบ โดยที่แรงกดเล็กน้อยจะถูกจ่ายให้กับวัสดุซ้ำๆ เมื่อเวลาผ่านไป ค่านี้มีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่ชิ้นส่วนต้องผ่านรอบการโหลดซ้ำๆ เช่น เพลาหรือลูกสูบของยานพาหนะ ความแข็งแรงเมื่อยล้าของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 คือ 96.5 Mpa (14000 psi) ค่าเหล่านี้สรุปไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1: สรุปคุณสมบัติทางกลของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061

ความต้านทานการกัดกร่อน

เมื่อสัมผัสกับอากาศหรือน้ำ อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 จะก่อตัวเป็นชั้นออกไซด์ซึ่งทำให้ไม่ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนกับโลหะที่อยู่ด้านล่าง ปริมาณความต้านทานการกัดกร่อนขึ้นอยู่กับสภาวะบรรยากาศ/น้ำ อย่างไรก็ตามภายใต้อุณหภูมิแวดล้อม โดยทั่วไปผลกระทบจากการกัดกร่อนจะไม่สำคัญในอากาศ/น้ำ สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือเนื่องจากมีทองแดงอยู่ที่ 6061 จึงมีความทนทานต่อการกัดกร่อนน้อยกว่าโลหะผสมประเภทอื่นเล็กน้อย (เช่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ 5052ซึ่งไม่มีทองแดง) 6061 ต้านทานการกัดกร่อนจากกรดไนตริกเข้มข้น รวมถึงแอมโมเนียและแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ได้ดีเป็นพิเศษ

การใช้งานอลูมิเนียมประเภท 6061

อลูมิเนียมประเภท 6061 เป็นหนึ่งในโลหะผสมอลูมิเนียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ความสามารถในการเชื่อมและการขึ้นรูปทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไปหลายประเภท อัลลอยด์ชนิด 6061 มีความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนสูง มีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานด้านสถาปัตยกรรม โครงสร้าง และยานยนต์ รายการการใช้งานมีรายละเอียดครบถ้วน แต่การใช้งานหลักบางประการของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 ได้แก่:

• ชุดเชื่อม
• เฟรมมารีน
• เครื่องบินและเฟรมรถบรรทุก
• อุปกรณ์เคมี
• ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
• เฟอร์นิเจอร์
• รัด
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
• อ่างความร้อน