La aleación de aluminio 6061 ( designación A96061 del Sistema de Numeración Unificada (UNS) ) es una aleación de aluminio endurecida por precipitación que contiene magnesio y silicio como principales elementos de aleación . Originalmente llamada "Aleación 61S", fue desarrollada en 1935. [2] Tiene buenas propiedades mecánicas, exhibe buena soldabilidad y se extruye muy comúnmente (segundo en popularidad sólo después del 6063 ). [3] Es una de las aleaciones de aluminio más comunes para uso general.
Comúnmente está disponible en grados pretemplados como 6061-O (recocido), grados templados como 6061-T6 (solucionado y envejecido artificialmente) y 6061-T651 (solucionado, estirado sin tensiones y envejecido artificialmente).
6061 Composición de la aleación de aluminio en masa: [4]
Las propiedades mecánicas del 6061 dependen en gran medida del temple o tratamiento térmico del material. [5] El módulo de Young es 69 GPa (10.000 ksi) independientemente del temperamento. [6]
El 6061 recocido (revenido 6061-O) tiene una resistencia máxima a la tracción máxima de no más de 150 MPa (22 ksi), [7] [8] y un límite elástico máximo de no más de 83 MPa (12 ksi) [7] o 110 MPa (16 ksi). [8] El material tiene un alargamiento (estiramiento antes de la falla final) del 10 al 18%. Para obtener la condición de recocido, la aleación generalmente se calienta a 415 °C durante 2 a 3 horas. [9]
El templado T4 6061 tiene una resistencia máxima a la tracción de al menos 180 MPa (26 ksi) [8] o 210 MPa (30 ksi) [7] y un límite elástico de al menos 110 MPa (16 ksi). Tiene un alargamiento del 10-16%.
El templado T6 6061 ha sido tratado para proporcionar el máximo endurecimiento por precipitación (y por lo tanto el máximo límite elástico) para una aleación de aluminio 6061. Tiene una resistencia máxima a la tracción de al menos 290 MPa (42 ksi) y un límite elástico de al menos 240 MPa (35 ksi). Los valores más típicos son 310 MPa (45 ksi) y 270 MPa (39 ksi), respectivamente. [10] Esto puede exceder el límite elástico de ciertos tipos de acero inoxidable . [11] En espesores de 6,35 mm (0,250 in) o menos, tiene un alargamiento del 8% o más; en secciones más gruesas tiene un alargamiento del 10%. El templado T651 tiene propiedades mecánicas similares. El valor típico de conductividad térmica para 6061-T6 a 25 °C (77 °F) es de alrededor de 152 W/m·K. El límite de fatiga bajo carga cíclica es de 97 MPa (14 ksi) para 500 000 000 de ciclos completamente invertidos utilizando un RR Moore estándar máquina de prueba y muestra. [12] Tenga en cuenta que el aluminio no exhibe una "rodilla" bien definida en su curva SN , por lo que existe cierto debate sobre cuántos ciclos equivalen a "vida infinita". También tenga en cuenta que el valor real del límite de fatiga para una aplicación puede verse afectado drásticamente por los factores de reducción convencionales de carga, pendiente y acabado superficial.
Diferentes tratamientos térmicos del aluminio controlan el tamaño y la dispersión del Mg
2El Si precipita en el material. Los tamaños de los límites de grano también cambian, pero no tienen un impacto tan importante en la resistencia como los precipitados. Los tamaños de los granos pueden cambiar órdenes de magnitud según la tensión y pueden tener granos tan pequeños como unos pocos cientos de nanómetros, pero normalmente tienen entre unos pocos micrómetros y cientos de micrómetros de diámetro. Fases secundarias de hierro, manganeso y cromo ( Fe
2Si
2Alabama
9, (Fe, Mn, Cr)
3sial
12) a menudo se forman como inclusiones en el material. [13]
Los tamaños de grano en las aleaciones de aluminio dependen en gran medida de las técnicas de procesamiento y del tratamiento térmico. Diferentes secciones transversales del material sometido a tensión pueden provocar diferencias de orden de magnitud en el tamaño del grano. [14] Algunas aleaciones de aluminio especialmente procesadas tienen diámetros de grano de cientos de nanómetros, [15] pero la mayoría oscila entre unos pocos micrómetros y cientos de micrómetros. [dieciséis]
6061 se usa comúnmente para lo siguiente:
6061-T6 se utiliza para:
6061 es altamente soldable, por ejemplo mediante soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) o soldadura con gas inerte de metal (MIG). Normalmente, después de soldar, las propiedades cercanas a la soldadura son las del 6061-T4, una pérdida de resistencia de alrededor del 40%. El material se puede volver a tratar térmicamente para restaurar un temperamento cercano a -T6 en toda la pieza. Después de soldar, el material puede envejecer naturalmente y también recuperar parte de su resistencia. La mayor parte de la fuerza se recupera en los primeros días a algunas semanas. Sin embargo, el Manual de diseño de aluminio (Aluminium Association) recomienda que la resistencia de diseño del material adyacente a la soldadura sea de 165 MPa/24000 PSI sin un tratamiento térmico adecuado después de la soldadura. El material de relleno típico es 4043 o 5356.
6061 es una aleación utilizada en la producción de extrusiones : formas estructurales largas de sección transversal constante producidas empujando metal a través de una matriz moldeada .
Estampación en frío y en caliente
La lámina 6061 en condición T4 se puede formar con ductilidad limitada en estado frío. Para embutición profunda y formas complejas, y para evitar la recuperación elástica, se puede utilizar un proceso de estampado en caliente de aluminio (Hot Form Quench), que forma una pieza en bruto a una temperatura elevada (~ 550 C) en una matriz enfriada, dejando un parte en condición de temple W antes del envejecimiento artificial al estado de resistencia total T6.
6061 es una aleación adecuada para forjado en caliente . El tocho se calienta a través de un horno de inducción y se forja mediante un proceso de matriz cerrada. Esta aleación en particular es adecuada para forjados con matriz abierta. Las piezas de automóviles, piezas de vehículos todo terreno y piezas industriales son solo algunos de los usos de la forja. El aluminio 6061 se puede forjar en barras, anillos, bloques, discos y espacios en blanco, huecos y husillos planos o redondos. 6061 se puede forjar en formas especiales y personalizadas. [25]
6061 no es una aleación que se funde tradicionalmente debido a su bajo contenido de silicio que afecta la fluidez en la fundición. Se puede fundir adecuadamente utilizando un método de fundición centrífuga especializado . El 6061 fundido centrífugamente es ideal para aplicaciones de anillos y manguitos más grandes que superan las limitaciones de la mayoría de las ofertas forjadas. [26]
Tabla equivalente de aluminio 6061 [27]
En las siguientes normas se analizan las diferentes formas y estados de la aleación de aluminio 6061: [28]
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