Proč T6 Temper omezuje ohebnost
Označení T6 znamená, že materiál byl tepelně zpracován roztokem, kalen a poté uměle stárnut na maximální pevnost. Ve slitině 6061 je postup stárnutí, který produkuje T6, obecně precipitační zpracování při přibližně 175 °C po dobu 8 hodin, podle pokynů pro tepelné zpracování tvářených hliníkových slitin v ASTM B918/B918M. Během stárnutí se v zrnech tvoří jemné sraženiny Mg2Si a zvyšují mez kluzu na asi 276 MPa s pevností v tahu kolem 310 MPa. Kompromisem-je snížení prodloužení dostupného před zlomením na zhruba 10 až 12 procent v typických publikovaných datech.
Ohýbání koncentruje plastické napětí na vnější straně ohybu. Když požadavek na místní napětí na tomto povrchu překročí zbývající prodloužení materiálu, iniciuje se trhlina. Ve špičkovém-věku 6061 je rozpětí mezi napětím způsobeným těsným ohybem a napětím, které může materiál absorbovat, malé, takže poruchy nejsou postupné - součást se buď vytvoří čistě, nebo se zlomí. Několik mechanismů to zhoršuje: mikrostruktura T6-rychle tvrdne, takže napětí se lokalizuje místo distribuce; hrubé částice složky působí jako místa iniciace trhlin; a v tlustší desce se sekce jednoduše nemůže ohnout na malý poloměr bez ohledu na slitinu.
Tvarovací chování slitinou a temperováním
Níže uvedená tabulka uvádí tvarovací charakteristiky alternativ běžně zvažovaných, když návrh vyžaduje ohyb.
| Materiál | Pevnost v tahu (typická) | Mez kluzu (typická) | Prodloužení (typické) | Hodnocení tváření |
|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 310 MPa | 276 MPa | 10 až 12 % | Chudý; praskání při malých poloměrech |
| 6061-T4 | 241 MPa | 145 MPa | asi 16 % | Dobrý; pak věk do T6 |
| 6061-O | asi 115 MPa | asi 48 MPa | asi 25 % | Vynikající pro těžké tvarování |
| 5052-H32 | 228 MPa minimálně | 193 MPa minimálně | asi 12 % | Dobrý; standardní volba pro ohýbání plechů |
| 5052-O | asi 195 MPa | asi 90 MPa | asi 25 % | Vynikající |
| 3003-H14 | asi 152 MPa | asi 145 MPa | asi 8 % | Mírný; potřebný velký rádius |
| 6063-T5 / T6 | asi 186 až 241 MPa | asi 145 až 214 MPa | asi 8 až 12 % | Široce se používá pro ohýbání trubek |
Minimální hodnoty teplot uvedených v ASTM B209/B209M nebo ASTM B221 musí být převzaty z produktové normy a certifikátu mlýna pro aktuální šarži; zde uvedené údaje jsou typické publikované hodnoty pouze pro výběrové práce. Všimněte si, že 5052-H32 má vyšší mez kluzu než 6061-T4, přičemž zůstává mnohem lépe tvarovatelný, což je důvod, proč dominuje tvářenému plechu.
Praktické minimální poloměry ohybu
Vedení poloměru ohybu je spíše dílenskou praxí než jediným publikovaným číslem, protože dosažitelný poloměr závisí na tloušťce, směru zrna, stavu nástroje a povolené úrovni značení povrchu. Následující rozsahy odrážejí běžnou praxi pro ohyb 90 stupňů v příčném směru, kde T je tloušťka materiálu.
U 6061-T6 je vnitřní poloměr pod asi 2,5T až 4T vysokým rizikem a mnoho výrobců jej odmítá ohnout pod 3T. Pro 6061-T4 je praktický rozsah asi 1,5T až 2T. Pro 5052-H32 asi 1,0T až 1,5T. Pro 5052-O asi 0,5T. Pro 3003-H14 asi 0,5T až 1T.
Čtyři pravidla snižují riziko praskání bez ohledu na slitinu. Ohněte se napříč směrem odvalování, ne s ním. Odstraňte otřepy a tam, kde je to možné, vyleštěte linii ohybu, protože střižená hrana je spouštěčem trhlin. Použijte poloměr děrovací hlavy, který odpovídá poloměru tažení, spíše než se spoléhat na otvor matrice. A udržujte oblast ohybu bez hlubokých škrábanců a otisků, které fungují jako koncentrátory napětí.
Formulář-Potom{1}}Trasa věku
Pokud design vyžaduje pevnost 6061-T6 a také ohyby, přijatelným řešením je tvarování v měkčím stavu a následné stárnutí. Používají se dvě varianty. V prvním případě výrobce nakupuje roztokově tepelně zpracovaný a přirozeně stárnutý materiál 6061-T4, který je po praktickou dobu stabilní a tvarovatelný, formuje jej a poté uměle stárne na T6 při teplotě asi 175 C po dobu 8 hodin. Ve druhém řešení výrobce zpracovává materiál ve vlastní režii, formuje jej ve stavu po kalení, dokud je stále měkký, a poté stárne na T6. Druhá cesta poskytuje nejlepší tvarovatelnost, ale vyžaduje, aby tváření probíhalo v krátkém časovém úseku po kalení, typicky omezeném na hodiny, a aby díly byly chlazeny, pokud se operace zpozdí.
Je třeba počítat se dvěma efekty. Rozměrová změna při stárnutí je malá, ale měřitelná, takže díly s těsnou{1}}tolerancí by měly být ověřeny po cyklu stárnutí. A odpružení je větší u-pevnostních temperací, protože poměr modulu pružnosti k meze kluzu je vysoký, takže nástroje by měly být vyrobeny s kompenzací a ověřeny zkouškou.
Ověření ohybu a kontrola kvality
Přijetí ohybu by mělo být založeno spíše na zkoušce než na samotné vizuální kontrole. ASTM E290 popisuje standardní zkušební metody ohybu pro tažnost a ISO 7438 je ekvivalentní postup ohýbání kovových materiálů, přičemž GB/T 232 je srovnatelnou čínskou zkušební metodou. Obvyklou kontrolou výroby je ohnutí ohybu o 180 stupňů kolem určeného trnu s kontrolou vnějšího povrchu při dvojnásobném až trojnásobném zvětšení a první -test výrobku o jeden poloměr těsnější než výkres stanoví procesní rezervu. U eloxovaných nebo lakovaných dílů se flexibilita povlaku posuzuje samostatně metodou T-ohybu podle ASTM D4145, protože povlak může selhat, zatímco substrát zůstává pevný.
Často kladené otázky
Q:Lze 6061-T6 ohnout bez prasknutí?
Odpověď: Pouze s velkým vnitřním poloměrem, obecně 2,5T až 4T nebo více, as ohybovou linií příčnou ke směru válcování. Mnoho výrobců odmítá ohýbat 6061-T6 vůbec a místo toho specifikuje lépe tvarovatelnou slitinu.
Q:Která hliníková slitina by měla být použita místo 6061-T6 pro ohýbání?
A: 5052-H32 pro běžné opracování plechu, protože kombinuje užitečnou pevnost s dobrou tažností a odolností proti korozi, nebo 3003-H14 pro lehce zatížené díly. Pro ohýbání trubek je běžnou volbou 6063-T5.
Q:Lze 6061 ohnout a poté zestárnout na T6?
A: Ano. Toto je standardní praxe: zformujte díl ve stavu T4 nebo ihned po kalení ve stavu W, poté stárněte při teplotě asi 175 C po dobu 8 hodin, aby se dosáhlo pevnosti T6. Umožněte malé rozměrové změny během stárnutí.
Q:Proč 6061-T6 místo deformace praskne?
Odpověď: Vrcholové stárnutí zvyšuje mez kluzu na přibližně 276 MPa a zároveň snižuje dostupné prodloužení na zhruba 10 až 12 procent. Ohýbání vyžaduje větší napětí, než může materiál absorbovat při malých poloměrech, takže se spíše láme, než aby se progresivně poddával.
Q:Jak se ověřuje kvalita ohybu ve výrobě?
Odpověď: Testováním ohybu obalem podle ASTM E290 nebo ISO 7438, obvykle při 180 stupních kolem určeného trnu, plus zkouška s užším -poloměrem na prvním článku, aby se stanovila procesní rezerva.
Q:Ovlivňuje tloušťka materiálu ohýbatelnost?
A: Ano. Pro stejný poměr vnitřního poloměru k tloušťce se tlustší materiál chová podobně, ale dosažení malého absolutního poloměru u tlustého plechu vyžaduje mnohem větší nástrojové síly a je omezeno poměrem poloměru k tloušťce, nikoli samotnou slitinou.
