6061 Placa de forja de aluminio ultra grueso

6061 Placa de forja de aluminio ultra grueso

6061 La aleación de aluminio tiene alta resistencia a la tracción y resistencia al rendimiento, así como una buena alargamiento en el descanso, que exhibe excelentes propiedades mecánicas integrales. Baja densidad, con buenas propiedades livianas. Tiene buena plasticidad y dureza, fácil de procesar y dar forma. Sin tendencia a la corrosión por estrés, excelente soldadura.

1. Composición de material y proceso de fabricación

 

6061 aluminum alloy (ASTM B209, AMS 4025) is a heat-treatable Al-Mg-Si alloy engineered for versatility and excellent mechanical properties. Ultra-thick forged plate variants (>150 mm) ofrecen una integridad estructural excepcional a través de la fabricación especializada:

Química de aleación:

Magnesio (mg): 0. 8-1. 2% (precipitación mg₂si)

Silicon (Si): 0. 4-0. 8% (formación mg₂si)

Cobre (cu): 0. 15-0. 40% (fortalecimiento)

Cromium (cr): 0. 04-0. 35% (resistencia a la corrosión)

Material base:

Aluminio (AL): mayor o igual a 97.5% (saldo)

Impurezas controladas:

Hierro (Fe): menor o igual a 0. 7% max

Zinc (zn): menor o igual a 0. 25% max

Titanium (ti): menor o igual a 0. 15% max

Manganeso (mn): menor o igual a 0. 15% max

Proceso avanzado de forjado ultra de espesor:

Casting de lingoteo: lingotes 7000-12000} kg premium.

Inspección previa a la homogeneización: pruebas ultrasónicas al nivel A

Homogeneización: 580-590 grado para 24-36 horas (temperatura central controlada)

Scalping: mecanizado de superficie para eliminar la zona de segregación

Precaliente: calentamiento por etapas a 450-470 grado con uniformidad de ± 5 grados

Forjeo de mordaza abierta:

Deformación multidireccional

10, 000-15, 000 tonelada de prensa hidráulica

Relación de deformación 3: 1 mínimo

Recocido intermedio: 410 grados para 6-8 horas cuando es necesario

Tratamiento térmico de solución: 530-550 grado para 2-5 horas (dependiente del espesor)

Apagado de precisión: enfriamiento de polímero con velocidad de enfriamiento controlada 45-90 grado /min

Enderezado: prensa hidráulica con carga distribuida

Envejecimiento artificial: T6 o T651 temperamento a 170-190 grado para 8-12 horas

Documentación de calidad completa con trazabilidad de fundición a producto.

 

 

2. Propiedades mecánicas de la placa forjada ultra espesorDescripción de los productos

 

Propiedad

Mínimo

Típico

Estándar de prueba

Importancia para las secciones ultra espesas

Resistencia a la tracción definitiva

290 MPA

310-330 MPA

ASTM B557

Mantenido a través de la sección transversal completa

Resistencia de rendimiento (0. 2% de compensación)

240 MPa

260-280 MPA

ASTM B557

Menos del 10% de núcle de variación a la superficie

Alargamiento (2 pulgadas)

8%

10-14%

ASTM B557

Crítico para la ductilidad de la sección gruesa

Resistencia al corte

170 MPa

180-210 MPA

ASTM B769

Parámetro de diseño de la junta para conexiones atornilladas

Fuerza de soporte (e/d {{0}}. 0)

430 MPA

450-480 MPA

ASTM E238

Rendimiento del agujero del sujetador

Fuerza de fatiga (10 ⁷)

95 MPa

100-120 MPA

ASTM E466

Resistencia de carga cíclica a largo plazo

Dureza (Brinell)

95 HB

95-105 HB

ASTM E10

Menor o igual a 5% de variación a través del grosor

Hardedad de la fractura (K₁C)

29 MPA√m

32-37 mpa√m

ASTM E399

Crítico para la tolerancia al daño

Reducción de espesor

6% mínimo

8-12%

ASTM E8

Ductilidad de la dirección z

 

Direccionalidad (proporciones típicas):

L vs. LT: Menos o igual a 1.05: 1 Relación de resistencia a la tracción

L vs. ST: Menos o igual a 1.10: 1 Relación de resistencia a la tracción

Core versus superficie: menor o igual a 1.08: 1 Relación de resistencia al rendimiento

 

 

3. Control de microestructura de forja ultra espordeDescripción de los productos

 

Procesamiento específico de grosor:

Distribución de deformación:

Compresión de fragua multiexial

Reducción mínima del 25% en el pase final

Control de temperatura constante a través de la sección

Gestión de la tasa de extinción:

Concentración de polímeros: 12-18%

Velocidad de agitación: 2. 5-3. 5 m/s

Control de aumento de temperatura:<15°C max

Mitigación de gradiente térmico:

Isotérmico se mantiene a temperaturas críticas

Monitoreo de la temperatura del núcleo durante el procesamiento

Velocidad de enfriamiento controlada: 60-80} grado /min superficie, 40-55 grado /min núcleo

Características microestructurales:

Tamaño de grano: ASTM 4-6 (40-70 μm)

Recrystallization: >85% de estructura recristalizada

Distribución de precipitados:

Mg₂si primario: 0. 5-2 μm

"Agujas: 4-8 nm de diámetro

Q-fase y fase b'-fase controlada

Densidad dispersoidea: 1-3 × 10⁶/mm²

Textura: cubo modificado con anisotropía reducida

Calificación de inclusión: menor o igual a 0. 5 por ASTM E45

Variación máxima del tamaño del grano: 2 números ASTM a través del grosor

 

 

4. Especificaciones y tolerancias dimensionales

 

Parámetro

Rango estándar

Tolerancia de precisión

Tolerancia comercial

Espesor

150-500 mm

± 3 mm

± 5 mm

Ancho

1000-3500 mm

± 5 mm

± 8 mm

Longitud

2000-12000 mm

+15/-0 mm

{0}/{1} mm

Llanura

N/A

0. 15% de longitud

0. 30% de longitud

Paralelismo

N/A

0. 5% del grosor

1. 0% del grosor

Rectitud de borde

N/A

1 mm/1000 mm

2 mm/1000 mm

Aspereza de la superficie

N/A

6.3 μm de ra max

12.5 μm de ra max

 

Parámetros especializados:

Subsidio de mecanizado: 15 mm por lado recomendado

Alivio del estrés: requerido antes del mecanizado de precisión

Pruebas ultrasónicas: inspección 100% volumétrica

Densidad: 2.7 0 g/cm³ (± 0.01 g/cm³)

Fórmula de peso: espesor (mm) × ancho (m) × longitud (m) × 2. 70=peso (kg)

Peso máximo de una sola pieza: 25, 000 kg

 

 

5. Tratamiento térmico y optimización de la propiedad

 

Designación de temperamento

Proceso

Aplicaciones

Propiedades clave

T651

Solución tratada, estrés aliviado por estiramiento (1. 5-3%), envejecimiento artificial

Aeroespacial primario, defensa, fabricación de moldes

Resistencia máxima con buena resistencia a la corrosión de estrés

T6511

Solución tratada, estrés aliviado por estiramiento (controlado), envejecido artificialmente

Componentes estructurales críticos, piezas de precisión

Excelente estabilidad dimensional con alta resistencia

T6510

Solución tratada, alivio del estrés mínimo, envejecido artificialmente

Geometrías complejas, componentes del puente

Propiedades equilibradas con distorsión minimizada

T73

Solución tratada, en exceso

Servicio de alta temperatura, aplicaciones críticas de corrosión de estrés

Resistencia a la corrosión del estrés superior, estabilidad térmica

Parámetros de tratamiento térmico de solución:

Temperatura: 530-550 grado

Tiempo: 25 min/pulgada de espesor (mínimo 2 horas)

Uniformidad de temperatura: ± 5 grados Variación máxima

Retraso de enfriamiento:<15 seconds maximum

Equipo de transferencia: accesorios de manejo especializados

Opciones de envejecimiento artificial:

Ciclo t6: 175-185 grado para 8-10 horas

Ciclo T651: 175-185 grado para 6-8 horas

Ciclo T73: Dual Stage (175 grados /4HR + 215 Grado /8hr)

 

 

6. Características de mecanizado y fabricación

 

Operación

Material de herramienta

Parámetros recomendados

Notas para una placa ultra gruesa

Molienda pesada

Insertos de carburo

VC =300-700 m/min, fz =0. 15-0. 25 mm

Preferido de fresado

Perforación de agujeros profundos

Taladros de carburo

VC =60-120 m/min, fn =0. 15-0. 30 mm/rev

Se requiere ciclo de picotaje

Aburrido

Herramientas de PCD

VC =500-1000 m/min

Barras aburridas húmedas esenciales

Molienda

Fábricas de carburo

VC =350-800 m/min

Geometría de rastrillo positivo alto

Toque

Tapas HSS-E-PM

VC =15-30 m/min

H-Limits preferidos

Aserradura

Con punta de carburo

40-60 m/min, 2-3 dientes comprometidos

Obligatorio de enfriamiento de inundaciones

 

Consideraciones especiales:

Manejo de estrés residual: libere el 75% de las acciones antes del mecanizado final

Ajuste: fuerza de sujeción distribuida para evitar la distorsión

Compromiso de la herramienta: máximo 60% de diámetro de cortador de ancho de corte

Refrigerante: barra de alta presión (70+} para características profundas

Mecanizado pesado: máxima profundidad de 5 mm de corte por paso

Generación de calor: monitorear la temperatura de la pieza de trabajo durante el mecanizado

Evacuación de chips: crítica para molienda de bolsillo profundo

 

 

7. Resistencia a la corrosión y tratamientos de superficie

 

Ambiente

Actuación

Método de protección

Expectativa de vida útil

Atmósfera industrial

Muy bien

Anodizante Tipo II/III

15-20+ años

Ambiente marino

Bien

Conversión de cromato + pintura

10-15+ años

Agua dulce

Excelente

Se necesita protección mínima

30+ años

Procesamiento químico

Justo a bueno

PTFE Anodize impregnado

Aplicación específica

Temperatura alta

Justo

Recubrimientos a alta temperatura

5-10+ años

Servicio enterrado

Muy bien

Recubrimientos bituminosos

40+ años

 

Opciones de tratamiento de superficie:

Anodizante:

Tipo II: 10-25 μm de espesor

Tipo III (duro): 25-75 μm de espesor

Opciones impregnadas de PTFE

Recubrimientos de conversión:

Conversión de cromato (MIL-DTL -5541)

Tratamientos de cromo trivalentes

Alternativas no controladas (basadas en TI/ZR)

Sistemas de pintura:

Imprimación epoxi + top -topcoat de poliuretano

Revestimiento en polvo (190-210 cura de grado)

Recubrimientos industriales altos sólidos

Preparaciones de superficie especiales:

Mecánico: Grit Blast SA 2.5

Químico: grabado ácido y desmut

Texturización láser para aplicaciones especializadas

 

 

8. Propiedades físicas para el motor de diseño

 

ering

Propiedad

Valor

Importancia en aplicaciones ultra de espesor

Densidad

2.70 g/cm³

Cálculo de peso para componentes grandes

Rango de fusión

582-652 grado

Limitaciones de alivio del estrés

Conductividad térmica

167 W/m·K

Disipación de calor en masas grandes

Conductividad eléctrica

43% IACS

Aplicaciones de protección de EMI

Calor específico

896 j/kg · k

Inercia térmica en el procesamiento

Expansión térmica

23.6 ×10⁻⁶/K

Expansión diferencial en asambleas

Módulo de Young

68.9 GPA

Rigidez en aplicaciones estructurales

Ratio de Poisson

0.33

Cambios dimensionales bajo carga

Capacidad de amortiguación

0.008-0.01

Características de vibración

Difusividad térmica

69 mm²/s

Procesamiento de la tasa de transferencia de calor

 

9. Protocolos de control y prueba de calidad

 

Protocolo de prueba obligatorio:

Análisis químico: espectroscopía de emisión óptica

Prueba mecánica:

Prueba de tracción (superficie, t/4, posiciones T/2)

Encuesta de dureza (transversal y longitudinal)

Evaluación no destructiva:

Inspección ultrasónica por AMS-STD -2154 Clase A

Inspección de penetrantes de superficies críticas

Evaluación metalúrgica:

Medición del tamaño del grano por ASTM E112

Calificación de inclusión por ASTM E45

Análisis microestructural para la distribución de precipitados

Inspección dimensional:

Verificación CMM de dimensiones críticas

Escaneo láser para la precisión del perfil

Mapeo de espesor en puntos de cuadrícula definidos

Paquete de certificación:

Informe de prueba de material (EN 10204 Tipo 3.1/3.2)

Certificado de composición química

Certificación de propiedad mecánica

Registros de la tabla de tratamiento térmico

Informes de NDT y criterios de aceptación

Informes de inspección dimensionales

Documentación de trazabilidad (derretir al producto)

Declaraciones de cumplimiento (ROHS, alcance, etc.)

 

 

10. Aplicaciones y manejo industriales

 

Aplicaciones principales:

Componentes estructurales aeroespaciales

Plataformas del sistema de defensa

Equipo de fabricación de semiconductores

Bases de molde de inyección de plástico

Puentes elementos estructurales

Componentes de la industria nuclear

Marcos de transporte pesado

Bases estructurales de la máquina herramienta

Rollos de respaldo de la fábrica rodante

Elementos de fijación de alta resistencia

Protocolo de manejo de materiales:

Requisitos de elevación:

Sistema mínimo de elevación de puntos 4-

Barras de depósito obligatorias

Ángulo máximo de la eslinga: 60 grados desde horizontal

Capacidad de elevación: factor de seguridad de 3: 1

Condiciones de almacenamiento:

Almacenamiento en interiores recomendado

Soporte a intervalos mínimos de 300 mm

Limitación de altura de apilamiento: 1,5 m máximo

Evite el contacto directo con metales diferentes

Transporte:

Asegurar con flejes no metálicos

Materiales de amortiguación de vibraciones

Protección de borde obligatoria

Protección de humedad durante el tránsito

Preparación de mecanizado:

Estabilización de temperatura: 24 horas mínimo

El alivio del estrés recomendado antes del mecanizado crítico

Plan de eliminación de material secuencial

Ajuste de la fuerza de sujeción progresiva

 

 

11. Consideraciones de diseño para secciones ultra espesas

 

Factores de diseño estructural:

Optimización del módulo de sección:

Utilice una ventaja de grosor total para la resistencia a la flexión

Rendimiento equivalente de haz I con peso reducido

Considere las estructuras web internas en secciones muy gruesas

Selección de sujetadores:

Distancia mínima del borde: 2 × diámetro del perno

Compromiso de rosca recomendada: 1.5 × diámetro de perno

Especificaciones de par: 65-75% de los valores de acero estándar

Utilización de resistencia a la carga de hasta 480 MPa

Gestión térmica:

Permitir una expansión térmica de 2.36 mm por metro por 100 grados

Juntas de expansión de diseño para estructuras grandes

Considere los gradientes térmicos durante la soldadura

Carga dinámica:

Límite de resistencia de fatiga aproximadamente 100 MPa

Aplicar factores de concentración de estrés en la fase de diseño

Peening para superficies críticas de fatiga

Estrategias de reducción de peso:

Molienda de bolsillo de áreas no críticas

Distribución de grosor selectivo

Estructuras híbridas con elementos compuestos

Optimización de topología para

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