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6061與7075區別的完全分析

編輯: 東莞市駐發金屬材料有限公司 點擊: 時間:2015-11-26
6061與7075區別的完全分析
  6061與7075同屬于鋁合金,性能相近,但是區別又很大,6061是歸屬于6000系列鋁合金,而7075是歸屬于7000系列鋁合金。今天蘇州巨騰鋁業小編來為大家分析6061與7075的區別:
一、合金的成分:
  首先我們來介紹合金的定義。
  所謂的“合金”,是指兩種或兩種以上的金屬,加熱熔化后,合成一種新型態的金屬,而所謂的“鋁合金”,則是指使用鋁合其他金屬加熱熔化而成,并且鋁在合金中還要占有最高的比例。一般鋁合金成分的標示方式是采用4個阿拉伯數字來表示,它清楚載明了鋁合金內所含的各種金屬元素。其中第一位數字則是說明了鋁合金中,除了鋁元素以外,加入的最主要的金屬元素。其表示方式如:(各種不同鋁合金代號與其代表的加入合金中的金屬元素)
  數字     主要的合金元素:
  1XXX…… 鋁(Aluminum)最少估占99%以上
  2XXX…… 銅(Copper)
  3XXX…… 錳(Manganese)
  4XXX…… 矽(Silicon)
  5XXX…… 鎂(Magnesium)
  6XXX…… 鎂和矽
  7XXX…… 鋅(Zinc)
  8XXX…… 其他金屬元素
  在從2XXX到8XXX的數字群中,第二個數字表示了合金加工的方式,而最后二個數字,則是提供給在同一系列的族群中作為區別使用。
  每種不同的鋁合金,都是其適用的場合與限制,而在遙控模型的使用上,我們最?吹降,也是應用最廣的,當屬6061和7075這兩種規格,以下我們再針對此兩種作進一步說明。
  6061:在6061規格鋁合金中,鋁合金元素占了97.9%,鎂元素占了1%,矽元素占了0.6%另外還有加入了0.28%的銅與0.2%鉻(Chromium)。
  7075:在7075鋁合金中,主要的鋁和鋅金屬元素分別占了90%和5.6%,其他則是鎂元素占了2.5%,銅占了1.6%,鉻占了0.23%最后還有余數則是矽,錳,鈦…等金屬元素。
二、鋁合金強度測量的依據
  一般我們在測量金屬的強度時會有各種不同的方法,不過我們再次提出三種最常被使用的方式,來作為衡量鋁合金強度的依據。它分別是屈服力(Yield),剪切力(Shear)和張力(Tensile)而測量的單位則分別有英制的(KSI:每一平方英寸所能承受的千磅數(thousands of pounds persquare inch)與公制的(KN/m:每一平方米所能承受的千牛頓力)而為了統一起見本文以(KSI)為衡量的單位依據。
  所謂的“屈服力”是表示要破壞聚合物網狀結構最小的力。每個物體表面都是其所能承受的力量的限制,一暫超過此作用力時,物體就會開始變形,而失去其原本的形狀。而如果用我們一般較為熟悉的方式來解釋,一物體在單位面積上所能承受而且不使其產生變形的最小作用力,就是屈服力。而剪切力則是用來衡量物體所能承受來自于側面的撞擊力大小的依據,在遙控車上應用最廣的就是擺臂插銷的部分,使用剪切力越高的材質所制成的擺臂插銷,其所能承受的側面撞擊力就會越大,也較不易彎曲,變形。最后一項就是大家比較熟悉的張力,它是表示要物體拉到分開所需施于的最小力量,而張力有時也被稱為物體的極限強度(Ultimate strength)或最終強度。在此我們順便附上6061與7075的鋁合金強度測量的數據供您參考:
  鋁合金 屈服力     剪切力         張力
  代號 (Yield) (Shear) (Tensile)
  6065     7KSI         10KSI          13KSI
  7075   15KSI         22KSI          33KSI
  上表:6061與7075的各種強度測量數據。
  從上表中我們可以很清楚的看出,7075比起6061鋁合金而言,在各方面的測量數據都要明顯高出許多,而這主要是因為7075鋁合金中,鋁合金的含量比6061中含有的鋁還少了近8%所的緣故(6061中含有97.9%的鋁,而7075中則含有90%的鋁)。因為,純鋁是一項非常軟的金屬元素。
  金屬的韌度(Temper)采用合金的方式,可以改變金屬本身的特性,使其變成另外一種物理特性完全不同的材質。而除了合金外,另外一種可以用來提高金屬整體強度的方式,就是所謂的“熱處理”。一般我們常聽到的“淬火”就是“熱處理”的一種,它是讓金屬在經由高溫加熱后,再進行急速冷卻的方式來增加其強度。
三、6061、7075狀態分析:
  而一般用來說明金屬在經由“熱處理”后的特性,就是所謂的“韌度(Temper)”。一般描述金屬“韌度”的方式,是采用不同的英文字母縮寫來表示。在此我們列出幾種常見的英文字母所代表的意義供你參考:
  F:表示金屬在經過加工處理后(包括:冷加工、熱加工或鑄造成形)就不再施以特別處理。
  O:表示金屬再經過“退火(Annealed)”的處理過程,至最低要求的強度水準。而一般經由“退火”的目的,是希望能使加工硬化的機件再度軟化,并回復到要求的韌性,以增加材質的延展性與安定性,方便做更進一步的加工。
  W:指使用“固溶熱處理(Solution Treatment)”并經由“自然時效(Natural Aging)”的方式,來達到金屬硬化的目的。而此熱處理的方式,一般是使用在7XXX系列的鋁合金,以提高其硬度。
  H:表示經過加工變形的成品,這是一種不需要再經過額外熱處理的過程,而能夠提高材質本身強度的一種方式。
  T:比上述的“F”、“O”或“H”等,更能強化材質韌性的一種熱處理方式。
  而一般再“T”的字母后,都會再跟一個或一個以上的數字。如我們常聽到的“T6”就是其中一種。
  上述中的“固溶熱處理”與“自然時效”都是硬化熱處理的一種,而一般實用的析出硬化熱處理程序,通常都會包括:固溶熱處理、淬火與時效處理(Aging Treatment)三種步驟。所謂的“固溶熱處理”是指將合金內的材料完全升溫到金屬熔解,以便讓所有溶質全部溶入在一起的過程;而“淬火”則是指將“固溶熱處理后”的材料,迅速冷卻以便獲得更大的硬度的過程。而“時效處理”則將“淬火”處理后的物體,放置在恒溫的狀態下,使其內部結構逐漸發生變化,并產生細致的析出物,而造成性質上的變化。此恒溫若是在室溫的狀態下,則稱為“自然時效”;而若在高溫爐中進行,則稱之為“人工時效”。
  在所有的遙控模型的應用上,我們?煽吹讲捎“T6”熱處理的鋁合金。如果是使是“T6061-T6”熱處理的鋁合金,甚至可以讓原本6061的材質,擁有比7075鋁合金更高的“屈服力”與“張力”(參考下表),不過在“剪貼力方面,則比7075還低。因此,在采用“T6”熱處理后,將可大幅度提升鋁合金的“屈服力”與“張力”,但相對在“剪切力”的增加幅度則較小,而這種熱處理的的技術,同樣都適用在6061與7075的材質上。
  鋁合金代號 屈服力(Yield) 剪切力(Shear) 張力(Tensile)
  6061               7KSI                   10KSI                  13KSI
  7075               15KSI                  22KSI                  33KSI
  6061—T6             31KSI                 17KSI                  35KSI
  7075--T6             73KSI                  48KSI                 83KSI
  上表:在采用“T6”級熱處理后,所得到的各種衡量強度的數據。
四、更進一步了解7075-T6
  在上述中,我們說明了將6061鋁合金材質,在使用“T6”級熱處理后所得到的各種強度測量數據,而對于采用“T6”級熱處理的7075而言,又會有怎樣驚人的表現呢?
  如上列的表三所示,對于7075――T6而言,在“屈服力”上提升到將近原本未經熱處理前的五倍(15KSI→73KSI),而“張力”也提升了約二倍半(33KSI→83KSI),二更令人驚訝的則是在“剪切力”方面。對于6061-T6而言,僅提升了7KSI(10KSI→17KSI),為原本的70%;而在7075-T6上,則是從22KSI提升到48KSI,整整提升了二倍多。
五、6061、7075價格的區別:
  6061在市場上的銷售量、使用率相對7075高,通常6061是鋁合金中銷量最高的鋁合金材料,因為其性能基本吻合各種機械加工、設備加工等工業用途,已經家喻戶曉的一種鋁合金牌號,在傳統的使用中已經獲得廣大廠商的一致好評,因此選擇6061作為原材料已經是一種習慣。還有工廠對6061的生產加工成本也相對較低,因此6061的供應量、使用量都是比較巨大的。一般6061價格為20-40元一公斤,而7075是30-75元一公斤不等,因此一般選擇可選擇6061,而不是7075,因為7075的價格相對高,一般為航空用鋁合金材料。
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