คุณสมบัติทางกายภาพของอลูมิเนียม 6061

พิมพ์อลูมิเนียม 6061เป็นโลหะผสมอะลูมิเนียม 6xxx ซึ่งหมายถึงส่วนผสมที่ใช้แมกนีเซียมและซิลิกอนเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลัก ตัวเลขที่สองระบุระดับการควบคุมสิ่งเจือปนของอลูมิเนียมพื้นฐาน เมื่อตัวเลขที่สองนี้เป็น "0" แสดงว่าโลหะผสมส่วนใหญ่เป็นอลูมิเนียมเชิงพาณิชย์ที่มีระดับสิ่งเจือปนอยู่แล้ว และไม่จำเป็นต้องดูแลเป็นพิเศษเพื่อควบคุมให้เข้มงวดยิ่งขึ้น ตัวเลขที่สามและสี่เป็นเพียงตัวระบุโลหะผสมแต่ละชนิด (โปรดทราบว่าไม่ใช่กรณีของโลหะผสมอะลูมิเนียม 1xxx) องค์ประกอบตามชื่อของอลูมิเนียมประเภท 6061 คือ Al 97.9%, Si 0.6%, Mg 1.0%, Cr 0.2% และ Cu 0.28% ความหนาแน่นของโลหะผสมอะลูมิเนียม 6061 คือ 2.7 g/cm3 โลหะผสมอะลูมิเนียม 6061 สามารถอบด้วยความร้อน ขึ้นรูปได้ง่าย เชื่อมได้ และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี

คุณสมบัติทางกล

คุณสมบัติทางกลของโลหะผสมอลูมิเนียม 6061 แตกต่างกันขึ้นอยู่กับวิธีการอบชุบด้วยความร้อนหรือการทำให้แข็งแรงขึ้นโดยใช้กระบวนการอบชุบ โมดูลัสความยืดหยุ่นคือ 68.9 GPa (10,000 ksi) และโมดูลัสเฉือนคือ 26 GPa (3770 ksi) ค่าเหล่านี้วัดความแข็งหรือความต้านทานการเสียรูปของโลหะผสม ซึ่งสามารถดูได้ในตารางที่ 1 โดยทั่วไป โลหะผสมชนิดนี้เชื่อมติดกันได้ง่ายและเปลี่ยนรูปได้ง่ายตามต้องการ ทำให้เป็นวัสดุที่ใช้ในการผลิตที่หลากหลาย

ปัจจัยสำคัญสองประการเมื่อพิจารณาคุณสมบัติเชิงกลคือความแข็งแรงจุดครากและความแข็งแรงสูงสุด ความแข็งแรงจุดครากอธิบายถึงปริมาณความเครียดสูงสุดที่จำเป็นในการทำให้ชิ้นส่วนเสียรูปอย่างยืดหยุ่นในเงื่อนไขการรับน้ำหนักที่กำหนด (แรงดึง แรงอัด การบิด ฯลฯ) ในทางกลับกัน ความแข็งแรงสูงสุดอธิบายถึงปริมาณความเครียดสูงสุดที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนจะแตกหัก (เกิดการแตกหักแบบพลาสติกหรือเสียรูปถาวร) โลหะผสมอะลูมิเนียม 6061 มีความแข็งแรงแรงดึงจุดคราก 276 MPa (40,000 psi) และความแข็งแรงแรงดึงสูงสุด 310 MPa (45,000 psi) ค่าเหล่านี้สรุปไว้ในตารางที่ 1

ความแข็งแรงในการเฉือนคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานแรงเฉือนจากแรงตรงข้ามบนระนาบ เช่นเดียวกับกรรไกรที่ตัดกระดาษ ค่านี้มีประโยชน์ในการใช้งานที่ต้องมีการบิดตัว (เพลา แท่ง ฯลฯ) ซึ่งการบิดตัวอาจทำให้เกิดแรงเฉือนประเภทนี้บนวัสดุได้ ความแข็งแรงในการเฉือนของโลหะผสมอะลูมิเนียม 6061 คือ 207 MPa (30000 psi) และค่าเหล่านี้สรุปไว้ในตารางที่ 1

ความแข็งแรงต่อความล้าคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกหักภายใต้การรับน้ำหนักแบบเป็นรอบ ซึ่งวัสดุจะต้องรับน้ำหนักเพียงเล็กน้อยซ้ำๆ กันเป็นระยะเวลาหนึ่ง ค่านี้มีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่ชิ้นส่วนต้องรับน้ำหนักแบบเป็นรอบ เช่น เพลารถหรือลูกสูบ ความแข็งแรงต่อความล้าของโลหะผสมอะลูมิเนียม 6061 คือ 96.5 Mpa (14000 psi) ค่าเหล่านี้สรุปไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1: สรุปคุณสมบัติเชิงกลของโลหะผสมอลูมิเนียม 6061

ความต้านทานการกัดกร่อน

เมื่อสัมผัสกับอากาศหรือน้ำ โลหะผสมอลูมิเนียม 6061 จะสร้างชั้นออกไซด์ซึ่งทำให้ไม่ทำปฏิกิริยากับธาตุที่กัดกร่อนโลหะที่อยู่ด้านล่าง ปริมาณความต้านทานการกัดกร่อนจะขึ้นอยู่กับสภาวะบรรยากาศ/น้ำ อย่างไรก็ตาม ภายใต้อุณหภูมิแวดล้อม ผลกระทบจากการกัดกร่อนโดยทั่วไปจะแทบไม่มีนัยสำคัญในอากาศ/น้ำ สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าเนื่องจาก 6061 มีปริมาณทองแดง จึงทำให้ทนต่อการกัดกร่อนได้น้อยกว่าโลหะผสมประเภทอื่นเล็กน้อย (เช่นอลูมิเนียมอัลลอย 5052ซึ่งไม่ประกอบด้วยทองแดง) 6061 มีคุณสมบัติที่ดีโดยเฉพาะในการต้านทานการกัดกร่อนจากกรดไนตริกเข้มข้น รวมถึงแอมโมเนียและแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์

การใช้งานของอลูมิเนียมประเภท 6061

อะลูมิเนียมประเภท 6061 เป็นอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดชนิดหนึ่ง ความสามารถในการเชื่อมและการขึ้นรูปทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไปหลายประเภท ความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนสูงทำให้อะลูมิเนียมอัลลอยด์ประเภท 6061 มีประโยชน์อย่างยิ่งในงานสถาปัตยกรรม โครงสร้าง และยานยนต์ รายการการใช้งานของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ประเภท 6061 นั้นครอบคลุม แต่การใช้งานหลักๆ ของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ประเภท 6061 ได้แก่:

• ชิ้นงานเชื่อม
• เฟรมทางทะเล
• เครื่องบินและโครงรถบรรทุก
• อุปกรณ์เคมีภัณฑ์
• ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
• เฟอร์นิเจอร์
• ตัวล็อค
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
• แผ่นระบายความร้อน