6061 Forges de plénites en alliage en aluminium

6061 large aluminum alloy die forgings represent a perfect combination of medium strength, excellent corrosion resistance, good weldability, and superior machinability, enabling the production of large-sized complex components through the die forging process. 6061 is a typical Al-Mg-Si series alloy, possessing good overall properties, widely used in structural components where ultra-high strength is not the primary requirement, but high demands are placed Sur la résistance à la corrosion, la soudabilité, la machinabilité et la rentabilité . Les formes de la matrice importantes se réfèrent généralement à des composants pesant des dizaines à des centaines de kilogrammes, avec des dimensions jusqu'à plusieurs mètres, des formes complexes ou nécessitant une forte uniformité des propriétés mécaniques, appliquée en fonn, une fonn, une fureurrie générale, un génie structurel, un transport (E . g ., les gros véhicules, les structures de chargement non primaires des navires), les centrales électriques et autres champs . à travers une forge à grande échelle, les divers avantages de 6061 alliés sont entièrement éprouvés, tandis que la structure des grains de la forte componctionne de la grandeur environnement .

Éléments d'alliage primaire:

Magnésium (mg): 0.8-1.2% (améliore la force, améliore la résistance à la corrosion)

Silicon (Si): 0.4-0.8% (Forms Mg₂si Renforcement Phase avec du magnésium)

Cuivre (cu): 0.15-0.40% (améliore légèrement la résistance, mais peut réduire la résistance à la corrosion)

Chrome (CR): 0.04-0.35% (inhibe la recristallisation, améliore la ténacité)

Matériau de base:

Aluminium (AL): équilibre

Impuretés contrôlées:

Fer (Fe): 0,70% max

Manganèse (MN): 0,15% max

Titane (TI): 0,15% max

Zinc (Zn): 0,25% max

Autres éléments: 0,05% max chacun, 0,15% maximum

Processus de fabrication (pour les fortes de majeure partie): Le processus de production pour 6061 gros redoutables met l'accent sur la précision dimensionnelle, l'uniformité des propriétés mécaniques et la rentabilité .

Préparation des matières premières et lingots de grande taille:

Les lingots de grande taille 6061 de haute qualité ou les barres extrudées à grande coupe sont sélectionnées comme billettes de forgeage . La production de lingots doit assurer une structure interne uniforme, l'absence de défauts macroscopiques et une ségrégation minimale . et une ségrégation minimale .

Les lingots doivent subir une analyse de composition chimique et une inspection à ultrasons pour assurer la qualité métallurgique .

Multi-pass pré-forgeant (bouleversant et dessin):

Les gros lingots subissent généralement d'abord un bouleversement multi-passes et des dessins pré-forgeant pour décomposer les structures grossières, affiner les grains, éliminer la porosité et la ségrégation internes, et former une structure uniforme et à grain fin avec un flux de grains continu .

La pré-forge est réalisée sur de grandes presses hydrauliques ou d'huile, avec un contrôle précis de la température et de la quantité de déformation .

Coupe:

Les billets sont précisément coupés en fonction des dimensions pré-forgées et des exigences de forge final .

Chauffage:

Les grandes billettes sont uniformément chauffées dans de grands fours de forgeage pour assurer une pénétration de chaleur complète . La plage de température de forgeage pour 6061 est relativement large (généralement 400-500 degré), mais l'uniformité de la température doit toujours être assurée pour éviter la surchauffe locale .

Grande formation de forge:

Une ou plusieurs frappes / pressions précises sont appliquées sur 10, 000-} ou même des dizaines de milliers de tonnes de grandes presses hydrauliques ou forgeant des marteaux . La conception de la matrice est complexe, utilisant des techniques de simulation CAE pour prédire le flux métal

Forgeage pas à pas: Pour des pièces extrêmement complexes ou très grandes, le forgeage peut être effectué en plusieurs matrices et étapes pour former progressivement la forme finale .

Garniture:

Après le forgeage, le lourd flash autour de la périphérie du grand forge est supprimé .

Traitement thermique:

Traitement thermique de la solution: Le grand forgeage est chauffé dans un grand four à traitement thermique avec précision à environ 530 degrés ± 5 degrés et maintenu pendant suffisamment de temps pour permettre aux éléments d'alliage de se dissoudre pleinement dans la solution solide . en raison de la sensibilité à la trempe inférieure de 6061, ses exigences de transfert de tremblement sont moins strictes que 7075, mais le refroidissement non opposé doit être assuré {{5}.

Éteinte: Refroidissement rapide à partir de la température de solution . pour les gros formes, les grands réservoirs d'extinction sont généralement utilisés pour l'extinction de l'eau (eau à température ambiante), complétée par une circulation forcée pour assurer un refroidissement uniforme et rapide, réalisant un renforcement optimal .

Traitement du vieillissement:

T6: Traitement du vieillissement artificiel standard (environ . 160-175 degré pour 6-18}) pour atteindre une résistance et une dureté maximales . Il s'agit du tempérament le plus utilisé pour les gros reposants 6061 .

Redressement et soulagement du stress (si nécessaire):

Un redressage mécanique peut être nécessaire après la trempe pour corriger les dimensions et la forme .

Pour certaines pièces de haute précision ou celles nécessitant un soulagement ultérieur de l'usinage, de la traction en traction ou de compression (e . g ., T651 Temper) peut être effectué pour réduire la contrainte résiduelle et minimiser la distorsion d'usinage .

Finition et inspection:

Débourrage, coup de tir (améliore les performances de la fatigue), inspection dimensionnelle, vérification de la qualité de surface .

Enfin, des tests non destructifs complets (e . g ., ultrasoniques, pénétrants) et des tests de propriété mécanique sont effectués pour garantir que le produit est conforme aux normes pertinentes .

6061 Les forts de gros décors dans le tempérament T6 présentent une bonne résistance moyenne, une excellente ténacité et de bonnes performances de fatigue . Leurs indicateurs de performance sont généralement strictement requis par les normes industrielles pertinentes, avec des valeurs garanties distinguées pour les directions longitudinales (L), transverse (LT) et courte transversale (ST) .

Uniformité des biens et anisotropie:

La taille et le poids des fortes de gros dépérisation font de l'uniformité des propriétés mécaniques internes un défi . Cependant, les processus avancés de forgeage et de traitement thermique maximisent l'uniformité des propriétés .

6061 L'alliage a une anisotropie relativement faible, et le forage optimise davantage sa structure interne, entraînant des différences de propriété plus petites dans diverses directions, ce qui est crucial pour la fiabilité des grandes composants structurels .

La microstructure de 6061 gros forgs est la garantie fondamentale de leur bonne performance globale .

Caractéristiques microstructurales clés:

Structure de grains raffinés, uniformes et denses:

Après avoir bouleversé et mis à mourir le forgeage avec un grand rapport de forgeage, les grains à mesure grossiers sont complètement décomposés, formant des grains recristallisés fins, uniformes et denses ., cela élimine les défauts de coulée tels que la porosité,

Les dispersoïdes formés par des éléments tels que le chrome (CR) épinglent efficacement les frontières des grains, inhibant une croissance excessive des grains pendant le traitement thermique et le maintien d'un renforcement des grains fins .

Flux de grains continu très conforme à la forme de partie:

Il s'agit de la caractéristique et de l'avantage les plus significatifs des grands pièces de rediffusion de la matrice . alors que le métal coule plastiquement dans la grande cavité de la matrice, ses grains sont allongés et forment des lignes d'écoulement fibreuses continues qui se conforment étroitement aux structures complexes et internes complexes de la partie .

Cet alignement du flux de céréales avec la direction de contrainte principale de la partie dans les conditions de fonctionnement réelles transfère efficacement les charges, améliorant considérablement intégrité .

Distribution uniforme des phases de renforcement (précipiter):

Après un traitement thermique et un vieillissement en solution strictement contrôlée, la phase de renforcement primaire MG₂SI précipite uniformément dans la matrice d'aluminium avec une taille, une morphologie et un espacement optimales .

Le comportement de précipitation des phases de renforcement dans l'alliage 6061 est relativement stable, moins sujet aux précipitations de frontières de grains continues qui conduisent à des problèmes de sensibilité au SCC, ce qui en fait un choix fiable pour les grands composants .

Propre métallurgique élevée et faible taux de défauts:

Les fortes redoutables ont une structure interne dense, exempte de casting de défauts . grâce à un contrôle strict du contenu de l'impureté des matières premières, la formation de phases nocives riches en fer ou riche en silicium est réduite, garantissant ainsi la dureté, la durée de vie de la fatigue et la tolérance aux dommages du matériau .

6061 Les forces de dépérisation en alliage en aluminium grand sont généralement utilisées dans des applications avec des exigences élevées pour la précision dimensionnelle et les tolérances géométriques, tout en considérant la rentabilité .

Capacité de personnalisation:

Les forts de gros dépérisation sont généralement personnalisés en fonction des modèles CAO du client et des dessins d'ingénierie .

Les fabricants doivent posséder de fortes capacités de conception et de fabrication, ainsi que des équipements de forgeage et de traitement thermique ultra-large .

Des services complets peuvent être fournis, à partir de la matière première, pré-forgeant, forgeant, traitement thermique, soulagement du stress à l'usinage rugueux / finition .

Le traitement thermique de l'alliage 6061 est relativement simple, se concentrant principalement sur le tempérament T6 .

Conseils de sélection de température:

T6: Il s'agit du tempérament le plus utilisé pour les gros forgues 6061, offrant la meilleure combinaison de résistance, de résistance à la corrosion et de machinabilité .

Tempérament T651: Pour les fortes fortes nécessitant une vaste usinage de précision, le choix du tempérament T651 peut réduire efficacement le stress résiduel, minimisant ainsi la distorsion d'usinage et améliorant la stabilité dimensionnelle .

6061 Les gros forgs de maty ont une excellente machinabilité et une bonne soudabilité, facilitant la fabrication et la jonction ultérieures .

Guidage de fabrication:

Machinabilité: 6061 dans le tempérament T6 a une excellente machinabilité, produisant facilement des pièces avec une qualité de surface élevée et une précision dimensionnelle . pour de grandes composants, de grandes aliments et des profondeurs de coupe peuvent être utilisés pour l'usinage efficace .

Stress résiduel: Les fortes redoutables peuvent avoir une contrainte résiduelle après l'extinction, que le tempérament T651 peut atténuer efficacement . la coupe pas à pas peut être utilisée pendant l'usinage pour réduire la distorsion .

Soudabilité: 6061 L'alliage a une excellente soudabilité et peut être conventionnellement soudé à la fusion (e . g ., MIG, TIG), qui est un avantage significatif pour l'assemblage et la réparation de grandes composants structurels . La résistance conjointe soudecte peut atteindre 70-80% de la base de métal requis .

6061 Les forgues en alliage en alliage de gros aluminium présentent une excellente résistance à la corrosion dans divers environnements naturels et certains médias corrosifs .

Stratégies de protection contre la corrosion:

Sélection d'alliages et de tempérament: 6061 L'alliage possède intrinsèquement une excellente résistance à la corrosion; Il n'est généralement pas nécessaire de s'inquiéter trop des problèmes de corrosion SCC ou d'exfoliation dans la plupart des environnements d'application .

Traitement de surface:

Anodisation: La méthode de protection la plus courante et la plus efficace, formant un film d'oxyde dense sur la surface de forgeage, améliorant la résistance à la corrosion et à l'usure . pour les grandes composants, la taille du réservoir d'anodisation et le contrôle des processus sont cruciaux .

Revêtements de conversion chimique: Servir de bonnes amorces pour les peintures ou les adhésifs, offrant une protection supplémentaire de corrosion .

Systèmes de revêtement haute performance: Les revêtements anti-corrosion à haute performance multicouches peuvent être appliqués dans des environnements extrêmement corrosifs .

Gestion de la corrosion galvanique: En contact avec des métaux incompatibles, des mesures d'isolement (e . g ., joints, revêtements isolants, scellants) doivent être pris pour empêcher la corrosion galvanique, qui est particulièrement importante dans les grandes structures complexes ., ce qui est particulièrement important dans les grandes structures complexes .

Les propriétés physiques de 6061 gros en alliage d'aluminium sont des considérations importantes dans la conception structurelle et mécanique générale .

Considérations de conception:

Bon rapport force / poids: Bien que ce ne soit pas aussi élevé que 7075, 6061 gros forgs offrent toujours un bon rapport force / poids, adapté aux applications nécessitant une réduction du poids sans avoir besoin d'une résistance ultime .

Haute fiabilité: La combinaison du processus de forgeage et des caractéristiques des alliages 6061 offre une bonne vie de fatigue et une ténacité à impact, assurant la fiabilité à long terme des grands composants dans leur environnement de service .

Intégration de grandes formes complexes: Le forgeur grand peut produire des géométries complexes en forme de réseau, intégrant plusieurs fonctions, réduisant le nombre de pièces et les coûts d'assemblage .

Excellente soudabilité: Un avantage majeur dans les grandes applications de composants structurelles, facilitant l'installation et la maintenance sur place .

Rentabilité: Comparé aux alliages à haute résistance comme 7075, 6061 a des coûts de fabrication plus faibles et globalement, ce qui le rend plus économique .

Contrôle de la qualité pour 6061 Les pièces de rediffusion en alliage en aluminium en 6061 assure la conformité des produits aux normes industrielles et aux exigences des clients .

Procédures de test standard:

Certification des matières premières:

Analyse de la composition chimique pour assurer la conformité avec ASTM, EN, etc .

Inspection des défauts internes: tests à ultrasons pour s'assurer que les lingots et les blancs pré-forgeés sont exempts de défauts macroscopiques .

Surveillance des processus de forgeage:

Surveillance et enregistrement en temps réel de paramètres clés tels que la température du four, la température de forgeage et la pression .

Inspection en cours / hors ligne de la forme et des dimensions de forge .

Surveillance du processus de traitement thermique:

Contrôle précis et enregistrement de l'uniformité de la température du four pour les grands fours de traitement thermique, de l'intensité de la température et de l'agitation de l'étanchéité, et le temps de transfert de trempe .

Enregistrement et analyse des courbes de température / temps de traitement thermique .

Analyse de la composition chimique:

Révérification de la composition chimique par lots des pièces de redoutage finaux .

Test de propriété mécanique:

Tests de traction: Échantillons prélevés dans les directions L, LT et ST à partir de plusieurs emplacements représentatifs, testés pour UTS, YS, EL, garantissant que les valeurs garanties minimales sont respectées .

Test de dureté: Mesures multi-points pour évaluer l'uniformité globale .

Tests d'impact: Test d'impact en V Charpy Si nécessaire .

Tests non destructifs (NDT):

Tests ultrasoniques (UT): Inspection des défauts internes pour les gros forgs à chargement critiques pour ne garantir aucune porosité, inclusions, délaminations, etc. .

Tests pénétrants (PT): Inspection de surface pour détecter les défauts de disque de surface .

Analyse microstructurale:

Examen métallographique pour évaluer la taille des grains, la continuité du flux de grains, le degré de recristallisation et la morphologie et la distribution des précipités .

Inspection dimensionnelle et de qualité de surface:

Mesure dimensionnelle 3D précise à l'aide de grandes machines de mesure de coordonnées (CMM) ou d'instruments de mesure optique .

Rugosité de surface, inspection des défauts visuels .

Normes et certifications:

Les fabricants détiennent généralement la certification du système de gestion de la qualité ISO 9001 .

Les produits sont conformes aux normes industrielles pertinentes telles que ASTM B247 (Aluminium Alliages Forgings), en 15908 (alliages en aluminium et en aluminium - Forges) .

EN 10204 Type 3 . 1 Des rapports de test de matériel peuvent être fournis et la certification indépendante tierce peut être organisée à la demande du client.

6061 Les formes de dépérisation en alliage en aluminium grand sont largement utilisées dans de grandes structures qui nécessitent une résistance modérée mais une forte fiabilité, une résistance à la corrosion et une commodité manufacturière, en raison de leurs excellentes propriétés globales, de la bonne machinabilité et de la soudabilité et de la rentabilité .

Zones d'application primaires:

Machines et équipements généraux: De grands boîtiers de composants hydrauliques, corps de pompe, corps de vanne, grands connecteurs, composants structurels de cadre, pièces d'équipement de transport lourd .

Transport:

Industrie navale: Composants structurels de chargement non primaires pour les grands navires, les raccords de pont, les cadres de couverture à trappe, les composants structurels de la plate-forme offshore .

Transit ferroviaire: Connecteurs du corps du train, structures de support de piste, composants de l'équipement de la plate-forme .

Camions et remorques: Composants de grande trame, composants du système de suspension, supports de réservoir de carburant, pour la réduction de poids .

Génie structurel: Grands composants structurels de pont, connexions de fermes de construction, composants de la tour électrique, structures de support de panneau d'affichage extérieur .

Centrales électriques: Certains supports structurels, composants du système de refroidissement .

Concevoir des avantages:

Bon rapport force / poids: Atteint une réduction modérée du poids dans les grandes structures, améliorant l'efficacité .

Excellente résistance à la corrosion: Fonctionne bien dans des environnements extérieurs et humides, prolongeant la durée de vie .

Excellente soudabilité: Facilite l'assemblage, la modification et la réparation sur place des grands composants structurels .

Bonne machinabilité: Facile pour l'usinage de précision ultérieur, réduisant les coûts de fabrication .

Rentabilité: Les coûts de fabrication de matières premières et globaux inférieurs par rapport aux alliages aérospatiaux à haute résistance .

Haute fiabilité: Le processus de forgeage fournit une structure dense et des lignes d'écoulement continues, assurant l'intégrité structurelle des grands composants .

Limitations de conception:

Limitation de force: Impossible d'atteindre les niveaux de résistance ultra-élevé des alliages d'aluminium de la série 7xxx, pas adaptés aux structures ultimes de charge primaire de haute charge .

Performance à haute température: Pas adapté aux environnements d'exploitation à long terme supérieurs à 150 degrés .

Limitations de taille: Les dimensions de forgeage sont limitées par le tonnage de l'équipement de forgeage .

Considérations économiques et durables:

Rentabilité: Les grands pièces de redoutables 6061 obtiennent un bon équilibre entre la performance et le coût, offrant des avantages économiques importants dans de nombreuses applications industrielles .

Efficacité d'utilisation des matériaux: Le forgeage est un processus de mise en forme presque efficace, aidant à réduire les déchets de matériaux .

Convivialité environnementale: Les alliages en aluminium sont très recyclables, s'alignent sur les principes de fabrication verte et d'économie circulaire .

Commodité de maintenance: Une bonne soudabilité réduit la complexité et le coût de l'entretien et de la réparation .

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