Die Aluminiumlegierung 6061 ist einer der am häufigsten verwendeten Aluminiumwerkstoffe in der modernen mechanischen Fertigung und CNC-Bearbeitung. Wenn es jedoch um die eigentliche Werkstoffauswahl geht, stoßen Ingenieure häufig auf drei auf den ersten Blick ähnliche Härtungszustände: 6061-T6, 6061-T651 und 6061-T6511. Sie haben genau die gleiche chemische Zusammensetzung und gehören alle zur Familie der Al-Mg-Si-Legierungen 6061, aber da ihre Wärmebehandlungsverfahren, Spannungsabbauverfahren und Lieferformen unterschiedlich sind, weisen sie erhebliche Unterschiede in Bezug auf Eigenspannungen, Ebenheit, Verzug nach der Bearbeitung, Maßhaltigkeit und die Arten von Teilen auf, für die sie am besten geeignet sind.
Damit Sie das Material auf Zeichnungen und in der Prozessplanung genauer spezifizieren können, werden in diesem Artikel diese drei Temperaturen klar definiert und aus technischer Sicht verglichen, damit Sie in realen Projekten bessere Auswahlentscheidungen treffen können.
Das Temper-System verstehen (T-Serie)
Temperierungscodes für Aluminiumlegierungen (wie z. B. T6, T651 und T6511) beschreiben die Wärmebehandlung und den mechanischen Spannungsabbau, die nach der Umformung des Materials durchgeführt werden. Der Buchstabe T bezeichnet einen wärmebehandelten und warmausgelagerten Zustand, während die nachfolgenden Ziffern Kombinationen aus Abschrecken, Warmauslagern, Strecken oder mechanischem Richten angeben.
Unterschiedliche Anlaßwege wirken sich direkt auf das Eigenspannungsniveau, die Maßhaltigkeit nach der Bearbeitung und die typischen Produktformen aus, in denen das Material geliefert wird.
Das Verständnis des Temperierungssystems ist daher für die Unterscheidung zwischen 6061-T6, 6061-T651 und 6061-T6511 unerlässlich.
Was ist 6061-T6?
6061-T6 bezieht sich auf die Aluminiumlegierung 6061 in einem standardmäßig verstärkten Zustand, der durch Lösungsglühen plus künstliche Alterung. Bei der Lösungsbehandlung lösen sich Magnesium und Silizium vollständig in der Aluminiummatrix auf; durch schnelles Abschrecken entsteht dann ein übersättigter Mischkristall. Die künstliche Alterung fördert anschließend die Ausscheidung von Mg₂Si-Verstärkungsphasen, so dass das Material seine spezifizierte Festigkeit und Härte erreichen kann.
T6 ist die gebräuchlichste und am leichtesten zu beschaffende Form von 6061-Aluminium und wird in der Regel in Form von Blechen, allgemeinen Platten und stranggepressten Stangen geliefert. Aufgrund seiner hohen Festigkeit und guten Bearbeitbarkeit ist 6061-T6 die Standardwahl für allgemeine mechanische Teile, Strukturkomponenten und bearbeitete Standardteile. Da jedoch keine Entspannungsstufe angewendet wird, bleibt die innere Eigenspannung in T6 relativ hoch. Bei großen Taschen, schwerer Bearbeitung von dicken Blechen oder stark asymmetrischem Materialabtrag ist es wahrscheinlicher, dass es sich nach der Bearbeitung verzieht oder verformt.
Was ist 6061-T651?
6061-T651 ist ein Zustand, der durch Weiterverarbeitung auf der Basis von T6 entsteht. Nach der Lösungsbehandlung und der künstlichen Alterung wird eine zusätzliche Stretch Stressabbau Schritt angewandt wird. Die Platte wird entlang ihrer Hauptachse um etwa 1,5-3% plastisch gedehnt, was die inneren Eigenspannungen erheblich reduziert und die Ebenheit der Platte verbessert.
T651 ist die häufigste Lieferbedingung für Dickblech und präzisionsbearbeitetes Blech. Seine Streckgrenze ist im Wesentlichen die gleiche wie die von T6, aber bei großflächigem Fräsen, hohen Ebenheitsanforderungen oder schwerer Bearbeitung ist die Maßhaltigkeit von T651 eindeutig besser als die von T6. Für Maschinensockel, Gerätegrundplatten, Vorrichtungsplatten, Vorrichtungen und Formböden, bei denen die Ebenheit entscheidend ist, ist 6061-T651 die professionelle Materialwahl.
Was ist 6061-T6511?
6061-T6511 unterscheidet sich von T651 nicht durch die Reihenfolge der Wärmebehandlung, sondern durch die Produktform und das Richtverfahren. T6511 wird verwendet für Strangpressprofilewie Stangen, Flachstahl, Profile und Schienen. Nach der Lösungsbehandlung und der künstlichen Alterung werden die Strangpressprofile gestreckt oder mechanisch gerichtet, um Spannungen abzubauen, wobei das Endprodukt die ursprüngliche, durch Strangpressen erzeugte Querschnittsform beibehalten muss.
Daher wird 6061-T6511 am häufigsten für lange Strukturelemente, Rahmenprofile, Maschinenstrukturen und lineare Führungselemente verwendet. Es bietet eine bessere Geradheit als Standard-T6-Strangpressprofile und neigt weniger zum Verdrehen oder Biegen nach der Bearbeitung, was es zur bevorzugten Wahl für alle profilartigen Teile macht, die sowohl lang sind als auch eine Nachbearbeitung erfordern.
Hauptunterschiede zwischen 6061-T6, 6061-T651 und 6061-T6511
Wärmebehandlung und Spannungsarmglühen
Obwohl 6061-T6, T651 und T6511 die gleiche chemische Zusammensetzung aufweisen, unterscheiden sich ihre Verarbeitungsprozesse erheblich. Der wichtigste Unterschied ist ob und wie Stressabbau betrieben wird.
6061-T6 unterliegt Lösungsglühen, Abschrecken und künstliche Alterung. Es entwickelt eine hohe Festigkeit, behält aber die relativ hohe innere EigenspannungDies erhöht die Wahrscheinlichkeit von Verformungen nach starker Bearbeitung.
6061-T651 folgt der gleichen Wärmebehandlungssequenz wie T6, aber zusätzlich 1.5-3% kontrolliertes Recken. Durch diesen Streckspannungsabbau werden innere Spannungen gelöst und ausgeglichen, was zu bessere Ebenheit und vorhersehbarere Maßhaltigkeitinsbesondere für dicke Bleche.
6061-T6511 verwendet eine ähnliche Entlastungsmethode wie T651, ist aber optimiert für stranggepresste Formen. Das Material wird gestreckt oder mechanisch begradigt, während Erhaltung des ursprünglichen extrudierten Querschnittsund verbessert die Geradheit und Stabilität von langen Profilen und Stangen.
Diese Unterschiede führen zu unterschiedlichen Niveaus der Gleichmäßigkeit der Eigenspannung, der Stabilität über die gesamte Dicke und der Maßhaltigkeit nach der Bearbeitung.
Mechanische Eigenschaftsbereiche
Die drei Zustände haben sehr ähnliche Festigkeitsniveaus; die Unterschiede ergeben sich hauptsächlich aus der Produktform und dem Spannungszustand, nicht aus der inhärenten Legierung. Typische Eigenschaftsbereiche sind unten aufgeführt (nicht garantierte Werte):
| Temperament | Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Dehnung (%) | Anmerkungen |
|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 260-310 | 240-280 | 12-17 | Gemeinsam für Bleche, Platten, Stangen |
| 6061-T651 | 260-310 | 240-280 | 10-16 | Spannungsentlastete Platte mit verbesserter Ebenheit |
| 6061-T6511 | 260-310 | 240-280 | 8-12 | Spannungsarmes Strangpressen mit besserer Geradheit |
Die Werte für Zugfestigkeit und Streckgrenze liegen im gleichen Bereich, aber Dehnung und Dimensionsstabilität sind unterschiedlich. Da T651 und T6511 gestreckt oder gerichtet werden, weisen sie im Allgemeinen eine gleichmäßigere Spannungsverteilung und eine bessere Stabilität bei schwerer Bearbeitung auf als T6.
Eigenspannung und Formstabilität
Eigenspannungen sind einer der wichtigsten technischen Faktoren, die die Geometrische Genauigkeit und Formtreue nach der Bearbeitung.
6061-T6 behält relativ hohe Eigenspannung aus der Lösungsbehandlung und dem Abschrecken. Infolgedessen können große Taschen, starke Dickenreduzierung oder asymmetrische Bearbeitung leicht dazu führen, dass Verziehen, Verdrehen oder ungleichmäßige Verformung sobald das Teil nicht mehr eingespannt ist.
6061-T651 unterliegt Stretch Stressabbauwodurch eine gleichmäßigere innere Spannungsverteilung entsteht. Während des Schruppens oder Entspannens ist das T651-Blech typischerweise behält seine Form zuverlässiger beiDadurch eignet sie sich für die Bearbeitung dicker Platten, Vorrichtungsplatten, Werkzeugsockel und Strukturen mit tiefen Taschen.
6061-T6511 ist für stranggepresste Formen optimiert und reduziert deutlich die Tendenz zur Biegen und Verdrehen, Verbesserung Geradheit und Formstabilität in langen Stangen, Schienen, Verbindungsstücken und Strukturprofilen. Im Vergleich zu Standard-T6-Strangpressprofilen sind T6511-Strangpressprofile halten die Geradheit viel effektiver.
Bearbeitungsverhalten und Verformungstrend
Aus Sicht der Schneidwerkzeuge sind alle drei Temperatoren ähnlich und fallen in die Kategorie der gut zerspanbare Aluminium-Legierungen. Die wirklichen Unterschiede erscheinen nach erheblichem Materialabtrag.
6061-T6 können spürbar erleben elastischer Spannungsabbau bei der Schwerzerspanung - vor allem bei der Dickblechtaschenbearbeitung oder bei dünnwandigen Strukturen. Dies führt oft zu erhebliche Bewegung oder Verzerrung nach dem Schruppen oder Ausklinken.
6061-T651 eine geringere Eigenspannung aufweist, so dass es typischerweise kleinere dimensionale Änderungen und stabilere Ebenheit nach schweren Schnitten. Das macht sie zuverlässiger für tiefe Taschen, großflächiges Fräsen und die Präzisionsbearbeitung von Platten.
6061-T6511 übertrifft bei der Bearbeitung langer stranggepresster Teile durchweg die Leistung von Standard-T6-Extrusionen. Es weist auf weniger Verdrehung und BiegungDadurch wird der Bedarf an wiederholten Einricht- oder Korrekturdurchgängen reduziert und eine bessere Geradheit während der gesamten Bearbeitung gewährleistet.
Form und Formstabilität von Aktien
Jedes Temperament korrespondiert stark mit seinem typische Bestandsform und Verwendungszweck.
6061-T6 wird üblicherweise in Form von Blechen, Standardplatten und allgemein stranggepressten Stangen geliefert und eignet sich daher für Allzweckteile wo die Deformationsempfindlichkeit mäßig ist.
6061-T651 wird hauptsächlich angeboten als Grobblech, Präzisionsblech oder gefrästes Werkzeugblech. Sie bietet höhere Ebenheit und gleichmäßigere Stabilität über die gesamte DickeDadurch ist es ideal für Präzisionsbauteile aus Platten, Maschinensockel, Vorrichtungsplatten und Montageflächen für Geräte.
6061-T6511 gilt für Strangpressprofilewie z. B. Schienen, Strukturprofile, Flach- und Langstangen. Diese Teile erfordern hohe Geradheit und zuverlässige Beibehaltung der ursprünglichen Strangpressform, insbesondere bei der Nachbearbeitung.
Diese Unterschiede in der Form der Bestände führen natürlich zu einer Aufteilung ihrer Anwendungsbereiche:
Teller Gunst T651, Strangpressprofile favorisieren T6511, während T6 dient allgemeinen Zwecken.
Kosten und Verfügbarkeit
Auf den meisten Märkten, 6061-T6 hat die höchste Verfügbarkeit und niedrigste KostenDas macht ihn zur bevorzugten Option für kostensensitive Anwendungen und den allgemeinen Einsatz.
6061-T651 ist etwas teurer, da es zusätzliche Stretch-Spannungsabbau-Verfahrenaber die verbesserte Dimensionsstabilität verringert oft Nacharbeit, Bearbeitungszeit und AusschussDies führt zu einem geringeren Gesamtproduktionsrisiko.
6061-T6511 kostet in der Regel etwas mehr als Standard-T6-Strangpressprofile, bietet aber hervorragende Geradheit und Maßhaltigkeitund bietet ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis lange Profile, Schienen und Strangpressprofile wo die Beibehaltung der Geometrie entscheidend ist.
Typische Anwendungsunterschiede
6061-T6 ist geeignet für allgemeine Konstruktionsteile, Gehäuse, Halterungen, Abdeckungenund kleine bis mittelgroße Bearbeitungsaufgaben wo das Verformungsrisiko gering ist und extreme Ebenheit oder Geradheit nicht kritisch ist.
6061-T651 wird häufig verwendet für Maschinensockel, Vorrichtungsplatten, Gerätebefestigungsplatten, Werkzeugblöckeund andere plattenförmige Bauteile die eine hohe Ebenheit, eine stabile Geometrie und ein vorhersehbares Verhalten nach schwerer Bearbeitung erfordern.
6061-T6511 wird bevorzugt für lange stranggepresste Profile, wie zum Beispiel Schienen, Verbinder, Rahmenteile, Strukturstäbeund jede extrudierte Form, für die sowohl Länge und Sekundärbearbeitung unter Beibehaltung einer hervorragenden Geradheit.
Wie wählt man zwischen 6061-T6, 6061-T651 und 6061-T6511??
Wenn 6061 Aluminium für ein Projekt ausgewählt wurde, hängt die Wahl zwischen T6, T651 und T6511 hauptsächlich von der Teilegeometrie, der Bearbeitungsstrategie, dem Materialabtragsvolumen und der Empfindlichkeit gegenüber Verformungen ab.
- Für plattenförmige Teile mit hohen Anforderungen an Bearbeitung und Ebenheit
Wählen Sie 6061-T651. Sein spannungsreduzierter Zustand und seine verbesserte Ebenheit machen es zu einer sicheren und berechenbaren Wahl für großflächiges Fräsen, tiefes Taschenfräsen und Schruppen dicker Bleche. Die T651-Platte behält ihre Form nach dem Schruppen und Entspannen zuverlässiger bei und minimiert Verzug und Verwerfungen. - Für lange stranggepresste Bauteile, bei denen die Geradheit entscheidend ist
Wählen Sie 6061-T6511. Bei Rahmenelementen, Schienen, Verbindungsstücken und anderen Strukturprofilen, bei denen es auf Geradheit und eine stabile Querschnittsgeometrie ankommt, schneidet T6511 im Allgemeinen besser ab als Standard-T6-Strangpressprofile. Es bietet eine verbesserte Geradheit und geringere Verdrehung, insbesondere wenn eine umfangreiche Nachbearbeitung erforderlich ist. - Für kleinere, weniger kritische Teile mit mäßiger Bearbeitung
Wählen Sie 6061-T6. Bei relativ kleinen Teilen, die nur einen begrenzten Materialabtrag erfordern oder nicht besonders verformungsempfindlich sind, ist T6 völlig ausreichend und wird aufgrund seiner großen Verfügbarkeit, niedrigeren Kosten und flexiblen Beschaffung häufig bevorzugt.
In der Praxis gibt es eine einfache Regel: Für Teile mit schwerer Bearbeitung und hohen Anforderungen an Ebenheit oder Geradheit verwenden Sie T651 oder T6511; für Standardgeometrien und mäßige Bearbeitung bietet T6 ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Kosten und Leistung.
Schlussfolgerung
6061-T6, 6061-T651 und 6061-T6511 sind im Grunde die gleiche 6061er Aluminiumlegierung. Ihre Unterschiede ergeben sich aus den Wärmebehandlungsverfahren und dem Vorhandensein oder Fehlen von Spannungsabbauverfahren, die zu einem unterschiedlichen Verhalten in Bezug auf Bearbeitungsstabilität, Eigenspannungsniveau, Ebenheit, Geradheit und Eignung für verschiedene Teiletypen führen.
In Bezug auf die Festigkeit gehören alle drei zu derselben Klasse. In der Praxis bieten T651 und T6511 jedoch eine deutlich bessere Dimensionsstabilität als T6, was sie zur bevorzugten Wahl für Präzisionsplatten, lange Strangpressprofile, Rahmen und Anwendungen der Schwerzerspanung macht.
Eindeutige Festlegung der Grundlegende Legierung + Anlassen + Rohform in Zeichnungen oder Prozessplänen hilft den Zulieferern, die Anforderungen genau zu verstehen, und ermöglicht es den Bearbeitungsteams, den Verzug effektiver zu kontrollieren und so die Konsistenz und Zuverlässigkeit der fertigen Teile zu verbessern.
