A liga de alumínio 6061 é um dos materiais de alumínio mais utilizados no fabrico mecânico moderno e na maquinagem CNC. No entanto, quando se trata da seleção do material, os engenheiros deparam-se frequentemente com três condições de têmpera que parecem semelhantes à primeira vista: 6061-T6, 6061-T651 e 6061-T6511. Partilham exatamente a mesma composição química e pertencem todas à família de ligas Al-Mg-Si 6061, mas como as suas rotas de tratamento térmico, métodos de alívio de tensões e formas de fornecimento são diferentes, apresentam diferenças significativas em termos de tensões residuais, planicidade, distorção pós-usinagem, estabilidade dimensional e tipos de peças para as quais são mais adequadas.
Para especificar o material com maior precisão nos desenhos e no planeamento do processo, este artigo define claramente estas três têmperas e, em seguida, compara-as numa perspetiva de engenharia, ajudando-o a tomar melhores decisões de seleção em projectos reais.
Compreender o sistema Temper (Série T)
Códigos de têmpera para ligas de alumínio (tais como T6, T651 e T6511) descrevem os processos de tratamento térmico e de alívio de tensões mecânicas aplicados após a formação do material. A letra T indica uma condição tratada termicamente e envelhecida artificialmente, enquanto os dígitos que se seguem especificam combinações de têmpera, envelhecimento artificial, estiramento ou endireitamento mecânico.
As diferentes vias de têmpera afectam diretamente os níveis de tensão residual, a estabilidade dimensional após a maquinagem e as formas típicas dos produtos em que o material é fornecido.
A compreensão do sistema de têmpera é, portanto, essencial para distinguir as diferenças entre 6061-T6, 6061-T651 e 6061-T6511.
O que é 6061-T6?
6061-T6 refere-se à liga de alumínio 6061 num estado reforçado padrão obtido através de tratamento térmico de solução mais envelhecimento artificial. Durante o tratamento da solução, o magnésio e o silício dissolvem-se totalmente na matriz de alumínio; a têmpera rápida forma então uma solução sólida supersaturada. O envelhecimento artificial promove subsequentemente a precipitação de fases de reforço de Mg₂Si, permitindo que o material atinja a sua resistência e dureza especificadas.
O T6 é a condição mais comum e mais fácil de obter do alumínio 6061, normalmente fornecido como chapa, placa geral e barras extrudidas. Com elevada resistência e boa maquinabilidade, o 6061-T6 é a escolha padrão para peças mecânicas gerais, componentes estruturais e peças maquinadas padrão. No entanto, como não é aplicado nenhum passo de alívio de tensões, a tensão residual interna do T6 permanece relativamente elevada. Para bolsas grandes, maquinação pesada de chapa espessa ou remoção de material fortemente assimétrica, é mais provável que se deforme ou distorça após a maquinação.
O que é 6061-T651?
O 6061-T651 é uma têmpera obtida por transformação adicional com base no T6. Após o tratamento por solução e o envelhecimento artificial, é efectuado um tratamento adicional de alongamento alívio do stress é aplicado. A placa é esticada plasticamente em cerca de 1,5-3% ao longo do seu eixo principal, o que reduz significativamente a tensão residual interna e melhora a planicidade da placa.
T651 é a condição de alimentação mais comum para chapa grossa e chapa maquinada de precisão. O seu limite de elasticidade é essencialmente o mesmo que o do T6, mas em caso de fresagem de grandes áreas, requisitos de elevada planicidade ou maquinagem pesada, a estabilidade dimensional do T651 é claramente superior à do T6. Para bases de máquinas, placas de base de equipamento, placas de fixação, gabaritos e bases de moldes onde a planicidade é crítica, o 6061-T651 é a escolha de material profissional.
O que é 6061-T6511?
O 6061-T6511 difere do T651 não na sequência do tratamento térmico, mas na forma do produto e no método de endireitamento. O T6511 é utilizado para perfis extrudidosO produto final deve manter a forma original da secção transversal produzida por extrusão. Após o tratamento por solução e o envelhecimento artificial, as extrusões são submetidas a um estiramento ou a um endireitamento mecânico para aliviar as tensões, enquanto o produto final deve conservar a forma original da secção transversal produzida por extrusão.
Por conseguinte, o 6061-T6511 é mais frequentemente utilizado para elementos estruturais longos, perfis de armação, estruturas de máquinas e elementos de guia linear. Oferece uma melhor linearidade do que as extrusões T6 padrão e é menos propenso a torcer ou dobrar após a maquinação, o que o torna a escolha preferida para qualquer peça de tipo perfil que seja longa e exija maquinação secundária.
Principais diferenças entre 6061-T6, 6061-T651 e 6061-T6511
Tratamento térmico e métodos de alívio de tensões
Embora o 6061-T6, o T651 e o T6511 partilhem a mesma composição química, as suas rotas de processamento diferem significativamente. A principal distinção é se o alívio do stress é aplicado e como é efectuado.
6061-T6 sofre tratamento térmico de solução, têmpera e envelhecimento artificial. Desenvolve uma elevada resistência mas mantém tensão residual interna relativamente elevadao que aumenta a probabilidade de distorção após maquinação pesada.
6061-T651 segue a mesma sequência de tratamento térmico que T6, mas acrescenta 1.5-3% estiramento controlado. Este processo de alívio de tensões de estiramento liberta e equaliza as tensões internas, resultando em melhor planicidade e estabilidade dimensional mais previsívelespecialmente para chapas grossas.
6061-T6511 utiliza um método de alívio de tensões semelhante ao T651, mas é optimizado para formas extrudidas. O material é esticado ou endireitado mecanicamente enquanto preservando a secção transversal extrudida originalA sua utilização permite melhorar a retidão e a estabilidade de perfis longos e barras estruturais.
Estas diferenças conduzem a diferentes níveis de uniformidade das tensões internas, estabilidade através da espessura e consistência dimensional após a maquinagem.
Intervalos de propriedades mecânicas
As três têmperas têm níveis de resistência muito semelhantes; as diferenças resultam principalmente da forma do produto e do estado de tensão, e não da liga inerente. As gamas de propriedades típicas são apresentadas abaixo (valores não garantidos):
| Temperamento | Resistência à tração (MPa) | Resistência ao escoamento (MPa) | Alongamento (%) | Notas |
|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 260-310 | 240-280 | 12-17 | Comum para folhas, chapas, barras |
| 6061-T651 | 260-310 | 240-280 | 10-16 | Placa de alívio de tensões com planicidade melhorada |
| 6061-T6511 | 260-310 | 240-280 | 8-12 | Extrusões com alívio de tensões e melhor linearidade |
Os valores de resistência à tração e ao escoamento situam-se no mesmo intervalo, mas o alongamento e a estabilidade dimensional diferem. Uma vez que o T651 e o T6511 são submetidos a estiramento ou endireitamento, mantêm geralmente uma distribuição de tensões mais uniforme e uma melhor estabilidade durante a maquinagem pesada, em comparação com o T6.
tensão esidual e estabilidade dimensional
A tensão residual é um dos factores de engenharia mais importantes que afectam precisão geométrica e retenção da forma após a maquinagem.
6061-T6 retém tensão residual relativamente elevada do tratamento por solução e têmpera. Consequentemente, a abertura de bolsas de grandes dimensões, a redução da espessura ou a maquinagem assimétrica podem facilmente conduzir a deformação, torção ou distorção irregular quando a peça estiver solta.
6061-T651 sofre alongamento alívio do stressproduzindo uma distribuição mais uniforme das tensões internas. Durante o desbaste ou o desprendimento, a chapa T651 normalmente mantém a sua forma de forma mais fiáveltornando-o adequado para maquinagem de placas espessas, placas de fixação, bases de ferramentas e estruturas com bolsos profundos.
6061-T6511 é optimizado para formas extrudidas e reduz significativamente a tendência para flexão e torção, melhorando retidão e estabilidade dimensional em barras longas, carris, conectores e perfis estruturais. Em comparação com as extrusões T6 padrão, as extrusões T6511 manter a retidão de forma muito mais eficaz.
Comportamento de maquinagem e tendência de deformação
Do ponto de vista das ferramentas de corte, as três têmperas maquinam de forma semelhante e enquadram-se na categoria de ligas de alumínio bem maquináveis. As verdadeiras diferenças aparecem após remoção substancial de material.
6061-T6 pode ser notado libertação de tensões elásticas durante a maquinação pesada - especialmente em embolsos de placas grossas ou estruturas de paredes finas. Isto leva frequentemente a movimento ou distorção significativa após desbaste ou desaperto.
6061-T651 tem uma tensão residual mais baixa, pelo que normalmente apresenta alterações dimensionais mais pequenas e planicidade mais estável após cortes pesados. Isto torna-a mais fiável para bolsos profundos, fresagem de grandes áreas e maquinagem de precisão de placas.
6061-T6511 supera consistentemente as extrusões T6 padrão na maquinação de componentes extrudidos longos. Apresenta menos torção e curvaturareduzindo a necessidade de repetidas configurações ou passagens de correção e mantendo uma melhor retidão durante a maquinagem.
Forma do stock e estabilidade da forma
Cada temperamento corresponde fortemente ao seu forma típica das existências e utilização prevista.
6061-T6 é normalmente fornecido como folha, placa padrão e barras extrudidas em geral, tornando-o adequado para peças de uso geral onde a sensibilidade à deformação é moderada.
6061-T651 é principalmente proposto como chapa grossa, chapa de precisão ou chapa para ferramentas com face fresada. O regulamento prevê maior planicidade e estabilidade mais consistente através da espessuratornando-o ideal para componentes de precisão do tipo placa, bases de máquinas, placas de fixação e superfícies de montagem de equipamento.
6061-T6511 aplica-se a perfis extrudidosA produção de peças de reposição é feita a partir de peças de reposição, tais como carris, secções estruturais, planos e barras longas. Estas peças requerem elevada linearidade e retenção fiável da forma extrudida original, especialmente quando se trata de maquinação secundária.
Estas diferenças na forma das acções dividem naturalmente os seus domínios de aplicação:
favor de pratos T651, favorecimento de extrusões T6511, enquanto O T6 responde a necessidades de carácter geral.
Custo e disponibilidade
Na maioria dos mercados, 6061-T6 tem o a maior disponibilidade e o menor custotornando-o a opção preferida para aplicações sensíveis ao custo e para utilização geral.
6061-T651 é ligeiramente mais caro devido à sua processo de alívio do stress por estiramentomas a estabilidade dimensional melhorada reduz frequentemente retrabalho, tempo de maquinagem e resíduosresultando num menor risco global de fabrico.
6061-T6511 normalmente custa um pouco mais do que as extrusões T6 normais, mas oferece retidão e estabilidade dimensional superiores, oferecendo um excelente valor para perfis longos, carris e extrusões estruturais onde a retenção da geometria é crítica.
Diferenças típicas de aplicação
6061-T6 é adequado para peças estruturais gerais, caixas, suportes, coberturase tarefas de maquinagem de pequena a média dimensão onde o risco de deformação é modesto e a extrema planicidade ou retidão não é crítica.
6061-T651 é amplamente utilizado para bases de máquinas, placas de fixação, placas de montagem de equipamentos, blocos de ferramentase outros componentes de tipo placa que exigem elevada planicidade, geometria estável e comportamento previsível após maquinação pesada.
6061-T6511 é preferível para perfis longos extrudidos, tais como carris, conectores, elementos de estrutura, barras estruturaise qualquer forma extrudida que requeira ambos maquinagem longitudinal e secundária mantendo uma excelente retidão.
Como escolher entre 6061-T6, 6061-T651 e 6061-T6511?
Depois de o alumínio 6061 ter sido escolhido para um projeto, a seleção entre T6, T651 e T6511 depende principalmente da geometria da peça, da estratégia de maquinagem, do volume de remoção de material e da sensibilidade à deformação.
- Para peças de tipo placa com requisitos pesados de maquinação e planicidade
Escolher 6061-T651. A sua condição de tensão reduzida e a planicidade melhorada tornam-na uma escolha mais segura e mais previsível para a fresagem de grandes áreas, embolsos profundos e desbaste de chapas grossas. A chapa T651 tende a manter a sua forma de forma mais fiável após o desbaste e a remoção da fixação, minimizando o empeno e a distorção. - Para componentes extrudidos longos em que a retidão é crítica
Escolher 6061-T6511. Para elementos de armação, carris, conectores e outros perfis estruturais que dependem da linearidade e da geometria estável da secção transversal, o T6511 tem geralmente um melhor desempenho do que as extrusões T6 padrão. Oferece uma maior linearidade e uma torção reduzida, especialmente quando é necessária uma maquinação secundária significativa. - Para peças mais pequenas e menos críticas com maquinação moderada
Escolher 6061-T6. Quando as peças são relativamente pequenas, envolvem uma remoção limitada de material ou não são particularmente sensíveis à deformação, o T6 é totalmente adequado e muitas vezes preferido devido à sua ampla disponibilidade, custo mais baixo e flexibilidade de fornecimento.
Na prática, uma regra simples é: para peças que envolvam maquinagem pesada e requisitos rigorosos de planicidade ou retilinearidade, utilizar T651 ou T6511; para geometria padrão e maquinagem moderada, T6 proporciona um excelente equilíbrio entre custo e desempenho.
Conclusão
6061-T6, 6061-T651 e 6061-T6511 são fundamentalmente a mesma liga de alumínio 6061. As suas diferenças resultam de trajectórias de tratamento térmico e da presença ou ausência de processos de alívio de tensões, que conduzem a comportamentos distintos em termos de estabilidade de maquinagem, níveis de tensões residuais, planicidade, retidão e adequação a diferentes tipos de peças.
Em termos de resistência, os três pertencem à mesma classe. No entanto, na utilização atual em engenharia, o T651 e o T6511 oferecem uma estabilidade dimensional significativamente melhor do que o T6, tornando-os as opções preferidas para placas de precisão, membros extrudidos longos, estruturas e aplicações de maquinagem pesada.
Especificar claramente o liga de base + têmpera + forma de stock em desenhos ou planos de processo ajuda os fornecedores a compreenderem os requisitos com precisão e permite que as equipas de maquinação controlem a distorção de forma mais eficaz, melhorando a consistência e a fiabilidade das peças finais.
