6061（統(tǒng)一編號(hào)系統(tǒng)（UNS）編號(hào)A96061）是一種沉淀硬化 鋁合金，含有鎂和硅作為其主要合金元素。它最初被稱為“合金61S”，于1935年開發(fā)。^[2]它具有良好的機(jī)械性能，具有良好的焊接性，并且通常被擠出（僅次于6063）。^[3] 它是通用鋁中最常見的合金之一。

它通常有預(yù)回火等級(jí)，例如6061-O（退火），回火等級(jí)，例如6061-T6（固溶和人工時(shí)效）和6061-T651（固溶，消除應(yīng)力的拉伸和人工時(shí)效）。
 

化學(xué)成分

屬性

6061的機(jī)械性能在很大程度上取決于材料的回火或熱處理。無(wú)論回火如何，楊氏模量均為69 GPa（10,000 ksi）。

6061-O 

退火6061（6061-O回火）的最大極限抗拉強(qiáng)度不超過(guò)150 MPa（22 ksi），最大屈服強(qiáng)度不超過(guò)83 MPa（12 ksi）或110 MPa（16 ksi）。 該材料的伸長(zhǎng)率（極限破壞前的拉伸）為10-18％。為了獲得退火狀態(tài)，通常將合金在415°C加熱2-3小時(shí)。

6061-T4 

T4回火6061的極限抗拉強(qiáng)度至少為180 MPa（26 ksi）或210 MPa（30 ksi），屈服強(qiáng)度至少為110 MPa（16 ksi）。伸長(zhǎng)率為10-16％。

6061-T6 

經(jīng)過(guò)理的T6回火6061可為6061鋁合金提供最大的沉淀硬化（因此具有最大的屈服強(qiáng)度）。它的極限抗拉強(qiáng)度至少為290 MPa（42 ksi），屈服強(qiáng)度至少為240 MPa（35 ksi）。更典型的值分別是310 MPa（45 ksi）和270 MPa（39 ksi）。^[10]這可能超過(guò)某些類型的不銹鋼的屈服強(qiáng)度。^[11]厚度為6.35毫米（0.250英寸）或更小，伸長(zhǎng)率為8％或更高；在較厚的部分，其伸長(zhǎng)率為10％。T651回火具有相似的機(jī)械性能。6061-T6在25°C（77°F）時(shí)的典型導(dǎo)熱系數(shù)約為152 W / mK。材料數(shù)據(jù)表^[12]定義了使用標(biāo)準(zhǔn)RR摩爾試驗(yàn)機(jī)和試樣，在500,000,000個(gè)完全反向循環(huán)的循環(huán)載荷下的疲勞極限為97 MPa（14 ksi）。請(qǐng)注意，鋁在其Sn圖上沒(méi)有顯示出明確定義的“拐點(diǎn)”，因此對(duì)于多少個(gè)周期等于“無(wú)限壽命”存在一些爭(zhēng)議。還應(yīng)注意，應(yīng)用的疲勞極限的實(shí)際值會(huì)受到傳統(tǒng)的載荷，梯度和表面光潔度的降額因素的顯著影響。

微觀結(jié)構(gòu)

不同的鋁熱處理可控制Mg的大小和分散
_2個(gè)Si在材料中沉淀。晶界尺寸也會(huì)變化，但對(duì)強(qiáng)度的影響不如析出重要。晶粒尺寸可基于應(yīng)力而改變數(shù)量級(jí)，并且晶?？尚≈翈装偌{米，但直徑通常為幾微米至幾百微米。鐵，錳和鉻次級(jí)相（鐵
_2個(gè)硅
_2個(gè)鋁
₉，（鐵，錳，鉻）
₃硅鋁
₁₂）通常在材料中形成為內(nèi)含物。

鋁合金的晶粒尺寸在很大程度上取決于加工技術(shù)和熱處理。受到應(yīng)力作用的材料的不同橫截面會(huì)導(dǎo)致晶粒大小數(shù)量級(jí)的差異。一些經(jīng)過(guò)特殊處理的鋁合金的晶粒直徑為數(shù)百納米，但大多數(shù)范圍從幾微米到幾百微米。

使用

建造飛機(jī)結(jié)構(gòu)，例如機(jī)翼和機(jī)身，比商用或軍用飛機(jī)更常見于家用飛機(jī)。 2024合金稍強(qiáng)一些，但是6061更容易加工，即使表面被磨損也仍然耐腐蝕，而2024則不是這種情況，通常與薄Alclad涂層一起使用以提高耐蝕性。^[18]6061通常用于以下用途：

• 游艇建造，包括小型雜物船。
• 汽車零件，例如Audi A8的底盤和Plymouth Prowler。
• 手電筒
• 用于食品和飲料包裝的鋁罐。
• 潛水罐和其他高壓儲(chǔ)氣瓶（1995年后）

6061-T6用于：

• 自行車車架和組件。
• 許多飛蠅釣線軸。
• 在先鋒牌匾
• 次室和擋板系統(tǒng)，可在槍械聲抑制器（為減輕重量主要手槍抑制器和改進(jìn)的機(jī)械功能性），而初級(jí)膨脹室通常需要17-4PH或303不銹鋼或鈦。^[20] [21]
• 許多非軍用規(guī)格的AR-15步槍變體的上下接收器。
• 許多鋁制碼頭和舷梯被焊接到位。
• 某些超高真空（UHV）腔室中使用的材料
• 遙控模型飛機(jī)的許多零件，特別是直升機(jī)旋翼零件。
• 大型業(yè)余無(wú)線電天線。
• 消防部門救援梯

焊接

6061是高度可焊接的，例如使用鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG）或金屬惰性氣體保護(hù)焊（MIG）。通常，焊接后，焊縫附近的性能為6061-T4，約40％的強(qiáng)度損失。可以對(duì)材料進(jìn)行重新熱處理，以使整件材料恢復(fù)到接近-T6的溫度。焊接后，材料自然會(huì)老化并恢復(fù)其某些強(qiáng)度。在最初的幾天到幾周內(nèi)恢復(fù)了大多數(shù)力量。但是，鋁設(shè)計(jì)手冊(cè)（鋁協(xié)會(huì)）建議在不經(jīng)過(guò)適當(dāng)熱處理的情況下，將與焊縫相鄰的材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)為165 MPa / 24000 PSI。典型的填充材料是4043或5356。

擠壓

6061是一種用于生產(chǎn)擠壓件的合金，這種擠壓件是通過(guò)將金屬推過(guò)成形模具而制成的長(zhǎng)等截面結(jié)構(gòu)形狀。

鍛件

6061是適用于熱鍛的合金。通過(guò)感應(yīng)爐加熱坯料，并使用閉模工藝進(jìn)行鍛造。這種特殊的合金適用于敞口模鍛件。汽車零件，沙灘車零件和工業(yè)零件只是鍛件的一部分用途。鋁6061可以鍛造成扁鋼或圓鋼，圓環(huán)，塊，圓盤和坯料，空心和心軸。6061可以鍛造成特殊形狀和定制形狀。^[22]

鑄件

6061不是傳統(tǒng)上鑄造的合金，因?yàn)樗墓韬康?，影響了鑄造的流動(dòng)性。可以使用專門的離心鑄造方法適當(dāng)?shù)罔T造。離心鑄造6061是大型環(huán)和套筒應(yīng)用的理想選擇，這些應(yīng)用超出了大多數(shù)鍛造產(chǎn)品的限制。^[23]

等效材料

6061鋁當(dāng)量表

標(biāo)準(zhǔn)

在以下標(biāo)準(zhǔn)中討論了6061鋁合金的不同形式和回火：

• ASTM B 209：鋁和鋁合金薄板的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
• ASTM B 210：鋁和鋁合金拉制無(wú)縫管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
• ASTM B 211：鋁和鋁合金棒材，棒材和線材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
• ASTM B 221：鋁和鋁合金擠壓棒材，棒材，線材，型材和管材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
• ASTM B 308：鋁合金6061-T6標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)型材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范-根據(jù)ASTM，這是在2019年停產(chǎn)的，沒(méi)有替代品。
• ASTM B 483：通用應(yīng)用的鋁和鋁合金拉制管材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
• ASTM B 547：鋁和鋁合金成型圓弧焊接圓管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
• ISO 6361：鍛造的鋁和鋁合金薄板，帶材和板材

關(guān)鍵詞：6061鋁合金零件

作者：cyanbat 來(lái)源：@青蝠科技