Wat is 6063 Aluminium? Eigenschappen, Sterkte, Toepassingen en Gebruik?

Wat is 6063 aluminium?

An 6063 Aluminium Metaal dat is verbeterd door het toevoegen van sporen van andere metalen elementen. Aluminium is een van de meest populaire basismetalen om te legeren vanwege hoe algemeen het is en zijn uitstekende materiaaleigenschappen. Er zijn talloze aluminiumlegeringen, elk met verschillende soorten en samenstellingen van legeringselementen, en ze beschikken elk over enkele voordelen op het gebied van sterkte, bewerkbaarheid, lasbaarheid, enzovoort. Om deze legeringen van elkaar te onderscheiden, heeft de Aluminum Association een naamgevingsysteem ontwikkeld dat aluminiumlegeringen organiseert op basis van legeringselementen en materiaaleigenschappen, met behulp van een viercijferige “naam”. Het eerste cijfer van deze naam geeft de serie van legeringen aan, die vooral worden onderverdeeld op basis van legeringselementen; bijvoorbeeld, de focus van dit artikel is op 6063 aluminium, dat behoort tot de 6xxx-legeringen, of die welke magnesium en silicium gebruiken om het basismetaal te verbeteren. De eigenschappen, sterktes en toepassingen van deze legering zullen in deze discussie worden verkend, om beter te begrijpen hoe nuttig dit materiaal kan zijn voor ontwerpers.

Fysieke eigenschappen van 6063 aluminium

6063 aluminium legering is hittebehandelbaar, lasbaar, goed bestand tegen corrosie en gemakkelijk te vormen. Het is een topkeuze voor extrusie vanwege zijn eigenschappen, omdat het gemakkelijk door een matrijs wordt gedrukt in vele vaste dwarsdoorsnede vormen. Deze legering onderscheidt zich van een andere populaire 6xxx-serie legering, 6061 aluminiumlegering, door de percentages van legeringselementen (voel je vrij om hier alles over 6061 legering te lezen). De samenstelling van 6063 aluminium is 0,7% Mg, 0,4% Si en 98,9% Al, wat iets basischer is dan de samenstelling van 6061 aluminium. Let op dat deze cijfers fluctueren op basis van productievereisten of natuurlijke onzuiverheden, binnen bepaalde toleranties. Het dichtheid van type 6063 aluminium is 2,7 g/cm3 en is ongeveer hetzelfde als puur aluminium. Er zijn slechts kleine verschillen tussen 6061 en 6063 aluminium, maar de meest opvallende is dat 6063 minder sterk is maar gemakkelijker te vormen, waardoor het onmisbaar is voor complexe, geëxtrudeerde projecten.

Corrosiebestendigheid

Alle aluminium Types reageren met lucht of water, zoals de meeste metalen doen, maar aluminiumlegeringen krijgen eigenlijk juist meer sterkte in plaats van af te breken. Een beschermlaag van oxide hecht zich aan de buitenlaag van aluminium, wat een barrière vormt tegen alles dat kan reageren met het chemisch actieve aluminium. Dit zorgt voor een behoorlijke weerstand tegen corrosie, en de 6xxx-alliages staan bekend om hun goede chemische weerstand. De meeste corrosieve effecten op 6063 aluminium zijn over het algemeen verwaarloosbaar onder normale atmosferische omstandigheden, wat niet gezegd kan worden voor andere gangbare materialen zoals koolstofstaal. 6063 aluminium is ook meer resistent dan zijn broer (type 6061) omdat het veel minder koper bevat, een element dat de vatbaarheid voor corrosie verhoogt. 6063 is chemisch inert ten opzichte van geconcentreerd salpeterzuur, ammoniak, ammoniumhydroxide en bepaalde bodems, hoewel dit moeilijk te generaliseren is vanwege de variatie in bodem samenstellingen. 6063 legering kan worden gecoat met een beschermlaag (zie ons artikel over 2024 aluminium voor informatie over bekleding) om het nog minder gevoelig te maken voor corrosie.

Mechanische eigenschappen

Tabel 1, hieronder gevonden, geeft een overzicht van de belangrijke mechanische eigenschappen van 6063 aluminium. Deze omvatten de ultieme, trek- en schuifsterkte, evenals de elasticiteitsmodulus en schuifmodulus. Deze waarden hangen af van hoe het legering wordt gehard of versterkt door middel van het warmtebehandelingsproces (zie ons artikel over 2024 aluminium voor een meer diepgaand begrip van deze procedure). Elke “hardheid” heeft zijn eigen kenmerken, maar dit artikel zal zich alleen richten op de 6063-T6 hardheid voor vereenvoudiging.

De treksterkte op vervorming is een maat voor hoeveel trekbelasting (trekken) een stuk 6063 aluminium kan verdragen voordat het plastisch (permanent) vervormt. Het is van essentieel belang voor bouwkundige toepassingen omdat de hoeveelheid belasting op een onderdeel van een legering 6063 deze waarde nooit mag overschrijden, anders stort het gebouw in. De treksterkte voor 6063 aluminium is 214 MPa (31.000 psi), wat slechts iets minder sterk is dan zijn 6061-tegenhanger.

De ultieme sterkte is de maximale hoeveelheid spanning tijdens plastische vervorming, meestal bereikt vlak voordat een proefstuk van aluminium in twee breekt (bekend als het “breukpunt”). Deze waarde wordt meestal niet gespecificeerd, maar het is nuttig om te weten bij extrusielegeringen zoals 6063 omdat deze plastisch vervormd moet worden, maar niet gebroken. De ultieme sterkte voor 6063 aluminiumlegering is 241 MPa (35.000 psi).

Scheursterkte meet de maximale hoeveelheid schuifspanning die een materiaal kan ondergaan voordat het plastisch vervormt. Schuifspanning is elke spanning die tegengestelde krachten uitoefent langs een vlak; denk aan scharen die papier knippen. Wanneer de tegengestelde krachten van de schaarbladen de dunne dwarsdoorsnede van het papier ontmoeten, faalt het papier in schuif (of "knipt") door de schuifspanning die het ervaart van de bladen. Scheursterkte is nuttig bij het gebruik van legeringen in plaatmetaalstansen en staafsnijden, om beter te begrijpen hoe het materiaal zal reageren op dit soort schuifvervorming. Voor 6063 aluminiumlegering is de scheursterkte 152 MPa (22.000 psi), wat laag genoeg is om dit soort bewerking mogelijk te maken.

De elasticiteitsmodulus en schuifmodulus bepalen de weerstand van het materiaal tegen elastische (of niet-permanente) vervorming. Ze worden berekend uit de elastische delen van de spanning-rek-curves (lees meer over dit onderwerp in ons artikel over 3003 aluminiumlegering), en zijn goede indicatoren voor de algemene materiaalkracht. Voor 6063 aluminium, de elasticiteitsmodulus en schuifmodulus zijn respectievelijk 68,9 GPa (10.000 ksi) en 25,8 GPa (3.740 ksi). Deze waarden zijn ongeveer hetzelfde in 6061 aluminium, en dit is logisch omdat legeringen van dezelfde serie op vergelijkbare wijze moeten reageren op elastische vervorming.

Samenvatting van mechanische eigenschappen voor 6063 aluminiumlegering.