دو خانواده متفاوت، دو شغل متفاوت
5083 یک آلیاژ منیزیم-غیر قابل عملیات حرارتی-آلیاژ منیزیم است. 6061 یک آلیاژ سیلیکونی-آلومینیوم-منیزیم- قابل عملیات حرارتی است. همین تفاوت واحد تقریباً همه چیزهای دیگر را توضیح می دهد. آلیاژ 5xxx از منیزیم در محلول جامد و سخت شدن کار استحکام می‌یابد، در پروفیل‌های تجاری نمی‌توان اکسترود کرد و تقریباً بدون از دست دادن استحکام در ناحیه تحت تأثیر حرارت{11}} جوش می‌خورد. آلیاژ 6xxx از رسوب سیلیسید منیزیم تشکیل شده در طول پیری استحکام می یابد، به راحتی در پروفیل های پیچیده اکسترود می شود، به خوبی ماشین می شود و قسمت زیادی از استحکام خود را هنگام جوشکاری از دست می دهد.
ترکیب و مقایسه خواص
| مورد | 5083-H116 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| خانواده | آل-منیزیم، غیر-گرما-قابل درمان | Al-Mg-Si، حرارت-قابل درمان |
| منیزیم | 4.0 - 4.9 % | 0.8 - 1.2 % |
| سیلیکون | حداکثر 0.40٪ | 0.40 - 0.8 % |
| حداقل استحکام کششی | 305 مگا پاسکال (44 ksi) | 310 مگاپاسکال (45 ksi) |
| حداقل قدرت تسلیم | 215 مگاپاسکال (31 ksi) | 275 مگاپاسکال (40 ksi) |
| تراکم | 2.66 گرم بر سانتی متر مکعب | 2.70 گرم بر سانتی متر مکعب |
| مدول الاستیک | 70 گیگا پاسکال | 69 گیگا پاسکال |
| فرم های معمولی محصول | صفحه، ورق، اکستروژن محدود است | صفحه، ورق، اکستروژن، لوله، نوار |
حداقل 5083-H116 الزامات ASTM B928 برای صفحه دریایی است. حداقل های 6061-T6 الزامات ASTM B209 برای صفحه هستند. تست کشش در هر دو مورد از ASTM E8/E8M پیروی می کند.
آنچه در جوش اتفاق می افتد
این همان جایی است که این دو آلیاژ بیشترین اختلاف را دارند. جوشکاری 6061-T6 به طور موضعی بر ساختار سخت‌شده بارش-بیش از حد می‌رسد و قدرت تسلیم در ناحیه تحت تأثیر گرما{14}}حتی با پرکننده صحیح 5356 یا 4043 تقریباً به 165 مگاپاسکال می‌رسد. بنابراین اتصال حلقه ضعیف است مگر اینکه ساختار اطراف آن دوباره طراحی شود، به همین دلیل است که بدنه های 6061 جوش داده شده نادر هستند. در مقابل، 5083-H116 جوش داده شده با پرکننده 5183 بیشتر استحکام فلز اصلی را در سراسر اتصال حفظ می‌کند، زیرا هیچ رسوبی برای افزایش بیش از حد وجود ندارد. همین منطق، 5083 را به آلیاژ انتخابی برای عرشه ها، مخازن و هر سازه تمام جوشکاری شده دیگری تحت بار خمشی تبدیل می کند.
خوردگی آب دریا
5083 آلیاژ مرجع برای خدمات دریایی غوطه ور است. منیزیم در محلول جامد به علاوه افزودنی‌های کروم به آن مقاومت قوی در برابر حمله حفره‌ای و شکاف در آب دریا می‌دهد، و مزاج H116 در برابر خوردگی بین دانه‌ای توسط ASTM G67 با محدودیت اتلاف جرم 15 میلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع واجد شرایط است. هشدار دما است: سرویس پایدار بالای حدود 65 درجه سانتیگراد می تواند 5083 را حساس کند و 5454 به جای آن در دماهای بالاتر مشخص می شود.
6061{3}}T6 به خوبی در برابر قرار گرفتن در معرض اتمسفر دریایی مقاومت می کند، اما برای غوطه وری مداوم مشخص نشده است. در یک جو مملو از نمک، مقاومت به خوردگی آن کمتر از آلیاژهای 5xxx است و محتوای مس و سیلیکون بالاتر آن باعث می‌شود که در مفاصل مرطوب راکد مستعد حمله موضعی باشد. قوانین عملی از این نتیجه می گیرند: 6061 بالای خط آب می ماند، 5083 به بدنه و مناطق مرطوب می رود.
جایی که هر آلیاژ به آن تعلق دارد
| برنامه | آلیاژ ترجیحی |
|---|---|
| آبکاری بدنه، کیل، ساختار زیرین | 5083-H116 |
| دیوارهای ضد آب و مخازن | 5083-H116 |
| عرشه ها، سازه های کابین، قاب های جوش داده شده | 5083-H116 یا H111 |
| ریل های گیره دار اکسترود شده، گیره ها، قاب پنجره ها، پایه های صندلی | 6061-T6 |
| دکل ها، بوم ها و اتصالات ماشینکاری شده | 6061-T6 یا 5083 که در آن جوش داده شده است |
| روبناهای پیچ شده یا پرچ شده بالای خط آب | 6061-T6 قابل قبول است |
یک راهنمای طراحی عملی مانند EN 13195 و قوانین جامعه طبقه‌بندی که به آن ارجاع می‌دهند، معمولاً فهرست می‌کنند که کدام حالت‌ها و فرم‌های محصول برای لکه‌های بدنه و روبنا قابل قبول هستند، و این قوانین باید در جایی که اعمال می‌شوند، رعایت شوند.
سوالات متداول
Q:آیا 6061-T6 یک آلومینیوم درجه دریایی است؟
پاسخ: بالای خط آب برای اتصالات و سازه ها پذیرفته شده است، اما برای آبکاری بدنه غوطه ور که در آن از 5083-H116 استفاده می شود، مشخص نشده است.
Q:کدام آلیاژ قوی تر است؟
A: در شرایط جوش نشده 6061-T6 استحکام تسلیم بالاتری دارد، حدود 275 MPa در برابر 215 MPa برای 5083-H116. پس از جوشکاری مزیت تا حد زیادی از بین می رود.
Q:چرا 6061 هنگام جوشکاری استحکام خود را از دست می دهد؟
پاسخ: گرمای جوشکاری بیش از حد رسوب سیلیسید منیزیم را در ناحیه تحت تأثیر گرما{0}}زیر می‌کند و قدرت تسلیم آن را به حدود 165 مگاپاسکال کاهش می‌دهد.
Q:آیا این دو آلیاژ را می توان به یکدیگر جوش داد؟
پاسخ: بله، با پرکننده 5356 و یک روش واجد شرایط، اما سمت 6061 همچنان یک ناحیه تحت تأثیر حرارت نرم- را نشان می‌دهد که باید در طراحی لحاظ شود.
Q:برای مخزن سوخت قایق یا آب از کدام آلیاژ باید استفاده کرد؟
A: یک آلیاژ 5xxx. برای مخازنی که دمای بالا را نیز مشاهده می کنند، 5454 به جای 5083 انتخاب معمولی است.
Q:آیا 5083 به عنوان اکستروژن موجود است؟
A: فقط در محدوده بسیار محدودی از پروفایل های ساده. مقاطع پیچیده در 6061 یا 6082 اکسترود شده و سپس به صفحه 5xxx متصل می شوند.
