6061-T6 組成のエンジニアリングリファレンス, 引張特性, 剛性, 密度, 熱膨張, 導電率, 電気的挙動, 製品形状のバリエーション, CNC 設計への影響.

導入
6061-T6 は強度のバランスに優れているため、アルミニウム機械加工部品に広く指定されています。, 重さ, 耐食性, 導電率, 可用性, 終了応答, そしてコスト. これらの利点を簡単に要約すると、, ただし、合金を正しく使用するには、単一の特性テーブルをコピーするだけでは不十分です。.
物性値は製品の形状によって異なります, 厚さ, 向き, 熱処理, 試験方法, および管理仕様. 典型的なハンドブックの値は比較に役立ちます, 購入と受け入れには最小仕様が使用されます. 温度が上昇すると設計許容値が再び低くなる可能性があります, 倦怠感, 環境, および安全率が考慮されます.
物質の挙動間の完全なつながりを実現するために, 機械加工, 仕上げ, 料金, とDFM, を見てください 6061-T6 アルミニウム CNC 加工完全ガイド.
6061-T6 の意味
の 6061 この指定は、主な強化システムがマグネシウムとシリコンに基づいている鍛造 6xxx シリーズ アルミニウム合金を示します。. T6 焼き戻しは、製品が溶体化熱処理され、人工的に時効処理されていることを意味します。. すべての 6061-T6 製品が同一の強度または応力条件を備えているというわけではありません。.
常に合金と質質の両方を指定してください. 6061-Oなどの用語, 6061-T4, 6061-T6, T651, と T6511 は大きく異なる状態を説明しています. T651 および T6511 は、熱処理状態に応力除去操作を追加し、機械加工中の寸法安定性が重要な場合によく選択されます。.
T6 vs T651
T651 は一般に、溶体化熱処理後の制御された延伸によって応力が緩和されたプレートに関連付けられます。, その後人工的に老化させた. 定義上、T6 の強力なバージョンではありません. 実際の利点は、ストックの大部分を除去する操作中の残留応力の動きが少ないことです。. 正確な指定と要件は、該当する製品仕様に従う必要があります。.
6061 化学組成

化学組成は合金の指定に関連付けられています, T6気質ではない. 以下に登録されている制限値は組成範囲と最大値です。, 対象レシピではありません. 工場は適合品を生産する可能性があります 6061 それらの制限内のさまざまな点で.
要素 | 重量構成 | 冶金学的役割 |
シリコン (そして) | 0.40-0.80% | 析出硬化系でマグネシウムと結合します。 |
鉄 (鉄) | 0.70% 最大 | 管理された不純物; 金属間化合物粒子を形成する |
銅 (銅) | 0.15-0.40% | 強度と老化への対応をサポート; 腐食挙動に影響を与える可能性があります |
マンガン (ん) | 0.15% 最大 | 微量添加と不純物の管理 |
マグネシウム (マグネシウム) | 0.80-1.20% | シリコンによる一次強化添加 |
クロム (Cr) | 0.04-0.35% | 粒子構造と再結晶化の制御に役立ちます |
亜鉛 (亜鉛) | 0.25% 最大 | 限定された残留添加物 |
チタン (の) | 0.15% 最大 | 結晶粒の微細化をサポート可能 |
その他の要素 | 0.05% それぞれ; 0.15% 合計 | 不特定の残留要素を制限します |
アルミニウム (アル) | 残り | 卑金属 |
成分制限は登録されたものに従います 6061 指定. 調達時の改訂と材料証明書を確認する.
アルミニウム協会の 国際合金指定と化学組成制限 登録された鍛造アルミニウム組成物の管理基準です。. 製品仕様は、機械的な機能を追加しながらこれらの制限を再現する場合があります。, 次元の, マーキング, と品質要件.
マグネシウムとシリコンがどのように強化されるか 6061

溶体化熱処理により強化元素がアルミニウムのマトリックスに溶解されます。. 焼入れは過飽和状態を保持します, 人工時効により、転位の動きを妨げる微細なマグネシウムケイ化物の析出物が形成されます。. 強度は完全な熱履歴に依存します, クエンチ効果, セクションサイズ, 組成だけではなく、経年変化の状態も考慮してください。.
証明書が重要な理由
証明書は合金を特定する必要があります, 気性, 暑さとか多さとか, 製品形態, 適用仕様, 化学, および必要な機械的結果. 重要なプロジェクトの場合, 在庫をカットする前にトレーサビリティと受け入れ要件を確認する. ハンドヘルド合金識別は受信制御をサポート可能, ただし、焼き戻しを検証したり、必要な機械的テストに代わるものではありません。.
6061-T6の機械的性質
財産 | 代表的な基準範囲 | エンジニアリング用途 | 重要な資格 |
極限引張強さ | について 290-320 MPa | 引張試験における最大応力 | 最小仕様は製品と厚さによって異なります |
0.2% オフセット降伏強度 | について 240-280 MPa | 永久変形の始まり | 受け入れには該当する材料規格を使用する |
伸長 | 多くの場合、約 8-17% | 延性と変形能力 | ゲージの長さに大きく依存します, 向き, とセクション |
弾性率 | について 68-70 GPa | 弾性剛性とたわみ | 焼き戻しは弾性率にほとんど影響を与えません |
せん断弾性率 | について 26 GPa | ねじりおよびせん断変形 | 正しい等方性材料の仮定に基づいて使用してください |
ポアソン比 | について 0.33 | 多軸弾性計算 | ロットの許容限界ではなく典型的な値 |
ブリネル硬さ | 多くの場合、約 90-100 HB | おおよその硬度と摩耗の比較 | 方法, 負荷, 製品の状態が結果に影響します |
疲労強度 | 近くでよく報告される 90-100 記載されたサイクル数での MPa | 事前の繰返し荷重スクリーニング | アルミニウムには真の耐久限界はありません; S-N 曲線と安全率を使用する |
一般的な室温基準. 製品仕様と認定試験結果の管理調達; 設計許容値制御 安全性が重要な計算.
強度は製品ごとに異なります
おおよそのよく知られた値 310 MPaの極限引張強さと 276 MPa 降伏強度は有用な代表的な参考値です, しかし、それらは普遍的に受け入れられる価値観ではありません. 皿, シート, 押し出し棒, チューブ, プロフィール, 他の製品は厚さと向きによって最小値が異なる場合があります. 強度が契約上の場合は、図面の製品仕様と現在のリビジョンを使用する.
剛性は強度とは異なります
弾性率が降伏前のたわみを制御. およそ 69 GPa, 6061-T6 は一般的な鋼の約 3 分の 1 の剛性です. 6061-T6 から 7075-T6 に変更すると、強度は大幅に向上しますが、弾性率はわずかに変化します, そのため、それ自体で剛性の問題が解決されることはほとんどありません. セクションの深さを増やす, リブを追加する, スパンの短縮, または、より硬い素材を選択する方が通常はより効果的です.
合金の詳細な選択については, 見る 6061-T6 対 7075-T6: 強さ, 料金 & 被削性.
疲労と骨折
アルミニウム合金には、一部の鋼のように真の耐久限界がありません。. 引用された疲労強度は、そのサイクル数でのみ意味を持ちます。, 応力比, 検体, 表面状態, 環境, そして統計的根拠. 機械加工されたエッジ, スレッド, 腐食ピット, 陽極酸化処理, 残留応力, 応力集中はすべて疲労性能を変化させる可能性があります. アプリケーション固有の S-N 曲線と周期的荷重に対する適切な設計方法を使用する.
物理的および熱的特性

財産 | 代表的な参考値 | デザインへの影響 |
密度 | について 2.70 g/cm3 | 一般鋼の約1/3の密度 |
融解範囲 | について 582-652 あなたC | 範囲, 単一の融点ではない |
比熱容量 | について 0.90 室温付近のJ/g-K | 一時的な加熱と冷却に影響を与える |
熱伝導率 | 多くの場合、約 150-170 W/m-K | ハウジングや放熱構造に有用 |
熱膨張係数 | について 23.6 um/m-K 室温付近 | 温度が変化すると、寸法変化が厳密な公差を超える可能性があります |
熱拡散率 | について 65-70 mm2/秒 | 温度勾配が均一になるまでの速度に影響を与える |
熱伝導率
6061-T6 は鋼鉄や多くのエンジニアリング プラスチックに比べて熱をよく伝えます。. ハウジングをサポートします, 備品, コールドプレート, および機械加工された熱拡散コンポーネント. システムのパフォーマンスは依然としてジオメトリに依存します, 細かいエリア, 気流, 接触平坦度, インターフェースマテリアル, 表面状態, と組み立て圧力. 導電率だけではヒートシンクの性能は決まりません.
熱膨張

代表的な係数を使用すると、 23.6 a/m-K, ある 100 mm寸法が約変化します 0.0236 mm 10 ℃の温度変化. その動きはすでに多くの精密な加工公差を超えています. 必要に応じて、図面で基準温度を定義する必要があります。, 最終検査の前に部品とゲージが安定する必要があります.
異種材料アセンブリも注目に値する. アルミニウムは鋼鉄の約2倍膨張します, 温度変化によりプリロードが変化する可能性があるため、, ベアリングのはめあい, シール圧縮, アライメント, および界面応力. 室温の寸法のみをチェックするのではなく、全温度範囲を分析します.
高温および低温
6061-温度と暴露時間が増加すると、T6 強度は低下します, 長時間の熱により、析出硬化構造が過度に損傷する可能性があります。. あらゆる負荷と寿命に適した普遍的な連続使用温度はありません。. 高温設計には承認された供給元からの温度依存の許容値を使用する. 低温時, 多くのアルミニウム合金は有用な靭性を保持しています, しかし、極低温サービスには依然として材料と容器の管理要件が必要です.
電気的特性
財産 | 代表的な基準範囲 | 工学的な意味合い |
電気伝導率 | について 40-47% IACS | 多くのエンクロージャに適しています, シャーシ, および接地構造 |
電気抵抗率 | について 3.7-4.3 マイクロオームセンチメートル | 電気グレードのアルミニウムや銅よりも高い抵抗 |
温度係数 | について 0.004 あなたに従ってC | 温度が上がると抵抗が上がる |
陽極酸化表面 | 電気絶縁性 | 導電性接触が必要な箇所のコーティングをマスキングまたは除去する |
6061-T6 は多くのシャーシに十分な導電性を備えています, RFハウジング, 接地構造, および熱電気アセンブリ, ただし、電気グレードの導体合金ではありません. 接触抵抗は酸化物に依存する, 仕上げる, プレッシャー, 清潔さ, ファスナーのデザイン, とサービス時間.
陽極酸化物は電気絶縁性を持っています. 接地パッド, コネクタシート, スレッドインターフェース, EMI 接触ゾーンにはマスキングまたは別の仕上げが必要な場合があります. の 6061-T6アルミアルマイトガイド コーティングの厚さを説明します, マスキング, および導電性界面の計画.
腐食と表面の挙動

6061-T6 は薄い自然酸化膜を形成し、通常の大気環境下で良好な性能を発揮します。. 塩化物, 隙間, 水分を保持した, アルカリ性洗剤, 異種金属, そして銅- または鉄分が豊富な粒子は局所的な腐食のリスクを高める可能性があります. 「マリン」などの幅広いラベル’ 耐用年数を予測するには十分ではありません.
- 実際の化学物質への暴露を定義する, 温度, 乾湿サイクル, そして掃除方法.
- 排水トラップを避け、可能な場合は排水と換気を提供します。.
- アルミニウムとステンレス鋼を電気的に絶縁, 銅, 真鍮, 必要に応じてウェットサービスでカーボンファイバーを使用することもできます.
- アルマイト処理を選択してください, 化成皮膜, ペイント, 粉体塗装, または環境およびインターフェイス要件からの別の仕上げ.
- マスキングの指定, シール状態, コーティングの厚さ, 腐食試験, 仕上げ名だけではなく合格基準も.
製品の形状と仕様が重要
製品形態 | 共通の条件 | 特性と加工の考慮事項 |
皿 | T6 またはストレス緩和 T651 | 厚さは保証された特性に影響します; T651 は重加工時の動きを軽減します |
シート | 利用可能な場合は T6 | 薄いセクションには異なる曲げと伸びの要件がある場合があります |
押し出しプロファイル | T6 または T6511 | 特性はプロファイルの厚さに依存します, 押し出し設計, 急冷する, そしてストレッチする |
押し出し棒またはチューブ | T6 またはそれに関連するストレスから解放された気質 | 穀物の流れ, 寸法, と真直度は製品仕様に従ってください |
圧延棒または冷間仕上げ棒 | 製品特有の気質 | 押出成形品やプレートと同じ要件を想定しないでください |
鍛造 | 熱処理された状態 | 特性と鍛流線は鍛造ルートと仕様によって異なります |
ASTM B209/B209M-21a アルミニウム合金のシートとプレートをカバーします, その間 ASTM B221-21 押し出し棒をカバーする, ロッド, ワイヤー, プロフィール, とチューブ. 注文書には関連する製品仕様を記載する必要があります, 合金, 気性, 寸法, 検査, 認証, および追加要件.
プレートの代わりに押し出しを使用しないでください, またはT651の場合はT6, 公称合金のみに基づく. 粒子構造, 残留応力, 真直度, 寸法公差, 保証された機械的特性, 表面状態はすべて完成部品に影響を与える可能性があります.
6061-T6 他の材質との比較
材料 | 6061-T6 に対する主な利点 | 主なトレードオフ | 代表的な選択理由 |
7075-T6 | はるかに高い強度 | コストが高く、腐食/仕上げ挙動が異なる | 高負荷の軽量構造 |
6063-T6 | 多くの場合、押出および熱パフォーマンスが向上します | 強度が低い | 複雑なプロファイルと多数のヒートシンク突出部 |
5052-H32 | 強力なシート成形と海洋腐食性能 | 析出硬化ではない; 機械加工による構造強度の低下 | 曲げシートエンクロージャと海洋シート作業 |
ADC12 | 安定した大量のニアネットダイカスト | 延性の低下, 可能性のある気孔率, 陽極酸化処理は予測可能性が低い | 一体化された鋳造ハウジングとカバー |
304 ステンレス鋼 | より高い剛性と幅広い耐食性 | はるかに重い, 導電性が低い, そして機械加工が遅くなる | 硬い, 耐久性のある, 耐食性コンポーネント |
銅 | はるかに高い熱伝導率と電気伝導率 | より高い密度, 料金, および加工に関する考慮事項 | 高性能の熱経路と電流経路 |
材料の選択は制限要件に従う必要があります. より高い強度を指す 7075; 複雑な押し出しが有利になる場合があります 6063; 形成されたマリンシートが有利になる可能性があります 5052; 安定した大容量ニアネット ジオメトリは ADC12 を優先する可能性があります; 剛性や激しい腐食にさらされている場合は、鋼または別の合金が正当化される場合があります。. の 6061-T6 と ADC12 の比較 鍛造機械加工ストックとダイカストの間の材料とプロセスのトレードオフについて説明します.

CNC 加工における特性の意味
財産 | その部分にとってそれが何を意味するか | 実際の設計または製造の対応 |
低密度 | 優れた重量比強度の可能性 | 強度だけを比較するのではなく、形状を効率的に使用する |
近傍の弾性率 69 GPa | 同一の形状と荷重で鋼よりもたわみが大きい | セクションの深さを増やす, リブを追加する, スパンを短くする, もしくは素材を変えるか |
良好な機械加工性 | 高い除去率が可能 | 鋭利なアルミニウム製の工具を使用する, 適切なチップロード, 確実な避難と |
高い熱伝導率 | 切断とサービスの熱が素早く広がります | 寸法が重要な場合のバルク温度の制御 |
高い熱膨張 | はめあいと寸法は温度によって変化します | 基準温度を定義し、異種材料アセンブリを評価する |
良好な陽極酸化反応 | 実用的な保護および装飾仕上げ | コーティングの成長を計画する, マスキング, ラックマーク, そして最終寸法 |
適度な硬さ | 工具の摩耗は通常は管理可能です | 表面の傷や取り扱い上のダメージから保護します。 |
残留応力 | 大幅な削り取りで歪みを解消 | T651 プレートを検討してください, バランス荒加工, 安定, そして在庫を終了します |
6061-T6 は通常、鋭利な工具と良好な切りくず排出を使用してきれいに加工します。. 熱伝導率が高いので切削熱を分散します。, 一方、熱膨張により、寸法を近づける場合には温度制御が重要になります。. また、弾性率が比較的低いため、薄い壁は工具の圧力やクランプの歪みの影響を受けやすくなります。.
を使用します。 6061-T6 CNC 加工パラメータガイド ツーリング用, 速度, フィード, 掘削, たたく, 冷却, そして検証. の 6061-T6 CNC 加工 DFM ガイドライン カバー壁の厚さ, ポケット, 半径, 穴, スレッド, 公差, そして仕上げ手当.
JADE-CNC による材料データの使用方法
JADE-CNC は、ハンドブックの表を完全な仕様として扱うのではなく、図面のコンテキストで材料データをレビューします。. レビューは合金を接続します, 気性, ストックフォーム, 加工シーケンス, 許容範囲, 仕上げる, 検査, 量, およびサービス条件.
- 要求された合金を確認する, 気性, 製品形態, および認証範囲
- T6 かどうかを確認してください, T651, または、形状と在庫除去計画によりよく適合する別の条件
- 硬さを特定する, 熱膨張, 薄肉, 加工前の残留応力リスク
- 陽極酸化処理またはその他の仕上げを寸法に合わせて調整する, スレッド, 接地, と化粧品の顔
- 重要な寸法の検査方法を定義する, 幾何学, スレッド, および表面要件
- 強度に関する代替材料の比較, 導電率, 腐食, 音量, またはコストが決定を左右する
CADモデルを送信する, 描画, 量, 材質仕様, 仕上げる, およびサービス要件への JADE-CNC の材料と加工のレビューをリクエストする.
よくある質問
6061-T6 プロパティに関する一般的な質問
6061-T6の引張強さはどれくらいですか?
典型的なリファレンスはおおよそ次のとおりです。 290-320 MPa, ただし、最低保証額は製品の形態によって異なります, 厚さ, 向き, と仕様. 材料証明書と合格基準を使用する.
6061-T6 の降伏強度はどれくらいですか?
典型的な参考文献は多くの場合、 240-280 MPa. すべてのプレートに対して 1 つの値を想定しないでください, シート, バー, チューブ, または押し出し; 適用製品表と許容設計を使用してください。.
6061-T6 はスチールと比較してどれくらい硬いですか?
その弾性率は約 69 GPa, 普通鋼の約3分の1. 同じ荷重とジオメトリで, したがって、降伏強度が適切であっても、アルミニウム部品はより大きくたわみます。.
6061-T6の熱伝導率はどれくらいですか?
一般的な基準範囲は約 150-170 W/m-K 室温付近. 実際の値は条件や温度によって異なります, そして完全な熱性能は形状と界面に大きく依存します。.
6061-T6 は温度によってどの程度膨張しますか?
についての使用 23.6 a/m-K, ある 100 mm寸法は大まかに変わります 0.0236 mmオーバー 10 あなたC. 基準温度はぴったりフィットと検査に重要です.
6061-T6 は電気を通しますか?
はい, 一般的に周りに 40-47% IACS. 自然酸化物と陽極酸化により接触抵抗が増加します, そのため、導電性インターフェースには慎重な仕上げと接点設計が必要です.
6061-T6 は耐食性があります?
多くの大気条件で良好に機能しますが、塩化物環境では孔食が発生し、湿った場合はより貴な材料に対して電気的に腐食する可能性があります。. 環境, 詳細, 分離, そして最後にサービスパフォーマンスを決定します.
6061-T6 と 6061-T651 の違いは何ですか?
どちらも溶体化処理および人工時効処理が施されています. T651 には、該当製品のストレッチによる応力緩和も含まれています, 重機械加工時の動きを軽減できます.
結論
6061-適度な強度を兼ね備えたT6, 低密度, 良好な機械加工性, 有用な導電率, 一般的に良好な陽極酸化反応. 主な設計上の制限は、鋼よりも剛性が低いことです。, かなりの熱膨張, 有限疲労寿命, 製品の形状や仕様による特性のばらつき.
初期の比較には典型的なデータを使用する, 調達の仕様限界, 材料の受け入れに関する認定結果, 重要な設計に対して承認された許容値. この区別により、便利なハンドブック番号がサポートされていないエンジニアリング上の約束になるのを防ぎます。.
目次

レオ・リャン, R社の創業者ベストパートナー&D
JADE-CNC 創設者 LEO, 20年以上の業界専門知識をもたらした人物, レオは見習いとしてキャリアをスタートし、表面処理と CNC 加工のスキルを実践しています。.