2 つの異なる家族、2 つの異なる仕事
5083 は、-非熱処理-アルミニウム-マグネシウム合金です。 6061 は、熱処理可能なアルミニウム-マグネシウム-シリコン合金です。このたった 1 つの違いで、他のほとんどすべてが説明されます。 5xxx 合金は、固溶体中のマグネシウムと加工硬化によって強度が向上し、市販のプロファイルで押し出すことはできず、熱影響部の強度をほとんど失うことなく溶接できます-。 6xxx 合金は、時効中に形成されるケイ化マグネシウムの析出によって強度が増し、複雑な形状に簡単に押し出し、良好に機械加工されますが、溶接時に強度の大部分が失われます。
組成と特性の比較
| アイテム | 5083-H116 | 6061-T6 |
|---|---|---|
| 家族 | Al-Mg、非-熱処理-可能 | Al-Mg-Si、熱処理可能- |
| マグネシウム | 4.0 - 4.9 % | 0.8 - 1.2 % |
| シリコン | 0.40%以下 | 0.40 - 0.8 % |
| 最小引張強さ | 305 MPa (44 ksi) | 310 MPa (45 ksi) |
| 最小降伏強度 | 215 MPa (31 ksi) | 275 MPa (40 ksi) |
| 密度 | 2.66g/cm3 | 2.70g/cm3 |
| 弾性率 | 70GPa | 69GPa |
| 通常の製品形態 | プレート、シート、フレーム限定 | 板、シート、押出成形品、チューブ、バー |
5083-H116 最小値は、海洋プレートに関する ASTM B928 要件です。 6061-T6 最小値は、プレートに関する ASTM B209 要件です。どちらの場合も引張試験は ASTM E8/E8M に従います。
溶接部で何が起こるか
ここが 2 つの合金の最も大きな相違点です。 6061-T6 を溶接すると、析出硬化-構造が局所的に過剰に損傷し、適切な 5356 または 4043 フィラーを使用した場合でも、熱影響部の降伏強度はおよそ 165 MPa まで低下します。-。したがって、接合部の周囲の構造が再設計されない限り、接合部は弱い部分になります。そのため、溶接された 6061 船体は希少です。対照的に、5183 フィラーで溶接された 5083-H116 は、過時効による析出がないため、接合部全体で母材の強度のほとんどを保持します。同じ論理により、5083 は曲げ荷重がかかるデッキ、タンク、その他の全溶接構造に最適な合金となります。
海水腐食
5083 は、浸漬海洋サービス用の基準合金です。固溶体のマグネシウムとクロムの添加により、海水中での孔食や隙間攻撃に対する強い耐性が得られ、H116 焼戻しは ASTM G67 による粒界腐食に対して認定されており、質量損失限度は 15 mg/cm2 です。注意点は温度です。約 65 ℃を超える温度で継続的に使用すると 5083 が過敏になる可能性があり、より高い温度では 5454 が指定されます。
6061-T6 は海洋大気への暴露に十分耐えますが、連続浸漬には指定されていません。塩分の多い雰囲気では、その耐食性は 5xxx 合金よりも低く、銅とシリコンの含有量が高いため、停滞した湿った接合部で局所的な攻撃を受けやすくなります。ここから実際のルールが導き出されます。6061 は喫水線より上に留まり、5083 は船体とウェットゾーンに入ります。
それぞれの合金が属する場所
| 応用 | 好ましい合金 |
|---|---|
| 船体メッキ、キール、船底構造 | 5083-H116 |
| 防水隔壁とタンク | 5083-H116 |
| デッキ、キャビン構造、溶接フレーム | 5083-H116 または H111 |
| 押し出しグラブレール、クリート、窓枠、シートベース | 6061-T6 |
| マスト、ブーム、機械加工された付属品 | 6061-T6、または 5083 溶接箇所 |
| 喫水線より上のボルトまたはリベットで固定された上部構造 | 6061-T6 許容可能 |
EN 13195 などの実用的な設計ガイドとそれを参照する船級協会の規則には、通常、船体および上部構造のスキャントリングに許容される質別および製品形式がリストされており、それらの規則が適用される場合は従う必要があります。
よくある質問
Q:6061-T6 は船舶グレードのアルミニウムですか?
A: 継手や構造物の喫水線より上では認められていますが、5083-H116 が使用される浸漬船体メッキについては指定されていません。
Q:どの合金が強いですか?
A: 溶接されていない状態では、5083-H116 の 215 MPa に対して 6061-T6 の降伏強度は約 275 MPa と高くなります。溶接後はその利点はほとんどなくなります。
Q:6061 はなぜ溶接すると強度が低下するのですか?
A: 溶接熱により熱影響部のケイ化マグネシウムが析出し、降伏強度が約 165 MPa まで低下します。{0}}
Q:2 つの合金は互いに溶接できますか?
A: はい、5356 フィラーと適格な手順を使用すれば可能ですが、6061 側には軟化した熱影響ゾーンが残るため、設計で考慮する必要があります。-
Q:ボートの燃料または水タンクにはどの合金を使用する必要がありますか?
A: 5xxx 合金。温度も上昇するタンクの場合は、5083 ではなく 5454 が通常選択されます。
Q:5083 は押出成形品として入手できますか?
A: 非常に限られた範囲の単純なプロファイルのみで使用されます。複雑なセクションは 6061 または 6082 で押し出され、5xxx プレートに接合されます。
