مقایسه آلومینیوم 7075 با 6061: کدام آلیاژ بهتر است؟

آلیاژهای آلومینیوم از گذشته تا امروز، ستون فقرات بسیاری از صنایع سبک و سنگین را تشکیل داده اند. در این میان، سری 6000 و 7000 از پرکاربردترین خانواده های آلومینیوم محسوب می شوند.

مقایسه آلومینیوم 7075 با 6061

سری 6000 با پایه ای از آلومینیوم، منیزیم و سیلیسیم، آلیاژهایی همه کاره، مقرون به صرفه و به نسبت مستحکم ارائه می دهد. در مقابل، سری 7000 که عمدتاً با افزودن روی و مقادیری مس و منیزیم ساخته می شود، آلیاژهایی با مقاومت فوق العاده بالا و کاربردهای تخصصی تر را در اختیار می گذارد. شناخت تفاوت های بنیادین این دو سری، مسیر انتخاب را روشن تر می سازد.برای انتخاب بهینه بین آلیاژهای مختلف، اطلاع از قیمت ورق آلومینیوم 7075 و 6061 نقش مهمی در تصمیم‌گیری مهندسی و اقتصادی ایفا می‌کند.

معرفی آلیاژهای آلومینیوم سری 7000 و 6000

آلومینیوم 6061 یکی از محبوب ترین آلیاژهای سری 6000 است که به دلیل تعادل میان مقاومت، شکل پذیری، قابلیت جوشکاری و مقاومت در برابر خوردگی، در طیف گسترده ای از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. این آلیاژ اغلب به صورت اکسترود شده عرضه می شود و از نظر خواص، انتخابی قابل اتکا برای پروژه هایی است که نیاز به عملکرد مکانیکی متوسط و قابلیت کار با روش های مختلف تولید دارند. از سازه های ساختمانی گرفته تا قطعات اتومبیل، کاربردهای این آلیاژ گسترده و متنوع است.

7075 آلیاژی از خانواده 7000 است که برای مواقعی طراحی شده که عملکرد مکانیکی فراتر از انتظار، امری حیاتی است. این آلیاژ بیشتر در صنایع هوافضا و نظامی مورد استفاده قرار می گیرد، چرا که نسبت مقاومت به وزن بسیار بالایی دارد و می تواند فشارهای مکانیکی شدیدی را تحمل کند. البته این آلیاژ به دلیل درصد بالای روی، نسبت به 6061 سخت تر، اما شکننده تر و در مقابل خوردگی نیز آسیب پذیرتر است، مگر آنکه با روش های پوششی خاص محافظت شود.

مقایسه ترکیب شیمیایی و ساختار آلومینیوم 7075 با 6061

عناصر اصلی در آلومینیوم 6061
در ترکیب 6061، منیزیم و سیلیسیم دو عنصر کلیدی هستند که باعث بهبود مقاومت به خوردگی و افزایش سختی می شوند. مقدار منیزیم معمولاً بین 0.8 تا 1.2 درصد و سیلیسیم بین 0.4 تا 0.8 درصد متغیر است. حضور مقادیر جزئی از آهن، کروم و مس نیز به تنظیم خواص حرارتی و مکانیکی کمک می کند. این ترکیب باعث می شود 6061 هم در شرایط عملیات حرارتی T6 و هم در حالت آنیل شده (O) عملکرد خوبی از خود نشان دهد.

عناصر اصلی در آلومینیوم 7075
آلیاژ 7075 دارای مقدار زیادی روی است که معمولاً بین 5.1 تا 6.1 درصد قرار دارد. همچنین منیزیم و مس نیز در ساختار آن حضور دارند که به صورت هم افزا با روی، مقاومت کششی و سختی نهایی آلیاژ را به شدت افزایش می دهند. البته این ساختار باعث کاهش توان جوشکاری و مقاومت در برابر خوردگی می شود، به خصوص در محیط های مرطوب یا شور.

تاثیر عناصر آلیاژی بر خواص مکانیکی
روی و مس در 7075 باعث می شوند که این آلیاژ از نظر مقاومت کششی و سختی، بسیار برتر از 6061 باشد. با این حال، همین ترکیب آلیاژی منجر به کاهش شکل پذیری و کاهش مقاومت در برابر خوردگی می شود. در مقابل، منیزیم و سیلیسیم در 6061 باعث حفظ توازن میان استحکام، شکل پذیری و دوام در برابر عوامل محیطی شده اند. این تفاوت در ساختار شیمیایی مستقیماً بر کاربردهای صنعتی و عمر مفید هر آلیاژ تأثیرگذار است.

در انتخاب بین آلومینیوم‌های 7075 و 6061، مقایسه ویژگی‌ها در کنار بررسی قیمت فولاد آلیاژی و پیشنهادهای تامین‌کنندگانی مانند ثامن تجارت می‌تواند به تصمیم‌گیری دقیق‌تری منجر شود.

مقایسه خواص مکانیکی آلومینیوم 7075 با 6061

مقاومت کششی و تسلیم
7075 دارای مقاومت کششی حدود 570 مگاپاسکال در حالت T6 است، در حالی که این مقدار برای 6061 حدود 310 مگاپاسکال می باشد. از نظر مقاومت تسلیم نیز، 7075 حدود 500 مگاپاسکال و 6061 حدود 270 مگاپاسکال است. بنابراین در صنایعی که استحکام بالا اولویت دارد، 7075 انتخاب مناسبی است.

سختی و استحکام
از نظر سختی سطحی نیز 7075 عملکرد بهتری دارد و در مقیاس برینل، حدود 150 BHN سختی دارد، در حالی که 6061 حدود 95 BHN است. این ویژگی در تولید قطعاتی که در معرض سایش یا فشار مکانیکی بالا قرار دارند، تعیین کننده است.

قابلیت ماشین کاری و فرم پذیری
6061 آلومینیومی بسیار خوش فرم و خوش ماشین کار است. می توان آن را خم کرد، سوراخ کاری نمود یا تراش داد بدون آن که ترک بخورد. اما 7075 به دلیل سختی بیشتر و تمایل به ترک خوردگی، نیازمند تجهیزات دقیق تر و دانش فنی بالاتری برای ماشین کاری است. در فرم دهی سرد نیز 6061 بهتر عمل می کند.

مقاومت در برابر خوردگی
6061 در محیط های مرطوب یا دریایی، عملکرد محافظتی بهتری دارد. این آلیاژ در برابر اکسیداسیون مقاومت طبیعی دارد، در حالی که 7075 باید با پوشش هایی چون آنودایز یا آبکاری محافظت شود تا دچار خوردگی موضعی نشود.

قابلیت جوشکاری و ماشین کاری
عملکرد آلومینیوم 6061 در جوشکاری
6061 یکی از معدود آلیاژهای مستحکم آلومینیوم است که جوشکاری آن آسان و بی خطر است. با استفاده از روش هایی مانند TIG و MIG می توان بدون افت شدید در استحکام یا ایجاد ترک های داخلی، این آلیاژ را جوش داد. این ویژگی، آن را به گزینه ای محبوب در صنایع ساختمانی و خودروسازی تبدیل کرده است.

محدودیت های جوشکاری آلومینیوم 7075
7075 به سختی جوش پذیر است و اغلب پس از جوشکاری دچار ترک های گرم می شود. همچنین خواص مکانیکی آن پس از جوشکاری به شدت افت می کند. به همین دلیل، معمولاً ترجیح داده می شود که از روش های اتصال مکانیکی یا چسب های صنعتی برای این آلیاژ استفاده شود.

تفاوت در عملیات حرارتی
6061 به راحتی می تواند با عملیات حرارتی مانند T6 تقویت شود. اما 7075 نیاز به عملیات حرارتی دقیق تری دارد تا به حداکثر استحکام برسد. اگرچه پس از عملیات T73، مقاومت به خوردگی در 7075 بهبود می یابد، اما هنوز هم به سطح مقاومت 6061 نمی رسد.

مقایسه کاربردهای متداول آلومینیوم 7075 با 6061

استفاده از 6061 در صنایع مختلف
6061 به دلیل تعادل خواص، در ساخت شاسی دوچرخه، قایق، اسکلت سازه ها، پنل های خورشیدی، خطوط انتقال نیرو و قطعات خودرو کاربرد دارد. در بسیاری از پروژه های مهندسی که وزن و هزینه اهمیت دارد، این آلیاژ گزینه ای معقول و قابل اطمینان است.

کاربردهای تخصصی آلیاژ 7075
7075 در ساخت قطعات حیاتی مانند شاسی هواپیما، ادوات جنگی، اجزای رباتیک و قالب های صنعتی استفاده می شود. جاهایی که نه تنها استحکام بلکه دوام در برابر فشارهای شدید اهمیت دارد، 7075 درخششی منحصر به فرد دارد.

کدام آلیاژ برای هوافضا مناسب تر است؟
در حوزه هوافضا، جایی که هر گرم وزن و هر نیوتن نیرو اهمیت دارد، 7075 به دلیل مقاومت فوق العاده، انتخاب نخست است. اگرچه 6061 هم در بخش هایی با بارگذاری کمتر استفاده می شود، اما در ساخت بدنه، ستون ها و نقاط بحرانی، 7075 جایگزین ناپذیر است.

مقایسه قیمت و در دسترس بودن آلومینیوم 7075 با 6061

6061 به دلیل تولید انبوه و منابع گسترده، قیمتی پایین تر و در دسترس پذیری بالاتری دارد. اما 7075 با توجه به هزینه بالاتر فرآوری و منابع کمتر، قیمتی بالاتر دارد و اغلب فقط در پروژه های خاص استفاده می شود.

جمع بندی: کدام آلومینیوم را انتخاب کنیم؟
اگر نیاز به آلیاژی دارید که در عین داشتن خواص مکانیکی مناسب، مقرون به صرفه، خوش فرم و مقاوم در برابر خوردگی باشد، 6061 انتخاب عاقلانه ای است. اما اگر در پی حداکثر استحکام، وزن کم و مقاومت کششی بالا هستید و قیمت یا جوش پذیری اولویت نیست، 7075 پاسخگوی نیاز شما خواهد بود.

سوالات متداول