Do najważniejszych właściwości stopu aluminium, które decydują o jego wykonalności i perspektywach zastosowań, należą: ściśliwość (ciśnienie i prędkość prasowania), wrażliwość na hartowanie oraz właściwości wytrzymałościowe. W tabelach przedstawiono właściwości technologiczne i wytrzymałościowe najpopularniejszych stopów aluminium serii 6xxx.
Wybierając stop aluminium, należy wziąć pod uwagę warunki jego końcowego zastosowania. Jeśli użytkownik końcowy określi jakieś specjalne właściwości, to producent wytłaczanych profili aluminiowych („prasa”) może zaproponować najodpowiedniejszy stop, a także zoptymalizować parametry technologiczne w celu ich zapewnienia.
Stop aluminium 6060 - Stop aluminium AD31
Stopem o najwyższej ściśliwości (łatwości prasowania) i najniższej wrażliwości na hartowanie jest „europejski” stop aluminium 6060 ze względu na najniższe stężenie pierwiastków stopowych. Po nim następuje jego „amerykański” odpowiednik - stop aluminium 6063 (nasz AD31).
Chociaż właściwości wytrzymałościowe tych stopów są bardzo umiarkowane w porównaniu do stopów takich jak 6061 (AD33) i 6082 (AD35), są one całkowicie wystarczające do przegród budowlanych (okna, drzwi, półprzezroczyste fasady). Stop 6063, który jest nieco mocniejszy ze względu na wyższą zawartość magnezu niż stop 6060, jest również stosowany w konstrukcjach budowlanych, które nie są nadmiernie obciążone.
Stop aluminium 6005A
Kolejny poziom wytrzymałości nadaje stop aluminium 6005A z rodziny stopów 6005. W odróżnieniu od stopu bazowego 6005 posiada on zakres od 0,12 do 0,50 % całkowitego stężenia chromu i manganu, co zapewnia wzrost właściwości wytrzymałościowych. Ten stop aluminium charakteryzuje się dobrą kombinacją dość dobrej ściśliwości, niezbyt dużej wrażliwości na hartowanie i ulepszonych właściwości mechanicznych. Szybkość prasowania tego stopu jest dwukrotnie mniejsza niż „najmiększego” stopu 6060 i tylko nieznacznie mniejsza niż „twardszego” stopu 6063, a minimalna wytrzymałość w stanie T5 jest taka sama jak stopu 6061 w stanie T6. Z kolei minimalna szybkość hartowania jest o połowę mniejsza niż w przypadku stopów średniowytrzymałych 6061 i 6082, co oznacza, że hartowanie w prasie profili ze stopu 6005A często wymaga jedynie chłodzenia powietrzem, zamiast chłodzenia powietrzem-wodą lub wodą, które jest zwykle wymagane przy hartowaniu stopy 6061 i 6082.
Stop aluminium 6061 - Stop aluminium AD33
Stop aluminium 6061, kolejny po stopach 6060/6063 najpopularniejszy stop serii 6xxx. Chociaż stop 6061 ma dość wysokie właściwości wytrzymałościowe, jest stosunkowo trudny do prasowania w porównaniu ze stopem 6005, a nawet mocniejszym stopem 6082.
Stop aluminium 6082
Stop aluminium 6082 posiada najwyższe właściwości wytrzymałościowe ze wszystkich stopów serii 6xxx, a jednocześnie wykazuje dobrą ściśliwość, przynajmniej w porównaniu ze stopem 6061.
Porównanie stopów 6060, 6063 i AD31
Skład chemiczny stopów aluminium 6060 i 6063 według EN 579 oraz stopu AD31 według GOST 4784 przedstawiono w tabeli 1. W starych niemieckich normach DIN stopy 6060 i 6063 oznaczono odpowiednio AlMgSi0,5 i AlMgSi0,7
Rola magnezu i krzemu
Magnez i krzem są głównymi pierwiastkami stopowymi w stopach aluminium 6xxx. Magnez i krzem wchodzą w skład związku krzemku magnezu (Mg2Si) w stosunku 1,73 do 1. To właśnie cząstki krzemku magnezu sprawiają, że stopy aluminium 6xxx są utwardzalne termicznie. Poziom właściwości wytrzymałościowych tych stopów aluminium zależy głównie od liczby, wielkości i równomierności rozkładu cząstek Mg2Si w aluminium.
Stopy 6063 i 6060
Stop aluminium 6063 został opracowany w latach trzydziestych XX wieku. W latach 90-tych pojawiła się jego „rozcieńczona” wersja, stop aluminium 6060. Obecnie stop 6063 nazywany jest czasem „amerykańskim” i jest szeroko stosowany w Stanach Zjednoczonych. W Europie Zachodniej stosuje się stop 6060 – swego rodzaju „europejską” wersję stopu 6063. Powyższy diagram pokazuje, że stopy 6060 i 6063 nakładają się na siebie przy niskiej zawartości magnezu i nadmiarze krzemu. Jest to główna właściwość stopu 6060 i główna różnica w stosunku do stopu 6063.
Stopy 6063 i AD31
Stop aluminium AD31 został opracowany w ZSRR (lub zapożyczony) w tych samych latach trzydziestych XX wieku. Jego skład chemiczny określa GOST 4784-97. Do 2000 roku stop AD31 był identyczny ze stopem 6063. Od 2000 roku stop AD31 według GOST 4784-97 przestał być identyczny ze stopem 6063: tolerancje zanieczyszczeń znacznie wzrosły, przede wszystkim dla żelaza: z 0,35 do 0,5.
Stopy 6060 i AD31
Różnice pomiędzy stopem 6060 a stopem AD31 są w zasadzie takie same jak w przypadku stopu 6063. Stop AD31 według GOST 4784-97 posiada dodatkowo wyższą zawartość żelaza: do 0,5 %.
Porównanie stopów 6060 i 6063
Stop aluminium 6060
Stop aluminium 6060 ma minimalną zawartość magnezu 0,35 % i zawartość krzemu 0,30 %. W stanie T5 zapewnia profile prasowane (o grubości do 3 mm) o minimalnej wytrzymałości 190 MPa. Łatwość prasowania nawet przy bardzo skomplikowanych przekrojach profili. Posiada dobrą odkształcalność np. przy zginaniu, w stanie T4 - po hartowaniu i naturalnym starzeniu.
Stop aluminium 6063
Stop aluminium 6063 ma minimalną zawartość magnezu 0,45 % i minimalną zawartość krzemu 0,20 %. Zwiększone minimum magnezu w porównaniu do stopu 6060 zapewnia nieco wyższą wytrzymałość gwarantowaną niż stopu 6060: w stanie T5 – do 215 MPa. Jednakże zwiększona zawartość magnezu zmniejsza prędkość prasowania stopu 6063 - o 15-20 % w porównaniu do stopu 6060.
Stop aluminium 606035
Aluminiowy gigant HYDRO od dawna wykorzystuje i dostarcza konsumentom własne stopy wewnętrzne, które są zawężonymi wersjami głównych stopów serii 6xxx. Spełnia skład chemiczny wymagań stopu 6060 i stopu 6063. Stop ten zapewnia w stanie T5 wytrzymałość na rozciąganie co najmniej 215 MPa, granicę plastyczności co najmniej 190 MPa i wydłużenie co najmniej 10 %. Te właściwości mechaniczne spełniają wymagania dla profili wytłaczanych w stanie T5 zarówno dla stopu 6060, jak i stopu 6063.