Mengapa T6 Temper Membatasi Kelenturan
Penunjukan T6 berarti material telah diberi perlakuan panas larutan, didinginkan, dan kemudian berumur secara artifisial hingga mencapai kekuatan puncak. Pada paduan 6061 praktik penuaan yang menghasilkan T6 umumnya merupakan perlakuan pengendapan pada suhu kurang lebih 175 C selama 8 jam, mengikuti panduan perlakuan panas paduan aluminium tempa dalam ASTM B918/B918M. Selama proses penuaan, endapan Mg2Si halus terbentuk di seluruh butiran dan meningkatkan kekuatan luluh menjadi sekitar 276 MPa dengan kekuatan tarik sekitar 310 MPa. Keuntungannya adalah pengurangan elongasi yang tersedia sebelum patah, menjadi sekitar 10 hingga 12 persen pada data umum yang dipublikasikan.
Pembengkokan memusatkan regangan plastik pada bagian luar tikungan. Ketika permintaan regangan lokal pada permukaan tersebut melebihi perpanjangan sisa material, maka retakan akan terjadi. Pada puncak-berusia 6061, batas antara regangan akibat tekukan yang kuat dan regangan yang dapat diserap material adalah kecil, sehingga keruntuhan tidak terjadi secara bertahap - bagian tersebut akan terbentuk sempurna atau patah. Beberapa mekanisme memperburuk hal ini: struktur mikro T6-mengeras dengan cepat, sehingga regangan terlokalisasi alih-alih menyebar; partikel penyusun kasar bertindak sebagai tempat inisiasi retakan; dan pada pelat yang lebih tebal, bagian tersebut tidak dapat ditekuk hingga radius kecil apa pun paduannya.
Membentuk Perilaku dengan Paduan dan Temper
Tabel di bawah ini menguraikan karakteristik pembentukan alternatif yang biasanya dipertimbangkan ketika suatu desain memerlukan tikungan.
| Bahan | Kekuatan tarik (khas) | Kekuatan hasil (khas) | Pemanjangan (khas) | Membentuk penilaian |
|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 310MPa | 276 MPa | 10 hingga 12% | Miskin; retak pada radius yang sempit |
| 6061-T4 | 241 MPa | 145 MPa | sekitar 16% | Bagus; kemudian usia menjadi T6 |
| 6061-O | sekitar 115 MPa | sekitar 48 MPa | sekitar 25% | Sangat baik untuk pembentukan yang parah |
| 5052-H32 | minimal 228 MPa | minimal 193 MPa | sekitar 12% | Bagus; pilihan standar untuk pembengkokan lembaran |
| 5052-O | sekitar 195 MPa | sekitar 90MPa | sekitar 25% | Bagus sekali |
| 3003-H14 | sekitar 152 MPa | sekitar 145 MPa | sekitar 8% | Sedang; dibutuhkan radius yang besar |
| 6063-T5 / T6 | sekitar 186 hingga 241 MPa | sekitar 145 hingga 214 MPa | sekitar 8 hingga 12% | Banyak digunakan untuk pembengkokan tabung |
Nilai minimum untuk temper yang tercantum dalam ASTM B209/B209M atau ASTM B221 harus diambil dari standar produk dan sertifikat pabrik untuk lot sebenarnya; angka-angka di sini adalah nilai-nilai umum yang dipublikasikan untuk pekerjaan seleksi saja. Perhatikan bahwa 5052-H32 memiliki kekuatan luluh yang lebih tinggi dibandingkan 6061-T4 namun tetap jauh lebih mudah dibentuk, itulah sebabnya ia mendominasi pekerjaan pembentukan lembaran logam.
Jari-jari Tikungan Minimum Praktis
Panduan radius tikungan merupakan praktik bengkel dan bukan hanya satu nomor yang dipublikasikan, karena radius yang dapat dicapai bergantung pada ketebalan, arah butiran, kondisi perkakas, dan tingkat penandaan permukaan yang diizinkan. Kisaran berikut mencerminkan praktik umum untuk tikungan 90 derajat pada arah melintang, di mana T adalah ketebalan material.
Untuk 6061-T6, radius bagian dalam di bawah 2,5T hingga 4T berisiko tinggi, dan banyak pabrikan menolak untuk membengkokkannya sama sekali di bawah 3T. Untuk 6061-T4 kisaran praktisnya adalah sekitar 1,5T hingga 2T. Untuk 5052-H32, sekitar 1,0T hingga 1,5T. Untuk 5052-O, sekitar 0,5T. Untuk 3003-H14, sekitar 0,5T hingga 1T.
Empat aturan mengurangi risiko retak apa pun paduannya. Tekuk ke arah putaran, bukan mengikuti arah putarannya. Deburr dan, jika memungkinkan, poles garis lengkungnya, karena tepian yang tercukur akan memicu keretakan. Gunakan radius hidung pukulan yang sesuai dengan radius gambar daripada mengandalkan bukaan cetakan. Dan jaga agar area tikungan bebas dari goresan dalam dan bekas injakan, yang berfungsi sebagai pemusat tegangan.
Bentuk-Lalu-Rute Usia
Jika desain memerlukan kekuatan 6061-T6 dan juga memerlukan lengkungan, solusi yang dapat diterima adalah membentuk dalam kondisi yang lebih lunak dan menua setelahnya. Dua varian digunakan. Yang pertama, fabrikator membeli larutan bahan 6061-T4 yang diberi perlakuan panas dan berumur alami, yang stabil dan dapat dibentuk untuk jangka waktu praktis, membentuknya, dan kemudian secara artifisial menuanya menjadi T6 pada suhu sekitar 175 C selama 8 jam. Yang kedua, larutan fabrikator mengolah material di dalam pabrik, membentuknya dalam kondisi as-quench W saat masih lunak, dan kemudian menua hingga T6. Rute kedua memberikan sifat mampu bentuk yang terbaik tetapi mengharuskan pembentukan dilakukan dalam jangka waktu singkat setelah pendinginan, biasanya terbatas pada beberapa jam, dan bagian-bagian tersebut harus didinginkan jika pengoperasiannya tertunda.
Dua efek harus diperbolehkan. Perubahan dimensi seiring penuaan memang kecil namun dapat diukur, jadi-toleransi bagian yang ketat harus diverifikasi setelah siklus penuaan. Dan springback lebih besar pada-temperatur kekuatan tinggi karena rasio modulus elastisitas terhadap kekuatan luluhnya tinggi, sehingga perkakas harus dibuat dengan kompensasi dan divalidasi melalui uji coba.
Verifikasi Tikungan dan Kontrol Kualitas
Penerimaan tikungan harus didasarkan pada pengujian dan bukan pada inspeksi visual saja. ASTM E290 menjelaskan metode uji tekuk standar untuk keuletan dan ISO 7438 adalah prosedur tekuk bahan logam yang setara, dengan GB/T 232 sebagai metode pengujian Tiongkok yang sebanding. Pembengkokan 180 derajat di sekitar mandrel tertentu, dengan pemeriksaan permukaan luar dengan perbesaran dua hingga tiga kali, merupakan pemeriksaan produksi biasa, dan pengujian benda-pertama dengan radius satu langkah lebih ketat daripada gambar akan menentukan margin proses. Untuk komponen yang dianodisasi atau dicat, fleksibilitas pelapisan dinilai secara terpisah dengan metode T-bend dari ASTM D4145, karena pelapisan bisa rusak sementara substratnya tetap kokoh.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Q:Bisakah 6061-T6 ditekuk tanpa retak?
A: Hanya dengan radius bagian dalam yang besar, umumnya 2,5T hingga 4T atau lebih, dan dengan garis lengkung melintang ke arah penggulungan. Banyak perakit yang menolak membengkokkan 6061-T6 sama sekali dan memilih paduan yang lebih mudah dibentuk.
Q:Paduan aluminium manakah yang sebaiknya digunakan sebagai pengganti 6061-T6 untuk pembengkokan?
J: 5052-H32 untuk pekerjaan lembaran logam umum, karena menggabungkan kekuatan yang berguna dengan keuletan dan ketahanan korosi yang baik, atau 3003-H14 untuk komponen dengan beban ringan. Untuk pembengkokan tabung, 6063-T5 adalah pilihan umum.
Q:Bisakah 6061 dibengkokkan dan kemudian berumur hingga T6?
J: Ya. Ini adalah praktik standar: membentuk bagian dalam kondisi T4, atau segera setelah quenching dalam kondisi W, kemudian berumur sekitar 175 C selama 8 jam untuk mencapai kekuatan T6. Biarkan perubahan dimensi kecil selama penuaan.
Q:Mengapa 6061-T6 retak bukannya berubah bentuk?
J: Penuaan puncak meningkatkan kekuatan luluh menjadi sekitar 276 MPa sekaligus mengurangi perpanjangan yang tersedia menjadi sekitar 10 hingga 12 persen. Pembengkokan membutuhkan lebih banyak regangan daripada yang dapat diserap oleh material pada radius yang sempit, sehingga material tersebut akan patah dan bukannya luluh secara progresif.
Q:Bagaimana kualitas tikungan diverifikasi dalam produksi?
J: Dengan melakukan pengujian tekukan sesuai ASTM E290 atau ISO 7438, biasanya pada 180 derajat di sekitar mandrel tertentu, ditambah uji coba radius-yang lebih ketat pada artikel pertama untuk menetapkan margin proses.
Q:Apakah ketebalan material mempengaruhi kelenturan?
J: Ya. Untuk rasio radius dalam terhadap ketebalan yang sama, material yang lebih tebal berperilaku serupa, namun untuk mencapai radius absolut yang kecil pada pelat tebal memerlukan gaya perkakas yang jauh lebih besar dan dibatasi oleh rasio radius terhadap ketebalan, bukan oleh paduan saja.
