O alumínio 6061-T6 é uma das ligas tratáveis termicamente mais comumente usadas graças à sua resistência equilibrada, resistência à corrosão e soldabilidade. Porém, no temperamento T6, o 6061 não é a escolha mais adequada para forjamento porque sua alta resistência e menor ductilidade à temperatura ambiente limitam sua conformabilidade.
O que é forjamento?
Forjamento é um processo de conformação onde o metal é moldado através de forças compressivas localizadas, normalmente aplicadas a alta pressão e temperaturas elevadas. Para forjar com sucesso, o material deve ter ductilidade suficiente para poder deformar-se sem rachar.
Faixa de temperatura de forjamento 6061-T6
Para 6061-T6, a temperatura de forjamento ideal está na350–500 grausfaixa.
Acima~480 graus, o super-envelhecimento localizado pode reduzir o potencial de endurecimento por precipitação da liga.
Abaixo~350 graus, a deformação torna-se difícil e a fissuração é mais provável.
A prática típica de processamento inclui:
Pré-aquecimento a 400–450 grauspara garantir um aquecimento uniforme e reduzir os riscos de oxidação.
Manter a temperatura da matriz em torno de 200 grauspara evitar resfriamento excessivo e evitar rachaduras a frio durante a deformação.
6061-T6 Métodos de Forjamento
Abra-Forjamento
Usado para tarugos grandes ou formatos simples, como varetas e barras.
A deformação repetida refina a estrutura do grão e melhora a isotropia.
Forjamento de-matriz fechada (impressão-)
Adequado para componentes com formato quase-rede-, como flanges, alavancas e braços de manivela.
Produz tolerâncias mais restritas (±1 mm) e reduz a quantidade de-usinagem necessária.
Forja perturbada
Aplicado para criar cabeçotes em eixos ou para aumentar a seção transversal-localizada.
Útil para produzir splines, ressaltos e recursos pré{0}}usinados.
6061-T6 Mudanças microestruturais durante o forjamento
Recristalização Dinâmica:Produz novos grãos equiaxiais (ASTM 9–10), eliminando grãos grossos do processamento anterior e melhorando a resistência estática e à fadiga.
Redução de textura:Múltiplas passagens de forjamento ajudam a randomizar a orientação dos grãos, resultando em melhor isotropia.
Quebrando Intermetálicos:Fases como Al₇Cu₂Fe e AlFeSi tornam-se fragmentadas, reduzindo a probabilidade de início de trincas.
6061-T6 Defeitos Típicos de Forjamento e Prevenção
Rachadura a quente:Causado quando as temperaturas caem abaixo de ~350 graus ou quando as taxas de deformação são muito altas.
Prevenção:Garanta aquecimento uniforme e velocidades de forjamento controladas.
Voltas/dobras:Defeitos de fluxo superficial causados por movimento impróprio do metal.
Prevenção:Otimize o projeto da matriz, adicione ventilação adequada e garanta tolerâncias de forjamento adequadas.
Crescimento excessivo de grãos:Ocorre quando a exposição a altas temperaturas é muito longa.
Prevenção:Monitore cuidadosamente os ciclos de temperatura e use recozimento intermediário quando necessário.
6061-T6 Tratamento térmico pós-forjamento
Uma vez concluído o forjamento, a liga entra em uma condição amolecida e parcialmente recristalizada. Um completoTratamento térmico T6é necessário para restaurar a força e aliviar tensões internas. A GNEE normalmente fornece componentes 6061 forjados que passam pelas seguintes etapas:
Tratamento térmico de solução (515–525 graus por 1–2 horas)
Aqueça até520 ± 5 grauspara dissolver fases baseadas em Mg₂Si e Cu-.
Tempere na água abaixo60 grauspara "congelar" átomos de soluto em uma condição supersaturada.
Envelhecimento Artificial (160–180 graus por 8–12 horas)
Idade em170 ± 5 grausaté que o pico de endurecimento por precipitação (fase ″) seja alcançado.
O ar-resfriado depois.
Após o tratamento T6, o 6061 forjado atinge propriedades mecânicas comparáveis às da barra forjada-aproximadamenteUTS 300MPaeresistência ao escoamento 260 MPa-mas com o benefício adicional de uma estrutura de granulação equiaxial mais fina.
Este refinamento microestrutural melhora a resistência à fadiga,5–10%e aumenta a resistência ao impacto em comparação com o 6061-T6 fundido ou extrudado. A GNEE recomenda frequentemente o 6061 T6 forjado para aplicações que exigem durabilidade superior e desempenho de carregamento cíclico.
