6011 obvykle přichází na výkresu spíše než na užším seznamu — automobilový konstrukční profil, trubka rámu jízdního kola, tvarovaný díl, který potřebuje o stupeň vyšší pevnost po stárnutí, než poskytuje 6061. Měď je to, co tento stupeň kupuje, a co jej ohraničuje. Jakost, kterou objednáte — T4, T5 nebo T6 — pak rozhoduje o tom, kolik pevnosti získáte a jak obtížné je díl tvarovat.
Co je hliník 6011?
6011 je tepelně zpracovatelná slitina hliníku, hořčíku a křemíku z rodiny 6xxx. Zpevňuje se precipitací křemičitanu hořečnatého (Mg₂Si) během precipitačního vytvrzování, stejným mechanismem, který vytvrzuje 6061 a 6082.
Co odlišuje 6011 od běžných konstrukčních jakostí 6xxx, je měď. Obsahuje přibližně dvojnásobek mědi oproti 6061, a tento jediný rozdíl řídí vše, co stojí za to o ní vědět: vyšší odezvu na precipitační vytvrzování a vyšší pevnost, na úkor odolnosti proti korozi a vodivosti.
Chemické složení 6011
Složení níže představuje registrované limity, které jsou v souladu s registrací Aluminum Association, EN 573-3 a GB/T 3190-2020.
| Prvek | Hmotnost % |
| Křemík (Si) | 0.6 – 1.2 |
| Železo (Fe) | max. 1,0 |
| Měď (Cu) | 0.4 – 0.9 |
| Mangan (Mn) | 0,8 max |
| Hořčík (Mg) | 0.6 – 1.2 |
| Chrom (Cr) | max. 0,30 |
| Nikl (Ni) | max 0,20 |
| Zinek (Zn) | max. 1,5 |
| Titan (Ti) | max 0,20 |
| Ostatní, každý / celkem | 0.05 / 0.15 |
| Hliník (Al) | Bilance |
Uvádějte registrované limity. Údaje o složení pro 6011 ne vždy odpovídají těmto limitům, proto před závazkem zkontrolujte chemii na hutním atestu proti této tabulce. Atest vykazující měď na 0,15%, zinek omezený na 0,25%, žádný řádek pro nikl, nebo olovo a bismut na 0,2–0,6% byl převzat z jiné slitiny nebo jiné normy — než jej přijmete, zeptejte se, které.
Olovo a bismut na 0,2–0,6% každý by z 6011 učinily slitinu pro snadné obrábění, což není. Tyto přísady patří do jiné rodiny a datový list 6011 obsahující Pb a Bi popisuje něco jiného.
Proč na obsahu mědi záleží
Měď je zde určujícím prvkem a její účinky působí různými směry.
Pevnost — pozitivní. Měď se účastní odezvy na precipitační vytvrzování spolu s Mg₂Si, takže 6011 dosahuje vyšší pevnosti než 6061 ve srovnatelných jakostech. Uváděná pevnost v tahu 6011-T6 se obvykle pohybuje v rozmezí 310–360 MPa oproti 6061-T6 kolem 310 MPa.
Korozní odolnost — negativní. Měď v hliníku tvoří katodické intermetalické částice a zvyšuje náchylnost k důlkové a mezikrystalové korozi. S přibližně dvojnásobkem mědi oproti 6061 by se u 6011 nemělo předpokládat, že je korozně odolnější z těch dvou. Pro mořské prostředí, prostředí silniční soli nebo jakoukoli aplikaci, kde bude slitina nenatřená a mokrá, je 6061 bezpečnějším výchozím bodem.
Vodivost — negativní. Legující prvky v tuhém roztoku rozptylují elektrony přenášející teplo a náboj. Křemík v tuhém roztoku je silným viníkem a měď tento efekt umocňuje. Vzhledem k tomu, že 6011 leží na horní hranici rozsahu křemíku a obsahuje značné množství mědi, očekávejte vodivost na úrovni 6061-T6 nebo nižší, nikoli vyšší.
Svařitelnost — vyžaduje kvalifikaci. Standardní praxe pro Al-Mg-Si se automaticky nepřenáší. Vyšší obsah mědi může ovlivnit chování při tvorbě horkých trhlin, takže postup kvalifikovaný na 6061 by měl být znovu kvalifikován, nikoli považován za platný.
To je důvod, proč by se obecné online tvrzení, že 6011 je “lepší pro odolnost proti korozi a chladí lépe než 6061”, nemělo opakovat. V obou ohledech chemie ukazuje opačným směrem.
Mechanické vlastnosti podle způsobu temperování
6011 se netěší širokým, konzistentně tabelovaným údajům o vlastnostech jako 6061. Publikované hodnoty se liší podle formy výrobku — údaje pro plech, výlisky a trubky se neshodují — proto níže uvedená tabulka uvádí orientační komerční hodnoty, nikoli minimální hodnoty podle specifikace.
| Temperament | Pevnost v tahu (MPa) | Mez kluzu (MPa) | Prodloužení (%) |
| O (žíhaný) | 85 – 130 | 40 – 80 | 25 – 30 |
| T4 | ~290 | ~140 | ~22 |
| T5 | střední rozsah mezi T4 a T6 | střední rozsah mezi T4 a T6 | — |
| T6 | 310 – 360 | 240 – 320 | 8 – 12 |
Dvě upozornění, která stojí za přečtení před použitím jakýchkoli z těchto čísel.
Za prvé, rozptyl u T4 je skutečně velký. Jeden výrobce výlisků uvádí 6011-T4 s minimální pevností v tahu 150 MPa; jiní uvádějí 230–290 MPa pro stejné označení. Tato mezera je příliš široká pro návrh.
Za druhé, údaje pro T5 jsou vzácné. Tam, kde se 6011-T5 vyrábí, chová se podle očekávání — mezi přirozeně stárnutým T4 a plně stárnutým T6 — ale spolehlivé publikované hodnoty je obtížné najít a mělo by se specifikovat podle prohlášení výrobce, nikoli podle obecného grafu.
Pro jakýkoli konstrukční díl požadujte mechanické hodnoty na hutním atestu pro objednanou formu a tloušťku. U tvářených výrobků 6xxx se vlastnosti obvykle ověřují podle příslušné výrobkové normy — ASTM B209 pro plech a desky, EN 485-2 v Evropě — ale 6011 není univerzálně uvedena v každém vydání, proto si předem potvrďte rozhodující normu.
Fyzikální vlastnosti
| Majetek | Hodnota |
| Hustota | ~2,70 g/cm³ |
| Rozsah tavení | ~580 – 650 °C |
| Součinitel tepelné roztažnosti | ~23,6 × 10⁻⁶ /°C (20–100 °C) |
| Modul pružnosti | ~69 GPa |
| Tepelná vodivost | Spolehlivě nepublikováno — očekávejte na úrovni 6061-T6 nebo nižší |
| Elektrická vodivost | Spolehlivě nepublikováno — očekávejte na úrovni 6061-T6 nebo nižší |
Dva řádky vodivosti si zaslouží vysvětlení spíše než číslo.
6061-T6 je dobře známa s tepelnou vodivostí přibližně 167 W/m·K a elektrickou vodivostí kolem 40% IACS. Protože 6011 obsahuje více křemíku a podstatně více mědi, její vodivost by měla být na těchto hodnotách nebo pod nimi. Uváděné hodnoty kolující pro 6011 — obvykle 155–175 W/m·K — leží uvnitř nebo pod pásmem 6061, což je s tímto odůvodněním konzistentní.
Praktický důsledek: nespecifikujte 6011 s očekáváním lepšího přenosu tepla než u 6061. Pokud navrhujete chladič, tepelný výměník nebo jakoukoli tepelnou součást a potřebujete naměřenou hodnotu vodivosti, vyžádejte si ji na hutním datovém listu. Pro konstrukce řízené přenosem tepla, kde 6011 není již předepsána, je 6063 rozumnější volbou z rodiny 6xxx s přibližně 201 W/m·K.
6011 vs 6061 vs 6063 vs 6082 vs 7075
Srovnání níže jsou sladěna podle jakosti a obecně proti T6 nebo nejbližšímu komerčnímu stavu.
| Slitina | Hlavní legující prvky | Pevnost v tahu (T6) | Odolnost proti korozi | Svařitelnost | Typické použití |
| 6011 | Mg 0,6–1,2, Si 0,6–1,2, Cu 0,4–0,9 | 310 – 360 MPa | Dobrá, ale nižší než 6061 | Svařitelná; kvalifikujte postup | Automobilové profily, rámy jízdních kol, tvarované konstrukční díly |
| 6061 | Mg 0,8–1,2, Si 0,4–0,8, Cu 0,15–0,40 | ~310 MPa | Velmi dobrá | Vynikající | Všeobecné konstrukční práce, mořské rámy, strojní díly |
| 6063 | Mg 0,45–0,9, Si 0,2–0,6 | ~240 MPa | Velmi dobrá | Vynikající | Architektonické výlisky, chladiče, okenní systémy |
| 6082 | Mg 0,6–1,2, Si 0,7–1,3, Mn 0,4–1,0 | ~310 – 340 MPa | Velmi dobrá | Velmi dobrá | Evropské konstrukční výlisky, doprava |
| 7075 | Zn 5,1–6,1, Mg 2,1–2,9, Cu 1,2–2,0 | 500 – 570 MPa | Špatný | Špatná — v praxi se netavně svařuje | Letecké konstrukce, vysoce zatížené díly |
Kam která zapadá:
- 6011 — když je rovnováha pevnosti a tvařitelnosti rodiny 6xxx správná, ale potřebujete o stupeň vyšší pevnost po stárnutí než 6061, a díl žije v kontrolovaném prostředí spíše než v solné mlze.
- 6061 — výchozí volba. Lepší dostupnost, lepší korozní chování, lépe dokumentované vlastnosti, snadnější svařování. Zvolte ji, pokud 6011 není skutečně na výkresu.
- 6063 — nejlepší povrchová úprava, nejvyšší vodivost z těchto možností, nejnižší pevnost. Zvolte jej pro viditelné výlisky a tepelné díly.
- 6082 — evropský strukturální ekvivalent k 6061 s manganovým zpevněním. Pokrývá velkou část toho, co lidé očekávají od 6011.
- 7075 — zcela jiná úroveň pevnosti, s nižší korozní odolností a bez praktického tavného svařování. Není náhradou za 6011; jde o jinou třídu dílu.
Porozumění T4, T5 a T6
Tyto tři stavy se neustále objevují v poptávkách na 6011 a jsou často nesprávně popisovány. Níže uvedené definice se řídí standardním názvoslovím stavů.
| Temperament | Co se skutečně děje | Výsledek |
| T4 | Rozpouštěcí žíhání, kalení, poté přirozené stárnutí při pokojové teplotě | Dobrá tvařitelnost se střední pevností; pevnost v průběhu času dále roste |
| T5 | Chlazení přímo z procesu tváření za zvýšené teploty, například z vytlačování, poté umělé stárnutí | Střední pevnost bez samostatného rozpouštěcího žíhání |
| T6 | Rozpouštěcí žíhání, kalení, poté umělé stárnutí za zvýšené teploty | Maximální pevnost slitiny; nejnižší tvařitelnost ze všech tří |
Tři důležitá upřesnění:
- “Přirozené stárnutí” označuje stárnutí, nikoli chlazení. Každý stav po rozpouštěcím žíhání je rychle kalen. U T4 je stárnutí přirozené — probíhá při pokojové teplotě. Popisovat T4 jako “přirozené chlazení” zkresluje proces.
- T5 nezahrnuje lití. Následuje po tváření za tepla — typicky na extrudéru. 6011 je tvářená slitina; v žádném z těchto tří stavů není krok lití.
- Pevnost T6 pochází z umělého stárnutí, nikoli z rychlosti kalení. Kalení je nutné, ale vlastnosti vyvíjí následné stárnutí. Připisovat pevnost T6 “rychlému chlazení” je časté a zavádějící zjednodušení.
Všimněte si, že jde o stavy tepelného zpracování. Označení deformačního zpevnění, jako O nebo H18, popisují jiný mechanismus a 6011 se v provozu takto nespecifikuje, i když O se někdy používá jako výchozí materiál pro tváření.
Volba mezi T4, T5 a T6
| Pokud je požadavkem… | Specifikace |
| Tváření složitých tvarů před stárnutím | T4 — vytvarujte, poté stárněte na T6, pokud je následně potřeba pevnost |
| Tvarovaný díl již vyrobený z výchozího materiálu, se střední pevností | T5 — vyhýbá se samostatnému rozpouštěcímu žíhání |
| Maximální konstrukční pevnost | T6 |
| Maximální tažnost pro hluboké tažení | O jako výchozí materiál pro tváření, poté tepelné zpracování |
| Cokoli kritického, bez požadavku na tažení | Ptejte se; u takové specializované slitiny nehádejte |
Cesta T4 a následné stárnutí je běžná v automobilovém průmyslu: plech přichází ve stavu T4, je lisován nebo tvarován, dokud je tvařitelný, a poté podstoupí umělé stárnutí pro dosažení konečných vlastností. Pokud váš díl sleduje tuto cestu, specifikujte v poptávce oba stavy, aby huť dodala správný výchozí stav.
Práce s 6011
Tváření. T4 je stav pro tváření. Očekávejte zde dobrou tvařitelnost za studena, která v T6 prudce klesá. Poloměry ohybu a limity tváření nejsou pro 6011 tak široce dokumentovány jako pro 6061 — vyžádejte si je pro vaši konkrétní tloušťku.
Obrábění. Stárnutím zpevněné stavy se dobře obrábějí. T6 produkuje kratší třísky než T4, který má tendenci být lepivější. Platí standardní nástroje a řezné kapaliny pro hliník.
Svařování. Svařování MIG i TIG funguje a platí standardní logika přídavných materiálů Al-Mg-Si: ER4043 tam, kde dominuje odolnost proti praskání a kontrola tavné lázně, ER5356 tam, kde záleží na vyšší pevnosti svaru nebo lepší barevné shodě při anodizaci. Kvůli obsahu mědi nepředpokládejte, že postup kvalifikovaný na 6061 lze přenést bez testování. Pamatujte, že tepelně ovlivněná zóna každé tepelně zpracovatelné slitiny měkne v důsledku přestárnutí a tuto ztrátu nelze obnovit tepelným zpracováním samotného svaru — navrhujte s tímto vědomím.
Povrchová úprava. 6011 se dá přijatelně anodizovat, i když slitiny s obsahem mědi mohou vykazovat mírně teplejší nebo méně uniformní tón než slitiny s nízkým obsahem mědi. Pokud je barevná konzistence specifikačním požadavkem, prožeňte vzorek skutečnou dokončovací linkou před zahájením výroby.
Dostupnost a realita obstarávání
6011 je specializovanější slitina než slitiny, se kterými se obvykle srovnává, proto si předem potvrďte formu a stav:
- Plech, deska a svitek v T4, T5 a T6 jsou formy nejpravděpodobněji dostupné ze skladu nebo v krátké výrobní lhůtě.
- Trubky a tyče se obecně vyrábějí na zakázku, proto počítejte s dodací lhůtou a očekávejte minimální množství.
- Výlisky jsou dostupné, ale obvykle vázané na konkrétní profily, nikoli na obecný katalog.
Pro většinu poptávek je poctivé srovnání s 6061 nebo 6082. Pokud 6011 není již uvedena na vašem výkresu, zeptejte se, zda okrajový nárůst pevnosti ospravedlňuje cestu výroby na zakázku a méně ucelená datová základna vlastností. Často ne.
Požadavky na dokumentaci jsou stejné jako u jakékoli certifikované slitiny: hutní osvědčení s actualní chemickou analýzou a mechanickými výsledky pro každé tavení nebo šarži a inspekce třetí stranou na vyžádání, pokud to projekt vyžaduje.
Go/No-Go: Kdy specifikovat 6011
Go — specifikujte 6011, když:
- Výkres zákazníka nebo existující sestava již uvádí 6011 a substituce není možná.
- Potřebujete u tvarovaného dílu stupeň vyšší pevnosti po stárnutí než 6061 a provozní prostředí není agresivní.
- Díl je lakovaný, povlakovaný nebo jinak chráněný, takže korozní penalizace způsobená mědí je omezena.
- Vyrábíte trubky pro bicyklové rámy, automobilové karosářské nebo konstrukční profily nebo podobné tvarované dopravní komponenty, kde je jakost již zavedena.
- Můžete ověřit vlastnosti proti hutnímu certifikátu namísto spoléhání se na obecné tabulky.
No-go — zvolte něco jiného, když:
- Díl je vystaven mořské soli nebo posypové soli — použijte 6061 nebo 5083.
- Navrhujete pro přenos tepla nebo chcete maximální vodivost — 6063 je výrazně lepší s přibližně 201 W/m·K.
- Potřebujete širokou dostupnost, konzistentní publikovaná data o vlastnostech a snadnou kvalifikaci — 6061.
- Aplikace je primární letecká konstrukce — toto není účel, pro který se 6011 používá; zvažte 2024, 7075 nebo příslušnou jakost kvalifikovanou dle AMS.
- Díl bude svařován v bezpečnostně kritickém provozu a chcete hlubokou základnu kvalifikovaných procedurálních dat — 6061.
Kde se 6011 používá
| Sektor | Aplikace |
| Automobilový průmysl | Karosářské a konstrukční profily, výztužné prvky, obkladové profily |
| Výroba bicyklů | Rámové trubky pro střední až vyšší třídu hliníkových rámů, kde se varianta s vyšším obsahem mědi používá k dosažení vyšší pevnosti než 6061 |
| Doprava a všeobecné strojírenství | Tvarované konstrukční díly, konzoly, strojní kryty |
| Chladicí okruhy | Automobilové chladicí a olejové vedení, kde jsou potřebné jak tvařitelnost, tak pevnost — specifikováno z mechanických důvodů, nikoli pro vynikající vodivost |
Charakterizace, které je třeba se vyhnout, je “letecká.” 6011 není letecká konstrukční jakost a tvrzení, která ji staví po bok 7075 pro konstrukce letadel, nejsou podložena tím, jak se slitina skutečně používá.
Výhody a omezení na první pohled
| Přednosti | Omezení |
| Vyšší pevnost po stárnutí než 6061 ve srovnatelných stavech | Vyšší obsah mědi znamená sníženou korozní odolnost vůči 6061 |
| Dobrá tvařitelnost ve stavu T4, umožňující zpracování tvarováním a následným stárnutím | Vodivost pod 6061, výrazně pod 6063 — není to teplotní slitina |
| Umožňuje krok nad 6061 bez přechodu na 7xxx | Úzká jakost: užší dostupnost, trubky a tyče obvykle vyráběné na zakázku |
| Zavedeno v bicyklových rámech a automobilových profilech | Slabě dokumentované vlastnosti s velkými rozpory mezi publikovanými zdroji |
| Platí standardní praxe s přídavným materiálem Al-Mg-Si a dokončováním | Postupy kvalifikované na 6061 by měly být rekvalifikovány, nikoli předpokládány |
Závěr
6011 je varianta s obsahem mědi v rámci tepelně zpracovatelné rodiny 6xxx a její hodnota je úzká, ale skutečná: tvarovaný díl, který potřebuje vyšší pevnost po stárnutí, než poskytuje 6061, v prostředí, které není korozivní. Měď, která to umožňuje, je také to, co ji omezuje — korozní odolnost i vodivost klesají pod 6061 a publikovaný záznam o vlastnostech je tenčí než cokoli, co by konstruktér akceptoval u 6061. Rozhodnutí tedy obvykle spočívá na jedné otázce: je 6011 již uvedena na vašem výkresu, nebo ji volíte?
Dodáváme 6011 plech, desku a svitek ve stavech T4, T5 a T6, s trubkami a tyčemi zajišťovanými na zakázku, a každá objednávka je expedována s MTC uvádějícím skutečnou chemickou analýzu a mechanické výsledky. Sdělte nám sled tvarování ve fázi poptávky a potvrdíme správný vstupní stav.
Pošlete nám výkres, stav, rozsah tloušťky a provozní prostředí pro kontrolu vhodnosti jakosti.
Často kladené otázky
Můžeme nahradit 6011 za 6061 bez rekvalifikace dílu?
Považujte záměnu 6061 za 6011 za konstrukční změnu, nikoli za přímou záměnu. 6061 je jakost s nižší pevností a vyšší korozní odolností, takže záměna musí být odůvodněna na dílu, nikoli na tom, co máme na skladě. Kde je 6011 uvedena na výkresu zákazníka, obvykle žádáme písemné schválení před nabídkou 6061 namísto ní.
Jaké zkoušení potřebuje kvalifikace svařovacího postupu pro 6011?
Počítejte s kvalifikací postupu, nikoli s převzetím postupu pro 6061. AWS D1.2 nemá předkvalifikovanou cestu pro hliník, takže WPS potřebuje svařovaný zkušební vzorek zkoušený tahem, ohybem a makrozkouškou. Změňte skupinu základní slitiny, přídavný materiál, proces, polohu nebo rozsah tloušťky a rekvalifikujete.
Jaké je vaše minimální objednací množství a dodací lhůta pro plech 6011?
Standardní plech, deska a svitek 6011 jsou nabízeny při nízkých minimech. MOQ stanovujeme podle velikosti a stavu, které potřebujete, nikoli podle hutního tonážního množství, a vlastní rozměry probíhají na stejném základě. Zakázková výroba trvá 10–60 dní v závislosti na slitině, rozměrech a zpracování; standardní sklad expeduje dříve.
Můžete řezat 6011 na délku a jaké doklady doprovázejí objednávku?
Ano — řezání plechu a desky na délku je součástí běžného zpracování objednávky, nikoli samostatnou službou. Každá objednávka odchází s MTC, které vydáváme po výrobě, uvádějícím chemii a mechanické vlastnosti pro expedovanou šarži. To vám umožňuje ověřit obsah mědi a pevnost v tahu proti registrovaným limitům namísto obecné tabulky.
