6013 существует для одной конструкторской задачи: деталь, которой нужна прочность уровня 2024-T3, но которую необходимо сваривать. 6061 сваривается, но его прочность заканчивается чуть выше 310 МПа в состоянии T6. 2024-T3 обладает прочностью, но это не сплав для сварки плавлением, и для эксплуатации ему требуется плакирование или окраска.
6013 закрывает эту проблему со стороны серии 6xxx. Это термически упрочняемый сплав Al-Mg-Si-Cu с пределом текучести в состоянии T6, вязкостью разрушения и усталостными характеристиками, близкими к плите из 2024-T3, который сваривается как сплав серии 6xxx и не требует защитного плакирования.
Затем спецификацию определяют два ограничения. Медь, которая делает 6013 прочнее 6061, также повышает его склонность к межкристаллитной коррозии, а пиковая прочность достигается только после этапа термической обработки, который должен быть прописан в технологическом маршруте.
Что такое алюминий 6013?
Прочность в этом сплаве достигается за счёт дисперсионного старения, а не холодной деформации. Магний и кремний соединяются в Mg₂Si, а добавка меди формирует дополнительные Cu-содержащие фазы, которые повышают как прочность, так и сопротивление усталости выше того, что достигает простой сплав Al-Mg-Si.
Это относительно недавнее дополнение к семейству 6xxx, и оно остаётся нишевой маркой. Вы не найдёте его на складе так же широко, как 6061, и надбавка к цене по сравнению с 6061 реальна. Покупатели указывают его по двум причинам: им нужна большая прочность, чем у 6061, в свариваемом сплаве, или им нужны свойства класса 2024-T3 в детали, которую необходимо сваривать или которая не может выдерживать коррозионное поведение 2024.
Химический состав
| Элемент | Диапазон (% по массе) |
| Кремний (Si) | 0.60 – 1.0 |
| Магний (Mg) | 0.80 – 1.2 |
| Медь (Cu) | 0.60 – 1.1 |
| Марганец (Mn) | 0.20 – 0.80 |
| Железо (Fe) | ≤ 0,50 |
| Цинк (Zn) | ≤ 0.25 |
| Хром (Cr) | ≤ 0,10 |
| Титан (Ti) | ≤ 0,10 |
| Прочие (каждый / всего) | ≤ 0,05 / ≤ 0,15 |
| Алюминий (Al) | Остальное (94,8 – 97,8) |
Два момента важнее самих цифр. Кремний и магний находятся в почти сбалансированном соотношении для образования Mg₂Si, что и делает сплав восприимчивым к искусственному старению.
Уровень меди — второй момент. При содержании до 1,11% он примерно в три-пять раз превышает допустимый в 6061, что объясняет и то, почему 6013 прочнее 6061, и то, почему он менее коррозионностойкий.
Спецификации и эквивалентные обозначения
| Система обозначений | Наименование |
| UNS | A96013 |
| ISO | AlMg1Si0,8CuMn |
| ASTM | B209 (лист и плита), B221 (прессованные прутки, стержни, трубы, профили) |
| AMS | 4216 (лист 6013-T6), 4347 (лист 6013-T4) |
| GB/T | 3190 |
При оформлении заказа на закупку указывайте спецификацию и состояние вместе. “6013” само по себе не определяет уровень прочности — 6013-T4 и 6013-T6 различаются по пределу текучести примерно на 100 МПа, а это разница между деталью, которая выдерживает нагрузку, и той, которая не выдерживает.
Механические свойства в зависимости от состояния обработки
| Темпер | Предел прочности при растяжении (МПа) | Предел текучести (МПа) | Удлинение | Предел выносливости (МПа) | Предел прочности при сдвиге (МПа) | Твердость (HB) |
| T4 | ~310 | ~170 | ~22% | ~98 | ~190 | — |
| T6 | 379 – 410 | ~350 | ~9% | ~140 | ~240 | ~130 |
| T651 | ≥ 379 | ≥ 359 | ≥ 5% | ~110 | 240 – 248 | 130 |
Строка T651 взята из минимальных значений производителей алюминия для плиты; лист T6 обычно показывает результаты ближе к верхней границе своего диапазона. Рассматривайте таблицу как инструмент предварительной оценки, а сертификат качества завода-изготовителя — как руководящий документ: гарантированные минимумы меняются в зависимости от толщины и вида продукции.
Стоит отметить: T6 обладает наибольшим пределом выносливости из трёх состояний — около 140 МПа, тогда как T651 находится ниже, примерно на 110 МПа, несмотря на несколько более высокую статическую прочность. Если деталь лимитируется усталостью, а не статической прочностью, именно эта разница должна определять выбор состояния, а не значение предела текучести.
Физические свойства
| Недвижимость | Значение |
| Плотность | 2,71 – 2,72 г/см³ |
| Интервал плавления | ~579 – 650 °C |
| Теплопроводность | ~150 – 164 Вт/м·К |
| Электропроводность | ~35% IACS |
| Коэффициент теплового расширения | 23,4 × 10⁻⁶ /°C (20 – 100 °C) |
| Модуль упругости | 69 – 71 ГПа |
| Максимальная рабочая температура | ~160 °C |
Электропроводность — это значение, которое чаще всего указывают неверно. Из-за содержания меди 6013 находится вблизи 35% IACS — ниже 6061, а не выше. Любое применение, где важна проводимость, а не прочность, должно рассматривать вместо него 6061, 6063 или 6101.
Состояния: T4, T6 и T651
T4 подвергается закалке на твёрдый раствор и естественному старению. Это самое мягкое из трёх состояний и то, в котором выполняется формообразование — формуемость в T4 описывается как в целом сопоставимая с 2024-O. Относительное удлинение составляет около 22%, что и позволяет выполнять крутые гибы и глубокую вытяжку.
T6 подвергается закалке на твёрдый раствор и искусственному старению до пиковой прочности. Это состояние поставки для большинства конструкционных деталей и для листа.
T651 представляет собой T6 с добавленным этапом снятия напряжений — материал растягивается на контролируемую величину перед искусственным старением. Именно растяжение улучшает размерную стабильность во время и после механической обработки, поэтому T651 указывается для плиты, которая будет подвергаться интенсивному фрезерованию. Лист обычно поставляется как T6, а не T651, поскольку операция растяжения относится к плите и прутку.
Маршрут «формовка, затем старение»
Это причина, по которой многие цеха вообще указывают 6013, и это тот момент, который большинство технических описаний опускает. Естественное старение в T4 протекает медленно, поэтому деталь можно отформовать в T4, а затем состарить непосредственно до пиковой прочности T6 без повторной закалки на твёрдый раствор.
Для сравнения: 2024-W необходимо охлаждать для сохранения формуемости, а большинство деталей из 6xxx, которые формуются, а затем старятся, требуют предварительной повторной закалки на твёрдый раствор. Пропуск этой повторной закалки для 6013 означает меньше деформаций, которые нужно исправлять, меньше технологических операций и отсутствие необходимости повторного контроля зерновой структуры. Если ваша деталь крупная, тонкая или чувствительна к деформациям, только этот маршрут может оправдать ценовую надбавку за сплав.
Работа с 6013
Формовка
Выполняйте формообразование в T4. В T6 сплав обладает ограниченной способностью к гибке, и холодная формовка ограничена уровнем прочности; сложные формы, которые легко формуются в T4, в T6 растрескаются. Подтвердите минимальные радиусы гибки при фактической толщине и состоянии перед изготовлением оснастки.
Сварка
6013 хорошо сваривается. Данные производителей алюминия оценивают его свариваемость на высшем уровне шкалы и описывают его как легко соединяемый обычными методами сварки и пайки — это одно из главных преимуществ сплава перед 2024, который не считается свариваемым плавлением.
Обычная оговорка всё же действует: сварной шов на 6xxx теряет прочность локально, поскольку тепло сварки перестаривает или повторно растворяет структуру выделений в зоне шва и рядом с ней. Проектируйте с учётом состояния после сварки и по возможности размещайте швы вдали от зон пиковых напряжений. Выбор присадочного материала должен соответствовать требованиям к соединению и любой применимой квалификации технологии — см. наш гид по выбору сварочной проволоки из алюминия о том, как выбор присадочного материала взаимодействует с основным сплавом и условиями эксплуатации.
Обработка
Обрабатываемость хорошая, оценивается примерно в 70 по стандартной шкале 0–100, где свободнорежущие сплавы находятся около 90. T651 обычно предпочтителен для интенсивно обрабатываемой плиты из-за снятия напряжений.
Обработка поверхности
6013 хорошо поддаётся анодированию и окраске. Это не декоративный сплав для яркого анодирования — если требуется внешне критичная яркая отделка, стандартными решениями являются 5005, 5657 или 6063. Для защитного анодирования и подготовки под окраску 6013 работает без специальных мер.
Коррозия и температурные ограничения
Честная формулировка такова: 6013 обладает хорошей коррозионной стойкостью для сплава, содержащего медь, и меньшей общей коррозионной стойкостью, чем 6061. Опубликованные сравнения отмечают более высокую склонность к межкристаллитной коррозии у 6013, чем у 6061, особенно там, где технологический процесс должным образом не контролируется — с сообщаемыми побочными эффектами для сопротивления усталости, пластичности и прочности, если это не контролировать.
Сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением оценивается на высшем уровне производительской шкалы, что является реальным улучшением по сравнению со сплавами серии 2xxx, с которыми конкурирует 6013. Но 6013 не является морским сплавом. Для службы в погружённом состоянии или в зоне разбрызгивания морской воды правильным семейством остаются марки 5xxx — см. наш руководство по выбору алюминия морского класса.
Что касается температуры, практический потолок составляет около 160 °C. Термоупрочняемые сплавы теряют прочность при повышении температуры, и 6013 не является материалом для повышенных температур, несмотря на распространённые предположения об аэрокосмических марках.
Где применяется 6013
В перечнях применения 6013 от производителей указаны гидравлические компоненты, корпуса клапанов, детали машин, компоненты антиблокировочных тормозных систем и боеприпасы. Помимо них, двумя массовыми применениями являются:
- Аэрокосмическая промышленность — обшивки и конструкционные панели летательных аппаратов, где сплав рассматривается как кандидат на замену листа 2024, особенно там, где сварка или коррозионное поведение исключают 2024.
- Автомобилестроение и транспорт — конструкционные и кузовные панели, а также велосипедные рамы, рули и компоненты колёс, где требуется прочность выше, чем у 6061, в свариваемом сплаве.
6013 против 6061 против 2024 против 7075
| Сплав | Ключевое легирование | Предел прочности при растяжении (МПа) | Общая коррозия | Свариваемость | Подходит, когда |
| 6013-T6 | Mg-Si-Cu | 379 – 410 | Хорошая (более высокая склонность к МКК, чем у 6061) | Хорошо | Прочность класса 2024 в свариваемой детали |
| 6061-T6 | Mg-Si | 240 – 310 | Очень хорошая | Превосходно | Общие конструкционные работы, наилучшая универсальная доступность |
| 2024-T3 | Cu-Mg | 400 – 480 | Бедный | Не сваривается плавлением | Максимальная прочность серии 2xxx там, где сварка не требуется |
| 7075-T6 | Zn-Mg-Cu | 500 – 570 | Бедный | Бедный | Пиковая прочность, коррозия и сварка не являются определяющими |
Два сравнения, которые решают большинство задач:
6013 против 6061. 6013 существенно прочнее. 6061 более коррозионностойкий, дешевле и доступен повсеместно. Выбирайте 6013, когда именно запаса прочности не хватает для прохождения расчёта, а не в качестве улучшения по умолчанию. Если приоритетом является коррозионная стойкость, 6061 — лучший ответ — см. наш полное руководство по алюминию 6061.
6013 против 2024. Прочность, трещиностойкость и усталостные характеристики 6013-T6 близки к плите 2024-T3, при лучшей коррозионной стойкости и меньшей плотности. Определяющим фактором обычно является соединение: если сборка сварная, побеждает 6013; если она клёпаная и коррозия контролируется плакированием или отделкой, 2024 всё ещё может быть задан.
Годен / Не годен
Когда — указывайте 6013, если:
- Требуется сварное соединение в детали, которой нужна прочность выше 6061. Типичные детали: сварные аэрокосмические сборки, гидравлические коллекторы, конструкционные кронштейны.
- Деталь может быть отформована в состоянии T4 и состарена непосредственно до T6, минуя повторную закалку на твёрдый раствор. Типичные детали: крупные панели, чувствительные к деформации, тянутые конструкционные профили.
- Усталостная стойкость является определяющим фактором проектирования, и усталостная прочность T6 ~140 МПа обеспечивает рабочий цикл. Типичные детали: динамически нагруженные кронштейны, транспортные конструкции.
- Требуются свойства класса 2024-T3, но условия эксплуатации исключают незащищённый сплав серии 2xxx.
- Интенсивно обрабатываемые плиты, где важна размерная стабильность — указывайте T651.
Не подходит — ищите другие варианты, когда:
- Максимальная коррозионная стойкость является приоритетом. 6061 или сплав 5xxx превзойдут 6013; содержание меди работает против вас.
- Деталь подвергается непрерывной эксплуатации при температуре выше примерно 160 °C.
- Погружение или зона разбрызгивания морской воды является основным воздействием. Используйте 5083 или 5086 — начните с нашего руководства по алюминию 5083.
- Прочность класса 7075 действительно необходима, а сварка и коррозия не являются жёсткими ограничениями.
- Требуются малые радиусы гибки в состоянии поставки. Формуйте в T4 и состаривайте, или выбирайте более технологичный для формовки сплав.
- Доступность и стоимость доминируют. 6061 складируется гораздо шире и является более безопасным выбором по умолчанию.
Проверки при закупке
6013 не является рядовой маркой, поэтому заказ требует большего уточнения, чем позиция из 6061. Перед выпуском заказа на закупку подтвердите:
- Спецификацию и состояние вместе — ASTM B209 или применимую спецификацию AMS на лист (4216 для T6, 4347 для T4), плюс состояние поставки. 6013-T6 и 6013-T651 не являются взаимозаменяемыми на чертеже.
- Диапазон толщин — гарантированные механические минимумы зависят от толщины. Укажите диапазон, который вы примете.
- Маршрут термообработки — если вы намерены формовать в T4 и состаривать до T6, укажите это на этапе заказа, чтобы материал был поставлен в состоянии, которое это поддерживает.
- Объём MTC — запросите сертификат с результатами химического и механического анализа и подтвердите, что в нём указаны состояние поставки и спецификация.
- Сторонние испытания — если применение относится к аэрокосмической отрасли или связано с работой под давлением, согласуйте дополнительный объём испытаний заранее, а не после производства.
Linsy Aluminium поставляет 6013 в виде листов и плит, а также выполняет ЧПУ-обработку, сварку TIG и MIG, лазерную резку и финишную обработку поверхности собственными силами, поэтому материал и первичную обработку можно оформить одним заказом. См. алюминиевый сплав 6013 на странице продукта для доступных состояний поставки и размеров.
Заключение
6013 оправдывает своё применение, когда сварная деталь, работающая при усталостных нагрузках, требует большей прочности, чем обеспечивает 6061, и когда формовка в состоянии T4 и старение сразу до T6 — без повторной закалки на твёрдый раствор, без дополнительной закалки — стоит дополнительных затрат. Компромисс — доступность: медь повышает склонность к межкристаллитной коррозии по сравнению с 6061, марка стоит дороже, и большинство заводов держат её значительно меньше, чем 6061 или 2024.
Мы поставляем листы и плиты 6013 по стандартным спецификациям и выполняем индивидуальное производство с низким минимальным объёмом заказа для состояний поставки и размеров вне этих спецификаций, со сроком изготовления 10–60 дней для нестандартных позиций. Каждый заказ отгружается с сертификатом качества материала (MTC).
Отправьте нам чертёж, требования по состоянию поставки и толщине для технического рассмотрения и расчёта стоимости.
Часто задаваемые вопросы
В каких формах поставляется 6013?
Лист, плита и рулон — это катаные формы. Трубы, прутки и нестандартные профили изготавливаются по вашему чертежу, поэтому марка не ограничивается плоским прокатом. Указывайте состояние поставки вместе с формой, поскольку не каждое состояние поставляется в каждом виде продукции.
Какой присадочный материал следует использовать для сварки 6013?
ER4043 (AlSi5) или ER5356 (AlMg5Cr) по AWS A5.10. ER4043 обычно является первым выбором для основного металла серии 6xxx, поскольку более высокое содержание кремния снижает чувствительность к горячему растрескиванию. Переходите на ER5356 там, где соединение требует более прочного наплавленного металла в состоянии после сварки.
Как 6013 соотносится с 6061 по стоимости и доступности?
Он стоит дороже и имеется в наличии гораздо реже. 6061 — это серийная марка, которую держат большинство сервисных центров, тогда как 6013 — это нишевый аэрокосмический сплав, поэтому срок поставки зависит от того, имеется ли ваше состояние поставки и толщина в наличии или изготавливается на заказ. Заложите в бюджет дополнительные затраты и подтвердите наличие на складе, прежде чем принимать обязательства по дате поставки.
Можно ли резать или обрабатывать 6013 по чертежу до отгрузки?
Да. Резка в размер, ЧПУ-обработка, лазерная резка и гибка выполняются собственными силами, поэтому детали могут прибыть почти готовыми по размеру. Отправьте чертёж вместе с запросом, и допуски и требования к поверхности будут включены в расчёт стоимости вместе с материалом.
