6061 vs. 6063 Aluminium: Gleiche Steifigkeit, bis zu 1,9-fache Streckgrenze

Wenn Sie zwischen 6061er und 6063er Aluminium wählen, verbirgt das Datenblatt die wichtigste Information.

Die meisten Vergleiche beschränken sich auf die Aussage: “6061 ist fester, 6063 sieht besser aus.” Das stimmt zwar, führt aber auch dazu, dass Käufer letztendlich mehr Geld für 6061 ausgeben, um einen sich durchbiegenden Mast zu reparieren – ein Problem, das 6061 nicht lösen kann. Die beiden Legierungen weisen nahezu die gleiche Steifigkeit auf, daher hängt die Wahl eher von Biegefestigkeit, Dellenbeständigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Kosten ab als von einem einzelnen Festigkeitswert.

Dieser Leitfaden enthält die chemischen Informationen, eine Eigenschaftstabelle mit Quellenangaben, die Berechnungen zur Ablenkung sowie eine Entscheidungstabelle für Rohr- und Mastprogramme.

Die Kurzfassung: Aluminium 6061 vs. 6063 in einem Absatz

6061-T6 ist die stärkere Legierung – etwa 270 MPa Streckgrenze gegenüber 140 MPa bei 6063-T5 – während 6063 zu dünneren Wänden extrudiert werden kann, eine sauberere anodisierte Oberfläche ergibt und in der Regel weniger Herstellungskosten verursacht. Beide Werkstoffe weisen einen Elastizitätsmodul von etwa 68–69 GPa auf. Daher biegen sich ein 6061-Rohr und ein 6063-Rohr mit gleichem Durchmesser und gleicher Wandstärke unter gleicher Belastung nahezu im gleichen Maße. Der Unterschied wird erst sichtbar, wenn die Belastung so hoch ist, dass eine bleibende Biegung oder eine Delle entsteht.

Daraus ergibt sich eine einfache Regel. Wenn Ihr Teil ausfällt um gebeugt bleiben, Wenn ein Befestigungselement Dellen oder Risse aufweist, ist 6061 die Lösung. Sollte Ihr Bauteil dadurch ausfallen, sich zu flexibel anfühlen, Keine der beiden Legierungen löst das Problem – die Rohrgeometrie hingegen schon. Und wenn es bei dem Bauteil vor allem um sein Aussehen geht, insbesondere bei einer individuell eloxierten Farbe, ist 6063 die sicherere Wahl.

Die meisten Teleskopstangen, Poolstangen und Architekturrohre aus Aluminium bestehen aus 6063, und zwar genau aus diesem Grund: Sie sind auf Steifigkeit und Optik ausgelegt, und bei diesen Wandstärken trägt 6063 bereits die erforderliche Arbeitslast. 6061 ist vor allem für Halterungen, bearbeitete Formstücke, Tragrahmen und lange, stark belastete Stangen bekannt.

Chemie: Warum sich 6061 und 6063 unterschiedlich verhalten

6061 enthält etwa 1,5-mal so viel Magnesium und Silizium wie 6063 (im Vergleich der Mittelwerte der Bereiche) sowie gezielte Kupfer- und Chromzusätze; dieser zusätzliche Legierungsanteil erhöht die Festigkeit, geht aber auf Kosten der Extrudierbarkeit und der Oberflächengüte. Beide sind Legierungen der 6xxx-Serie, die durch Magnesiumsilicid (Mg) verstärkt sind.₂Si)-Ausscheidungen, weshalb sie auf die gleichen T5- und T6-Härtezustände reagieren.

Die festgelegten Grenzwerte für die Zusammensetzung stammen von der Aluminum Association. Internationale Legierungsbezeichnungen und Grenzwerte für die chemische Zusammensetzung — die “türkisfarbenen Blätter”, auf die sich auch ISO 209 bezieht. Die für diesen Vergleich relevanten Zeilen sind unten aufgeführt.

Quelle: Aluminiumverband Teal Sheets. Die angegebenen Bereiche stellen Registrierungsgrenzen dar und stellen keine Analyse einer einzelnen Charge dar.

Lesen Sie die Zeilen zu Kupfer und Eisen als Abschluss der Geschichte. Die Deckkraft von Kupfer 6061 ist viermal so hoch wie die von 6063 (0,40 vs. 0,10 %), und die Deckkraft von Eisen ist doppelt so hoch (0,7 vs. 0,35 %). Durch die Anodisierung wird die Metalloberfläche in Oxid umgewandelt, und diese Elemente werden nicht vollständig umgewandelt, sodass sie als etwas dunklerer, grauerer oder wärmerer Ton erscheinen.

Die Folge für den Käufer sind Abweichungen zwischen den einzelnen Chargen. Zwei Chargen des Typs 6061 können zwar innerhalb der Registrierungsgrenzen liegen, aber dennoch sichtbar unterschiedliche Anodisierungstöne aufweisen, da die zulässige Streuung groß ist. Dies ist ein kosmetisches, kein strukturelles Risiko – und genau deshalb ist es an einem freistehenden Mast im Einzelhandel relevanter als an einer verdeckten Halterung.

Vergleich der mechanischen Eigenschaften: 6063-T5, 6063-T6 und 6061-T6

6061-T6 ist in Bezug auf Festigkeit und Härte führend, 6063 führt bei der Leitfähigkeit, und der Elastizitätsmodul ist praktisch gleichwertig. Die drei unten aufgeführten Härtegrade sind diejenigen, die in Rohr- und Mastzeichnungen erscheinen; 6063-T6 liegt zwischen den beiden anderen und es lohnt sich, sie zu kennen, bevor man zu 6061 übergeht.

Quelle: typische Werte aus der Materialvergleich MakeItFrom 6061-T6 vs. 6063-T6 und dem zugehörigen Datenblatt 6063-T5. Typische Werte sind Durchschnittswerte, keine garantierten Mindestwerte – in der Kaufspezifikation sollten die Mindestwerte gemäß der geltenden Norm für die jeweilige Produktform angegeben sein, z. B. ASTM B221 für extrudierte Rohre.

Drei Reihen verdienen einen zweiten Blick. Streckgrenze ist die Last, bei der das Metall aufhört zurückzufedern, und sie ist die Reihe, die darüber entscheidet, ob ein Pfosten das Anlehnen übersteht. Härte überwacht die Dellenbeständigkeit und die Haltbarkeit eines maschinell gefertigten Gewindes. Modul ist die Zeile, die niemand liest und die darüber entscheidet, wie stark sich ein Rohr biegt – und es bewegt sich kaum.

Die Dichte ist identisch, daher ändert sich das Gewicht eines Rohres durch den Wechsel der Legierung nicht. Wenn Ihnen ein Lieferant behauptet, aus 6061 ließe sich bei gleicher Größe ein leichteres Rohr herstellen, ist diese Aussage falsch; das geringere Gewicht resultiert lediglich aus einer dünneren Wandstärke, die aufgrund der Festigkeit von 6061 unter Umständen möglich ist.

Steifigkeit bleibt gleich: Warum der Wechsel zu 6061 die Biegung eines Rohres nicht verhindert

Wie weit sich ein Rohr unter einer Arbeitslast biegt, hängt von seinem Elastizitätsmodul und seinem Querschnitt ab; der Elastizitätsmodul von 6061 und 6063 unterscheidet sich um etwa 1,5 %. Wechselt man die Legierung und behält den Rohrdurchmesser bei, bleibt die vom Benutzer wahrgenommene Flexibilität unverändert. Dies ist eines der häufigsten – und teuersten – Missverständnisse bei der Legierungsauswahl.

Die Rechnung ist kurz. Bei einem an einem Ende eingespannten Rohr, dessen Spitze belastet wird, beträgt die Durchbiegung δ = F·L³ / (3·E·I), und das Flächenträgheitsmoment des Rohres ist I = π·(D⁴ − d⁴) / 64, wobei D der Außendurchmesser und d der Innendurchmesser ist. Die Legierung erscheint nur bis E. Der Durchmesser erscheint in der vierten Potenz.

Die nachstehende Tabelle wurde für einen 1,5 m langen Kragarm – also ungefähr ein vollständig ausgefahrenes oberes Teilstück, das an der Schleuse gehalten wird – mit den oben genannten Formeln berechnet.

Berechnet, nicht gemessen. Eingangsgrößen: L = 1500 mm; E = 68.000 MPa (6063) und 69.000 MPa (6061); Streckgrenze aus der Materialtabelle; Dichte 2,70 g/cm³. Last bei Erreichen der Streckgrenze = Streckgrenze × I ÷ (D/2) ÷ L. Das Modell berücksichtigt nicht das lokale Beulen dünner Wände, die Klemmspannung und Dellen, da diese Faktoren die Tragfähigkeit in der Praxis verringern.

Vergleichen Sie die Zeilen. Der Wechsel von 6063-T5 zu 6061-T6 bei 32 × 1,2 mm reduziert die Durchbiegung um weniger als 2 %. Der Wechsel zu einem Außendurchmesser von 35 mm im billiger Eine Legierung reduziert das Gewicht um 24 % bei gleichzeitigem Materialzuwachs von 10 %. Eine Wandstärkenverdickung auf 1,5 mm reduziert das Gewicht um 17 %, erhöht aber das Gewicht um 24 % – der Durchmesser ist der effizientere Hebel.

Die Versagensgrenze: Wenn ein Mast, eine Schiene oder ein Rohr die Festigkeitsprüfung besteht, aber von Anwendern als “wackelig” empfunden wird, sollte es nicht erneut nach 6061 angeboten werden. Zuerst sollte der Außendurchmesser erhöht, dann ein Abschnitt hinzugefügt werden, um die freie Länge zu verkürzen, und die Legierung als letzte Maßnahme berücksichtigt werden. Leitfaden zur Berechnung der Tragfähigkeit von Teleskopmasten Er geht die gleichen Formeln für mehrteilige Masten durch.

Wo 6061 seinen Preis verdient: Dauerhafte Biegungen, Dellen und Belastungen durch Befestigungselemente

6061-T6 ist dann die richtige Wahl, wenn das Teil nahe der Streckgrenze belastet, geschlagen, geklemmt oder mit Gewinde versehen wird – Situationen, in denen 6063 durch Verbleiben in der Verformung und nicht durch Biegung versagt. Im oben berechneten Beispiel trägt das 6061-Rohr an der Spitze 155 N, bevor es sich verformt, im Vergleich zu 80 N beim 6063-T5: gleiche Biegung, aber etwa 1,9-mal so viel Spielraum vor dauerhafter Beschädigung.

Dieser Spielraum ist an vier Stellen von Bedeutung. Lange Reichweite unter schweren Werkzeugen, wobei der Benutzer die Stange gegen eine Dachrinnenkante oder eine Wand hebelt. Bauteile wie beispielsweise Rahmen, Poller und Schilderpfosten, bei denen die Konstruktionsvorschriften auf der Grundlage der Nachgiebigkeit angewendet werden. Bearbeitete Merkmale — Gewindebohrungen, Querbolzen und Gewindebolzensitze — wo eine Brinellhärte von 93 ein Gewinde hält, das bei einer Brinellhärte von 60 eher ausreißt oder oval verschleißt. Und verschraubte oder geklemmte Verbindungen, wo weiches Metall unter die Klemme kriecht und die Verbindung sich lockert.

6061 ist auch der Standardwerkstoff für die meisten bearbeiteten Fittings und Stangenmaterialien. Daher werden in vielen Baugruppen beide Werkstoffe kombiniert: 6063 für das Strangpressrohr und 6061 für das bearbeitete Endfitting. Diese Kombination ist üblich, solange die Zeichnung die Legierung für jedes Teil separat angibt.

Zwei Bedingungen mindern den Vorteil von 6061, und Sie sollten beide prüfen, bevor Sie dafür bezahlen:

• Dünne Wände können sich verbeulen, bevor sie beim Biegen nachgeben. Bei dünnwandigen Rohren setzt oft schon eine lokale Verformung durch einen Sturz oder eine Klemme die Grenze, bevor die Biegeberechnung greift. Eine dickere Wandstärke oder ein größerer Außendurchmesser helfen dabei mehr als ein härteres Metall.
• Beim Schweißen geht die Härte verloren. Die Wärmeeinflusszone neben einer Schweißnaht verliert bei beiden Legierungen den größten Teil der T6-Festigkeit, daher entspricht eine Schweißverbindung aus 6061 nicht den 270-MPa-Standard. Mehr dazu im Abschnitt „Zustand“ weiter unten.

Der stärkste Beweis dafür, dass die Geometrie an erster Stelle steht, ist ein Falltest. Als ein US-amerikanischer Baumarkt verlangte, dass eine blanke 1,83 m lange Poolstange neun Stürze ohne bleibende Verformung überstehen sollte, bestand die Lösung bei unserer Produktlinie in der Rohrwandung und dem Härteverfahren – das Programm blieb bei 6063-T5.Fallstudie zur Eigenmarke von Home Depot).

Die Stärken von 6063: Dünne Wände, Oberflächenbeschaffenheit und eloxierte Farben

6063 ist die bessere Wahl, wenn das Teil aufgrund seines Aussehens verkauft wird, ein dünnes oder komplexes Hohlprofil benötigt oder in großen Stückzahlen produziert wird, wo die Extrusionsgeschwindigkeit die Kosten bestimmt. Aus diesem Grund wird sie oft als Architekturlegierung bezeichnet: Fensterrahmen, Zierleisten und die meisten Verbrauchermasten bestehen aus 6063.

Der Vorteil des Strangpressverfahrens liegt in der chemischen Zusammensetzung. Ein geringerer Magnesium- und Siliziumgehalt bedeutet eine niedrigere Fließspannung. Dadurch lässt sich das Rohmaterial mit weniger Kraftaufwand, höherer Geschwindigkeit und mit einer glatteren Oberfläche durch die Düse pressen. In der Praxis bedeutet dies dünnere Wandstärken, die mit derselben Presse erzielt werden können, komplexere Hohlformen und geringeren Düsenverschleiß über lange Zeit – weshalb die meisten Architektur- und Konsumgüterprofile standardmäßig aus 6063-Stahl gefertigt werden.

Der Vorteil der Oberflächenbeschaffenheit ergibt sich aus den Grenzwerten für Kupfer und Eisen. Eine klare Anodisierung auf 6063 wirkt hell und gleichmäßig; auf 6061 kann das Ergebnis etwas gräulicher ausfallen, und bei gefärbten Teilen ist der Unterschied deutlicher sichtbar. Bei einem einzelnen Teil fällt dies nicht auf. Im Einzelhandel, wo Teile aus verschiedenen Produktionschargen nebeneinander im Regal stehen, ist es jedoch genau dieser Unterschied, der zu höheren Umsätzen führt.

Das gilt für 6063 in jedem Sonderfarbprogramm. Die Stangen eines deutschen Händlers für Poolausrüstung – Sonderanfertigungen in Blau, Silber und Anthrazit, alle aus 6063-T5 – sind das Muster: Der Wert für den Händler liegt in einer Farbe, die bei jeder Nachbestellung gleich bleibt, was mit der Legierung beginnt (Fallstudie zu Poolstangen in Sonderfarben in Deutschland).

Die Versagensgrenze: Verwenden Sie für dünnwandige, farblich abgestimmte eloxierte Produkte nicht die Legierung 6061, es sei denn, die Belastung erfordert dies zwingend. In diesem Fall sollte die Farbe anhand von Mustern aus der Produktionscharge und nicht an einem Laborpanel freigegeben werden. Weitere Informationen zur Bildung der Oxidschicht finden Sie unter [Link einfügen]. Was ist eloxiertes Aluminium?.

T5 vs. T6: Die Härtefrage verbirgt sich in der Legierungsfrage

Durch das Anlassen ändert sich die Streckgrenze von 6063 um 50 % (140 bis 210 MPa), daher ist ’6063“ in einer Zeichnung ohne Anlassangabe eine unvollständige Spezifikation – und 6063-T6 schließt einen Großteil der Lücke zu 6061-T6. Bevor Sie ein Programm auf 6061 migrieren, fragen Sie sich, ob 6063-T6 die Anforderungen bereits erfüllt.

Die Buchstaben beschreiben die Wärmebehandlung. Gemäß dem Verband der Aluminium-Extruderhersteller. Legierungs- und Härteleitfaden, T5 bedeutet, dass das Material von der erhöhten Extrusionstemperatur abgekühlt und anschließend künstlich gealtert wurde; T6 Das bedeutet, dass der Werkstoff lösungsgeglüht und anschließend künstlich gealtert wurde. Bei 6063 wird T5 typischerweise durch Abschrecken nach dem Pressaustritt erreicht, was das Verfahren wirtschaftlich hält. T6 erfordert ein schnelleres und kontrollierteres Abschrecken, damit mehr Legierungselemente vor der Alterung in Lösung bleiben.

6061 wird für Konstruktionsarbeiten fast immer als T6 geliefert, da seine Stärke in der Festigkeit liegt und T5 einen Großteil davon einbüßen würde. Die Bezeichnungen 6061-T4 und 6061-O finden sich auch in Zeichnungen für Teile, die zunächst gebogen oder umgeformt und anschließend wärmebehandelt werden müssen.

Beim Schweißen tritt am häufigsten ein Problem mit der Härte des Grundwerkstoffs auf. Durch das Lichtbogenschweißen wird das Metall neben der Schweißnaht über seine Aushärtungstemperatur erhitzt, wodurch die Zone in beiden Legierungen auf einen Bruchteil ihrer T6-Festigkeit erweicht. Schweißzusätze wie 4043 und 5356 werden häufig für 6xxx-Schweißungen verwendet, jedoch kann kein Schweißzusatz den ursprünglichen Härtezustand des Grundwerkstoffs wiederherstellen – dies gelingt nur durch eine vollständige Wärmebehandlung nach dem Schweißen.

Die Versagensgrenze: Schweißen Sie niemals an der Stelle mit der höchsten Spannung eines T6-Rohrs und dimensionieren Sie es entsprechend der Streckgrenze von T6. Verlegen Sie die Schweißnaht an eine Stelle mit geringer Spannung, dimensionieren Sie entsprechend der Festigkeit der Schweißzone oder verwenden Sie eine mechanische Verbindung. Aluminium-Schweißführung für Teleskopwerkzeuge behandelt die Gelenkplatzierung detaillierter.

Auswahl zwischen 6061 und 6063 durch Anwendung

Wählen Sie die Legierung passend zum Versagensverhalten des Bauteils im Betrieb: Biegsamkeit und Aussehen sprechen für 6063, Streckgrenze, Härte und Belastung der Befestigungselemente für 6061. Die nachstehende Tabelle wendet diese Regel auf die von uns am häufigsten zitierten Programme an; sie dient als Ausgangspunkt für die Zeichnung und ersetzt keine Lastprüfung.

Zwei Muster in dieser Tabelle verdienen besondere Beachtung. Erstens: Die meisten Mängel, die Käufer der Legierung zuschreiben, sind Geometrie- oder Härteprobleme. Daher sollte die Reihenfolge der Fragen wie folgt lauten: Außendurchmesser und Wandstärke, dann Härte, dann Legierung. Zweitens: Baugruppen aus verschiedenen Legierungen sind üblich, jedoch muss jedes sichtbare Teil hinsichtlich der Farbe der tatsächlich verwendeten Legierung geprüft und freigegeben werden.

Für Rohrmaterial in beiden Legierungen, unser Aluminiumrohre aus 6061 Auf dieser Seite sind die Durchmesser, Wandstärken und Oberflächen aufgeführt, die wir in 6061 extrudieren, und die Aluminiumrohr 6063 Die gleiche Vorgehensweise gilt für 6063. Sollten Sie sich hingegen zwischen 6061 und einer 7xxx-Legierung entscheiden müssen, handelt es sich um eine andere Abwägung, die in [Link einfügen] behandelt wird. 6061 vs. 7075 für Extrusionsprofile.

Wie man 6061 oder 6063 auf einer OEM-Rohr- oder Mastspezifikation angibt

Eine Zeichnung, auf der nur “Aluminium” oder “6000er-Serie” steht, lädt zur billigsten Interpretation ein; benennen Sie die Legierung, den Härtegrad, die maßgebliche Norm und die Oberflächenbeschaffenheit für jedes extrudierte und bearbeitete Teil. Angebote, die auf einer unvollständigen Legierungsangabe basieren, sind nicht vergleichbar, und die Diskrepanz zeigt sich in der Regel bei der ersten Produktionscharge.

Eine Spezifikation, die sich in großem Umfang bewährt, legt sechs Punkte für jedes Bauteil fest:

• Legierung und Härtegrad — zum Beispiel Rohr 6063-T5, Endstück 6061-T6.
• maßgeblicher Standard für Mindestanforderungen an Eigenschaften und Toleranzen, wie beispielsweise ASTM B221 für extrudierte Rohre.
• Außendurchmesser, Wandstärke und Geradheit pro Abschnitt, nicht nur die Gesamtlänge.
• Beenden — Anodisierungsklasse und Farbreferenz oder Pulverbeschichtungssystem.
• Farbgenehmigungsregel — Produktionslosmuster und welche Teile übereinstimmen müssen.
• Test bei der Zulassung — die Last-, Fall- oder Durchbiegungsprüfung, die das Bauteil bestehen muss.

Xingyong extrudiert beide Legierungen auf unserer eigenen 2000-Tonnen-Presse in Huai'an, anodisiert sie im eigenen Haus und formt die Kunststoffverschlüsse und Endkappen in unserer eigenen Spritzgussanlage. So werden Rohr, Oberflächenbehandlung und Montage gemäß einer einzigen Zeichnung von einem einzigen Lieferanten gefertigt. Wir sind seit 2010 ein direkter Hersteller und kein Handelsunternehmen. Wir verfügen über die Zertifizierungen nach ISO 9001, IATF 16949 und amfori BSCI.

Senden Sie uns eine Zeichnung oder ein Muster, und wir erstellen Ihnen innerhalb von 24 Stunden ein Angebot; Muster werden in 25 bis 35 Tagen versandt. Falls Sie sich noch nicht für eine bestimmte Eloxalschicht entschieden haben, … Anodisieren und Oberflächenveredelung Die Seite behandelt die Optionen nach Legierung.

Häufig gestellte Fragen

Lesen Sie weiter. Diese Anleitungen setzen dort an, wo der Vergleich zwischen 6061 und 6063 endet; beginnen Sie mit derjenigen, die am besten zu Ihrer aktuellen Entscheidung passt.

• Beste Aluminiumlegierung für Teleskopstangen — wie Legierung, Wand und Verriegelung interagieren, wenn man einen bestimmten mehrteiligen Mast entwirft.
• Wofür wird Aluminium der Marke 6063 verwendet? — Kommerzielle Anwendungen der Architekturlegierung im Detail.
• Erläuterung der Aluminiumlegierungssorten — die vollständige Übersicht der Serien 1000–7000, falls Sie sich noch für eine Familie entscheiden müssen.
• 6061 vs 7075 — wenn sich die Mehrkosten für Extrusion und Endbearbeitung bei einer 7xxx-Legierung lohnen.

Wenn keine dieser Optionen passt, ist eine Zeichnung der schnellste Weg: Eine Überprüfung des Lastfalls, der Oberflächenbeschaffenheit und des Volumens klärt in der Regel die Legierungsfrage mit einem einzigen Angebot.