6061铝的韧脆转变温度是多少？

在考虑将哪些材料用于在低温环境下运行的应用时，了解金属的韧性到脆性转变温度 (DBTT) 非常重要。一些在室温下更具延展性的金属在低温下可能会变脆。结果，它们会产生裂缝，并且结构可能会失效。例如，泰坦尼克号建造中使用的低碳钢的 DBTT 可能导致船舶在仅 -4°F 的环境下沉没。

但是，DBTT 是否适用于所有金属，包括铝 6061？下面，我们将深入探讨 DBTT 以及为什么 6061 铝实际上没有韧脆转变温度。

了解韧脆转变温度

DBTT是指材料从韧性相进入脆性相时的温度。此时，材料不能再承受加载力而不发生断裂。

纯金属往往有一个确定的转变温度，而在合金中，这个转变温度是唯一定义的——它可能发生在一个有限的范围内。

在这方面，进行夏比冲击试验，也称为夏比 V 型缺口试验，以确定材料的韧性。然而，令人惊讶的是，铝没有 DBTT。

6061铝的韧脆转变温度

铝具有面心立方 (FCC) 结构。面心立方材料没有任何韧性到脆性的转变；他们总是倾向于保持脆弱的状态。

为什么？为此，我们需要了解材料的滑移系统。金属在最紧密堆积的滑移面上沿最紧密堆积的方向变形，也称为滑移系统。当一个角原子跳到立方体的中心时，就会发生滑移位错。

我们来看看BCC和FCC材料的晶胞，如下图。

替代文字：FCC 与 BCC 晶格结构

链接

两种结构都具有相同数量的滑动系统 (12)。然而，与 BCC 不同的是，FCC 的每个滑移系都有紧密堆积的平面。

在高温下，FCC 和 BCC 结构都具有移动位错，这意味着它们可以经历塑性变形而不会发生断裂。然而，在低温下，您需要一定量的热能来激活 BCC 结构中的位错，但位错发生在 FCC 中与周围温度无关。因此，FCC即使在低温下也能保持延展性，不会出现DBTT现象。

这就是为什么你找不到任何关于6061铝的韧性到脆性转变温度的数据。

独特的低温铝应用

与其他金属不同，由于金属的 FCC 结构，铝在低温下更具延展性和韧性。这种独特的特性对于北半球的海上设施来说是一个优势，很容易达到 -40°F。

5000 和 6000 系列铝合金被认为最适合低温应用，因为它们具有高缺口屈服比，缺口拉伸强度与拉伸屈服强度之间的比率，用于材料的质量控制测试以防止断裂测试。

然而，重要的是要注意并非所有铝合金在低温下的行为都相同。例如，6061 的强度随着温度的降低而增加，而 5456 铝的强度几乎保持不变。

为更清楚起见，下图显示了不同铝合金在 4K (ksi) 力下的拉伸屈服强度。

一些行业利用低温流体来达到所需的工作条件。在这方面，由铝制成的设备和装置即使在 -320.8 °F 时也能提供出色的强度和延展性。

下表列出了在很宽的低温范围内使用的不同等级的铝。

虽然 6061 铝没有韧性到脆性的转变温度对从事低温应用的行业是有利的，但其柔软的性质对机器操作员来说是一个挑战。合金的低熔点会导致工具边缘周围出现胶状物。

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