材料的弹性（杨氏）模量衡量其刚度，表示在线性应力–应变曲线区域内拉应力与弹性应变的比值。对于 6061‑T6 铝合金——一种因兼具强度、耐腐蚀性和可成形性而备受青睐的时效强化合金——其典型弹性模量约为 69 GPa（10 × 10³ ksi）。这种较高的模量结合低密度（2.70 g/cm³），赋予了 6061‑T6 卓越的比刚度特性，使其成为刚性与轻量化设计兼顾的首选材料。
弹性模量基础
根据 ASTM E111（《杨氏模量试验方法》）标准，通过对标准试样施加逐渐增大的轴向载荷并测量产生的应变来确定杨氏模量 E。应力–应变曲线初始线性部分的斜率即为 E。对于 6061‑T6，只要热处理和加工严格受控，不同批次的线性斜率保持高度一致，从而保证了在载荷作用下的可预测挠度。
影响测量值的因素
虽然弹性模量是材料的固有属性，但某些因素会导致测得值出现轻微变化：
温度：在高温下 E 会略有下降；在 150 °C 时，相较室温降低约 5 %。
合金成分差异：镁和硅含量在规格范围内的小幅波动，对 E 的影响可以忽略，但会影响屈服后性能。
制造历史：冷加工或挤压等工艺可能引入残余应力，微调初始线性响应，但对 E 的影响通常不足 2 %。
试验方法：应变计位置、引伸计校准和加载速率均可引入测量误差；遵循 ASTM 规程可将这些误差降至最低。
应用与设计考虑
设计师在计算梁、板及结构件挠度时会使用已知的 6061‑T6 弹性模量。在航空和汽车工程中，有限元分析以 E = 69 GPa 为基础，预测零部件在工作载荷下的刚度。结构挠度限值、振动频率和固有模态都直接依赖于准确的弹性模量值。此外，高模量与低密度的结合赋予了优异的比模量（E/ρ），这是重量敏感型设计中的关键指标。
典型力学与物理性能
| 性能指标 | 数值 |
|---|---|
| 杨氏模量（E） | 69 GPa（10 × 10³ ksi） |
| 0.2 % 抵抗偏移屈服强度 | 276 MPa（40 ksi） |
| 抗拉强度 | 310 MPa（45 ksi） |
| 断后伸长率 | ≥10 % |
| 密度（ρ） | 2.70 g/cm³ |
| 泊松比（ν） | 0.33 |
| 线膨胀系数 | 23.6 × 10⁻⁶ /°C |
| 使用温度范围 | –200 °C 至 +150 °C |
6061‑T6 铝合金约 69 GPa 的弹性模量是其在需兼顾刚度与轻量化应用中被广泛采用的基础。拥有一致的 杨氏模量（E） 值使工程师能够可靠地模拟挠度、振动和应力分布，确保从航空航天到土木基础设施等领域的安全与性能。严格遵循试验标准并考虑温度影响，有助于在依赖该关键材料性能的设计计算中保持信心。
