Güç ve sertlikAlüminyum alaşımlarıAlaşım sınıfına (örneğin 6061, 7075, 2024, vb.) ve ısı işlemine (örneğin T4, T6, T651, vb.) bağlı olarak önemli ölçüde değişir.Performans verileri, basınç taşıma kapasitesi ve uygulama senaryoları:
I. Genel alüminyum alaşım sınıflarının dayanıklılığı ve sertliği karşılaştırması
1. 6 seri alüminyum alaşımı (örneğin 6061-T6'yı alarak)
Güç:
Çekim sıklığı: ≥290 MPa (maden milimetre başına yaklaşık 29 kg kuvvete eşdeğer).
Güç: ≥ 240 MPa (malzemenin kalıcı deformasyon üretmeye başladığı kritik stres).
Sertlik:
Brinell sertliği (HB): ≥95 (bir 10 mm çelik topu ve 3000 kg yükle ölçülen çukur sertliğine eşdeğer).
Özellikler: Dengeli kapsamlı performans, korozyon direnci, kolay işleme, genellikle bisiklet çerçevelerinde, kayaklarda ve mekanik parçalarda kullanılır.
2.7 seri alüminyum alaşımı (7075-T6 örneği olarak alınır)
Güç:
Çekim sıklığı: ≥572 MPa (sıradan çeliklerin sıklık seviyesine yakın).
Güç: ≥503 MPa.
Sertlik:
Brinell sertliği (HB): ≥ 150 (orta karbonlu çeliklere yakın sertlik).
Özellikleri: yüksek dayanıklılık ve yüksek sertlik, genellikle "uçak sınıfı alüminyum alaşımı" olarak bilinir, uçak yapısal parçaları, yüksek kaliteli kalıplar ve yarış arabası parçaları için kullanılır.
3. 2 seriAlüminyum alaşımı(Örnek olarak 2024-T3'ü alıyoruz)
Güç:
Çekim sıklığı: ≥470 MPa.
Güç: ≥325 MPa.
Sertlik:
Brinell sertliği (HB): ≥ 120.
Özellikler: Güç sadece 7 serisine ikinci sırada, iyi dayanıklılıkla, havacılık deri ve yüksek dayanıklılıklı vidalar için kullanılır.
4. 5 seriAlüminyum alaşımı(Örnek olarak 5052-H32)
Güç:
Çekim sıklığı: ≥215 MPa.
Güç: ≥ 145 MPa.
Sertlik:
Brinell sertliği (HB): ≥60.
Özellikler: Mükemmel korozyon direnci, orta dayanıklılık, gemi güvertesinde, basınçlı kaplarda ve otomobil yakıt tanklarında kullanılır.
II. Basınç taşıma kapasitesi: Nasıl ölçülebilir?
'basınç taşıma kapasitesi'Alüminyum alaşımlarıMalzeme dayanıklılığı, yapısal tasarım ve stres şekli (sıkıştırma, gerilme ve kesme gibi) ile birlikte kapsamlı bir şekilde değerlendirilmelidir:
1Sıkıştırma gücü (sürekli sıkıştırma senaryosu)
Formül referansı:
Sıkıştırma gücü ≈ verim gücü × güvenlik faktörü (mühendislikte güvenlik faktörü genellikle 1.5-3.0).
Davayla:
Verim gücü7075-T6 alüminyum alaşımıEğer güvenlik faktörü 2 ise.0, izin verilen basınç dayanıklılığı 251.5 MPa'dır (kare metre başına yaklaşık 2515 ton basınç eşdeğerdir).
Uçak iniş trenleri gibi pratik uygulamalarda, basınçlı istikrarı iyileştirmek için yapısal optimizasyon (çürük tüp tasarımı gibi) gereklidir.
2Çekim gücü (çekim senaryosu)
Doğrudan karşılık gelen göstergeler: germe dayanıklılığı, malzemenin kırılmadan önce maksimum gerilmedir.
6061-T6'nın germe dayanıklılığı 290 MPa'dır, bu da 10 mm çapında bir alüminyum çubuğunun yaklaşık 22.7 kilonewton (yaklaşık 2.3 ton) germe kuvvetine dayanabileceği olarak anlaşılabilir.
3Kesme gücü (kesme kuvveti senaryosu)
Empirik formül: kesme gücü ≈ germe gücü × 0,6-0,8 (farklı alaşımlar için hafifçe farklı).
2024-T3 alüminyum alaşımının germe dayanıklılığı 470 MPa, kesme dayanıklılığı ise yaklaşık 282-376 MPa'dır.
III. Güç ve sertliği etkileyen temel faktörler
1Alaşım elemanları ve ısı işleme
Katı çözeltme + yaşlanma tedavisi: Örneğin,6061 alüminyum alaşımıT6 (katı çözeltme + yapay yaşlanma) ile tedavi edildiğinde, kuvvet tedavi edilmemiş duruma (O duruma) kıyasla yaklaşık% 50 oranında artar.
Tipik element etkileri:
Çinko (7 serisi): Dayanıklılığı önemli ölçüde artıran güçlendirici faz AlZnMgCu oluşturur.
Bakır (2 serisi): Al2Cu fazını oluşturur, sertliği ve ısı direncini artırır.
2İşleme teknolojisi
Ekstrüzyon kalıplaması: Örneğin,6063 alüminyum alaşımıProfil, ekstrüzyon yoluyla taneleri rafine eder ve sertlik dökme durumuna kıyasla% 20-30 arttırılır.
Soğuk çalışma sertleştirme: Örneğin, 5052 alüminyum alaşımının soğuk deformasyonundan (H32 durumu) sonra, verim gücü, kaynatma durumuna (O durumu) kıyasla yaklaşık% 50 oranında artar.
3Çevre faktörleri
Sıcaklık: Alüminyum alaşımının dayanıklılığı yüksek sıcaklıkta önemli ölçüde azalır (örneğin, 6061-T6'nın 200 °C'de germe dayanıklılığı oda sıcaklığının% 60'ına düşer).
Korozyon: Yüzey oksit filmi hasarlandıktan sonra, korozyon çukurları nedeniyle güç azalır (anodizasyon gibi işlemlerle korunması gerekir).
IV. Uygulama senaryolarında güç tasarımı durumları
1Otomobil tekerlek merkezi (6061-T6 alüminyum alaşımı)
Tasarım gereksinimleri: Aracın ağırlığına, yol çarpmasına ve merkezkaç kuvvetine dayanabilmesi, germe dayanıklılığının ≥260 MPa olması ve yorgunluk ömrünün ≥1 milyon döngü olması gerekir.
Yapısal optimizasyon: Spoke tipi hafif ağırlıklı tasarım benimsenir ve eşit stres dağılımını sağlamak için sonlu unsur analizi (FEA) kullanılır.
2Uçak motoru desteği (7075-T651 alüminyum alaşımı)
Aşırı çalışma koşulları: Yüksek sıcaklığa (≤120°C) ve titreşim yüküne dayanır, verim gücünün ≥480 MPa olması ve kırılma sertliği testinden geçilmesi gerekir (örneğin KIC değeri ≥24 MPa·√m).
3Bina perde duvar profili (6063-T5 alüminyum alaşımı)
Yük hesaplaması: Rüzgar basıncına (örneğin 5000 Pa) ve ölü ağırlığa dayanabilmesi gerekir ve izin verilen stres, güvenlik redundansi sağlamak için verim gücünün (160 MPa) 1/1.8 = 89 MPa'dır.
V. Uygun bir ürün nasıl seçilirAlüminyum alaşımı?
Güç gereksinimlerine göre sıralama:
Düşük dayanıklılık (<200 MPa): 5 serisi (5052), 3 serisi (3003) → korozyona dayanıklı senaryolar (konteynerler ve borular gibi).
Orta dayanıklılık (200-400 MPa): 6 serisi (6061/6063) → yapısal parçalar (kapılar ve pencereler, endüstriyel çerçeveler gibi).
Yüksek dayanıklılık (> 400 MPa): 2 seri (2024), 7 seri (7075) → havacılık, yüksek yüklü makineler.
İşlenebilirlik ile birlikte:
Kaydırma gerektiren senaryolar için, 5 serisi (alüminyum-magnezyum alaşımı) veya 6 serisi (iyi kaynaklanabilirlik) seçin ve 2 serisi ve 7 serisinden kaçının (bakır ve çinko içeren,kaynak sırasında kolayca çatlayabilir).
Özet
Alüminyum alaşımlarının dayanıklılığı ve sertliği, alaşım tasarımı ve süreç kontrolü yoluyla "donanma kadar yumuşak" (saf alüminyum) 'dan "çekirge kadar güçlü" (7075-T6) 'ye kadar geniş bir aralıkta ayarlanabilir.Gerçek basınç taşıma kapasitesinin marka ile birlikte kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi gerekir., durum ve yapısal tasarım.Mekanik testler (tüylenme testleri, sıkıştırma testleri gibi) veya endüstri standartlarına (ASTM,GB/T) mühendislik.
Güç ve sertlikAlüminyum alaşımlarıAlaşım sınıfına (örneğin 6061, 7075, 2024, vb.) ve ısı işlemine (örneğin T4, T6, T651, vb.) bağlı olarak önemli ölçüde değişir.Performans verileri, basınç taşıma kapasitesi ve uygulama senaryoları:
I. Genel alüminyum alaşım sınıflarının dayanıklılığı ve sertliği karşılaştırması
1. 6 seri alüminyum alaşımı (örneğin 6061-T6'yı alarak)
Güç:
Çekim sıklığı: ≥290 MPa (maden milimetre başına yaklaşık 29 kg kuvvete eşdeğer).
Güç: ≥ 240 MPa (malzemenin kalıcı deformasyon üretmeye başladığı kritik stres).
Sertlik:
Brinell sertliği (HB): ≥95 (bir 10 mm çelik topu ve 3000 kg yükle ölçülen çukur sertliğine eşdeğer).
Özellikler: Dengeli kapsamlı performans, korozyon direnci, kolay işleme, genellikle bisiklet çerçevelerinde, kayaklarda ve mekanik parçalarda kullanılır.
2.7 seri alüminyum alaşımı (7075-T6 örneği olarak alınır)
Güç:
Çekim sıklığı: ≥572 MPa (sıradan çeliklerin sıklık seviyesine yakın).
Güç: ≥503 MPa.
Sertlik:
Brinell sertliği (HB): ≥ 150 (orta karbonlu çeliklere yakın sertlik).
Özellikleri: yüksek dayanıklılık ve yüksek sertlik, genellikle "uçak sınıfı alüminyum alaşımı" olarak bilinir, uçak yapısal parçaları, yüksek kaliteli kalıplar ve yarış arabası parçaları için kullanılır.
3. 2 seriAlüminyum alaşımı(Örnek olarak 2024-T3'ü alıyoruz)
Güç:
Çekim sıklığı: ≥470 MPa.
Güç: ≥325 MPa.
Sertlik:
Brinell sertliği (HB): ≥ 120.
Özellikler: Güç sadece 7 serisine ikinci sırada, iyi dayanıklılıkla, havacılık deri ve yüksek dayanıklılıklı vidalar için kullanılır.
4. 5 seriAlüminyum alaşımı(Örnek olarak 5052-H32)
Güç:
Çekim sıklığı: ≥215 MPa.
Güç: ≥ 145 MPa.
Sertlik:
Brinell sertliği (HB): ≥60.
Özellikler: Mükemmel korozyon direnci, orta dayanıklılık, gemi güvertesinde, basınçlı kaplarda ve otomobil yakıt tanklarında kullanılır.
II. Basınç taşıma kapasitesi: Nasıl ölçülebilir?
'basınç taşıma kapasitesi'Alüminyum alaşımlarıMalzeme dayanıklılığı, yapısal tasarım ve stres şekli (sıkıştırma, gerilme ve kesme gibi) ile birlikte kapsamlı bir şekilde değerlendirilmelidir:
1Sıkıştırma gücü (sürekli sıkıştırma senaryosu)
Formül referansı:
Sıkıştırma gücü ≈ verim gücü × güvenlik faktörü (mühendislikte güvenlik faktörü genellikle 1.5-3.0).
Davayla:
Verim gücü7075-T6 alüminyum alaşımıEğer güvenlik faktörü 2 ise.0, izin verilen basınç dayanıklılığı 251.5 MPa'dır (kare metre başına yaklaşık 2515 ton basınç eşdeğerdir).
Uçak iniş trenleri gibi pratik uygulamalarda, basınçlı istikrarı iyileştirmek için yapısal optimizasyon (çürük tüp tasarımı gibi) gereklidir.
2Çekim gücü (çekim senaryosu)
Doğrudan karşılık gelen göstergeler: germe dayanıklılığı, malzemenin kırılmadan önce maksimum gerilmedir.
6061-T6'nın germe dayanıklılığı 290 MPa'dır, bu da 10 mm çapında bir alüminyum çubuğunun yaklaşık 22.7 kilonewton (yaklaşık 2.3 ton) germe kuvvetine dayanabileceği olarak anlaşılabilir.
3Kesme gücü (kesme kuvveti senaryosu)
Empirik formül: kesme gücü ≈ germe gücü × 0,6-0,8 (farklı alaşımlar için hafifçe farklı).
2024-T3 alüminyum alaşımının germe dayanıklılığı 470 MPa, kesme dayanıklılığı ise yaklaşık 282-376 MPa'dır.
III. Güç ve sertliği etkileyen temel faktörler
1Alaşım elemanları ve ısı işleme
Katı çözeltme + yaşlanma tedavisi: Örneğin,6061 alüminyum alaşımıT6 (katı çözeltme + yapay yaşlanma) ile tedavi edildiğinde, kuvvet tedavi edilmemiş duruma (O duruma) kıyasla yaklaşık% 50 oranında artar.
Tipik element etkileri:
Çinko (7 serisi): Dayanıklılığı önemli ölçüde artıran güçlendirici faz AlZnMgCu oluşturur.
Bakır (2 serisi): Al2Cu fazını oluşturur, sertliği ve ısı direncini artırır.
2İşleme teknolojisi
Ekstrüzyon kalıplaması: Örneğin,6063 alüminyum alaşımıProfil, ekstrüzyon yoluyla taneleri rafine eder ve sertlik dökme durumuna kıyasla% 20-30 arttırılır.
Soğuk çalışma sertleştirme: Örneğin, 5052 alüminyum alaşımının soğuk deformasyonundan (H32 durumu) sonra, verim gücü, kaynatma durumuna (O durumu) kıyasla yaklaşık% 50 oranında artar.
3Çevre faktörleri
Sıcaklık: Alüminyum alaşımının dayanıklılığı yüksek sıcaklıkta önemli ölçüde azalır (örneğin, 6061-T6'nın 200 °C'de germe dayanıklılığı oda sıcaklığının% 60'ına düşer).
Korozyon: Yüzey oksit filmi hasarlandıktan sonra, korozyon çukurları nedeniyle güç azalır (anodizasyon gibi işlemlerle korunması gerekir).
IV. Uygulama senaryolarında güç tasarımı durumları
1Otomobil tekerlek merkezi (6061-T6 alüminyum alaşımı)
Tasarım gereksinimleri: Aracın ağırlığına, yol çarpmasına ve merkezkaç kuvvetine dayanabilmesi, germe dayanıklılığının ≥260 MPa olması ve yorgunluk ömrünün ≥1 milyon döngü olması gerekir.
Yapısal optimizasyon: Spoke tipi hafif ağırlıklı tasarım benimsenir ve eşit stres dağılımını sağlamak için sonlu unsur analizi (FEA) kullanılır.
2Uçak motoru desteği (7075-T651 alüminyum alaşımı)
Aşırı çalışma koşulları: Yüksek sıcaklığa (≤120°C) ve titreşim yüküne dayanır, verim gücünün ≥480 MPa olması ve kırılma sertliği testinden geçilmesi gerekir (örneğin KIC değeri ≥24 MPa·√m).
3Bina perde duvar profili (6063-T5 alüminyum alaşımı)
Yük hesaplaması: Rüzgar basıncına (örneğin 5000 Pa) ve ölü ağırlığa dayanabilmesi gerekir ve izin verilen stres, güvenlik redundansi sağlamak için verim gücünün (160 MPa) 1/1.8 = 89 MPa'dır.
V. Uygun bir ürün nasıl seçilirAlüminyum alaşımı?
Güç gereksinimlerine göre sıralama:
Düşük dayanıklılık (<200 MPa): 5 serisi (5052), 3 serisi (3003) → korozyona dayanıklı senaryolar (konteynerler ve borular gibi).
Orta dayanıklılık (200-400 MPa): 6 serisi (6061/6063) → yapısal parçalar (kapılar ve pencereler, endüstriyel çerçeveler gibi).
Yüksek dayanıklılık (> 400 MPa): 2 seri (2024), 7 seri (7075) → havacılık, yüksek yüklü makineler.
İşlenebilirlik ile birlikte:
Kaydırma gerektiren senaryolar için, 5 serisi (alüminyum-magnezyum alaşımı) veya 6 serisi (iyi kaynaklanabilirlik) seçin ve 2 serisi ve 7 serisinden kaçının (bakır ve çinko içeren,kaynak sırasında kolayca çatlayabilir).
Özet
Alüminyum alaşımlarının dayanıklılığı ve sertliği, alaşım tasarımı ve süreç kontrolü yoluyla "donanma kadar yumuşak" (saf alüminyum) 'dan "çekirge kadar güçlü" (7075-T6) 'ye kadar geniş bir aralıkta ayarlanabilir.Gerçek basınç taşıma kapasitesinin marka ile birlikte kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi gerekir., durum ve yapısal tasarım.Mekanik testler (tüylenme testleri, sıkıştırma testleri gibi) veya endüstri standartlarına (ASTM,GB/T) mühendislik.
