Jak pevná je hliníková slitina a jaká je ve srovnání s ocelí

Co je materiálová síla?

Zjednodušená definice síly tkaniny je její potenciál odolat kladnému množství zatížení, také známý jako síla nebo napětí, dříve, než dosáhne specifických faktorů deformace nebo deformace. Normální způsob vizualizace je pomocí dobře známé křivky napětí-deformace, prokázáno v příkladu níže.

Tyto křivky se běžně dělají pomocí vzorku materiálu, který zahrnuje hliník, a využití tahového tlaku k hybné deformaci až do faktoru přetržení. Tlak, a následně síla tkaniny, se obvykle měří v přístrojích v megapascalech (MPa) nebo kiloundy odpovídající čtverečnímu palci (ksi). Deformace se měří jako procento autentické délky vzorku.

Jaká jsou kritéria pro měření pevnosti materiálů?

Pevnost kovových materiálů lze měřit několika ukazateli:

Pevnost v tahu: Maximální síla nebo tlak, které kovový materiál vydrží při namáhání v tahu. Pevnost v tahu se obvykle vyjadřuje v megapascalech (MPa).

Mez kluzu: Bod, ve kterém se kovový materiál začíná plasticky deformovat nebo téci pod tahovým napětím. Je to schopnost kovového materiálu odolávat deformaci. Mez kluzu se obvykle vyjadřuje v megapascalech (MPa).

Prodloužení: Míra, ve které kovový materiál podléhá plastické deformaci během natahování. Vyjadřuje procento, o které je materiál schopen prodloužit před přetržením.

Lomová houževnatost: Schopnost kovového materiálu odolávat lomu. Je to schopnost materiálu odolávat lomu, když je vystaven koncentracím napětí.

Tyto indikátory odrážejí pevnost a deformační schopnost kovových materiálů, když jsou vystaveny vnějším silám. Různé kovové materiály mají různé pevnostní vlastnosti, tak při výběru a návrhu kovové konstrukce nebo dílu, pevnost materiálu je třeba zvážit, aby bylo zajištěno, že splňuje zamýšlené potřeby aplikace.

Jak měříte sílu materiálů?

Pevnost materiálů lze měřit několika běžnými zkušebními metodami:

Zkouška tahem: Jedná se o jednu z nejběžněji používaných zkušebních metod k měření vlastností materiálů při namáhání v tahu. Ve zkoušce tahem, standardní vzorek je natažen, a současně se měří napětí a deformace vzorku, aby se určila pevnost v tahu, mez kluzu, prodloužení, atd. materiálu.

Zkouška komprese: Tato zkušební metoda se používá k měření výkonu materiálů pod tlakovým napětím. Vzorek je stlačen, zatímco se měří napětí a deformace, aby se určila pevnost materiálu v tlaku a schopnost deformace.

Zkouška ohybem: Tato zkušební metoda se používá k hodnocení vlastností materiálů při zatížení ohybem. Vzorek se ohýbá, aby se použila síla k měření ohybového napětí a deformace a ke stanovení pevnosti v ohybu a houževnatosti materiálu.

Zkouška tvrdosti: Testování tvrdosti je rychlý způsob, jak posoudit pevnost materiálu. Mezi běžně používané metody zkoušení tvrdosti patří tvrdost podle Brinella, Tvrdost podle Rockwella a tvrdost podle Vickerse.

Dopadový test: Rázové zkoušky se používají k hodnocení pevnosti a houževnatosti materiálů při rázovém zatížení. Mezi běžně používané metody nárazové zkoušky patří Charpyho test a Izodův test.

Tyto zkušební metody mohou poskytnout kvantitativní údaje o vlastnostech, jako je pevnost, deformovatelnost, a houževnatost materiálů. V závislosti na potřebách aplikace, je velmi důležité zvolit vhodnou zkušební metodu pro hodnocení pevnosti materiálu. Ve stejnou dobu, pozornost by měla být věnována také faktorům, jako jsou zkušební podmínky, standardní specifikace, a příprava vzorků pro zajištění přesnosti a srovnatelnosti výsledků testů.

Jaká je pevnost hliníkové slitiny?

Materiály ze slitin hliníku lze rozdělit na slitiny hliníku s nízkou pevností, středně pevné hliníkové slitiny a vysokopevnostní hliníkové slitiny podle jejich pevnosti;

Pevnostní klasifikace není striktní dělicí čárou, a různé materiály z hliníkové slitiny se mohou v rozsahu pevnosti překrývat. Navíc, specifické složení a proces tepelného zpracování hliníkové slitiny také ovlivní její pevnostní charakteristiky;

Pevnost různých druhů hliníkových slitin je různá. Například, síla 3004 slitina hliníku je mnohem vyšší než slitina hliníku 1050, 1060, 1100 a další slitiny;

Pevnost hliníkových slitin stejné jakosti je také různá při různých stavech tepelného zpracování

3004 fyzikální vlastnosti s různou povahou

Síla	3004-Ó	3004-H	3004-T
Pevnost v tahu	125-165 MPa	165-215 MPa	165-205 MPa
Mez kluzu	100-140 MPa	145-190 MPa	145-180 MPa
Prodloužení	15%-25%	5%-15%	10%-20%
Tvrdost	30-45 HB	50-65 HB	45-55 HB

Je hliníková slitina pevnější než ocel?

Některé hliníkové slitiny mají vysokou pevnost, dokonce srovnatelné s ocelí. Porovnání nejpevnější hliníkové slitiny se stejnou velikostí jako ocel, ocel je obecně nejpevnější.

Jako příklad, největší tažná energie jedné z běžně určovaných nejvýkonnějších hliníkových slitin, AA7068-T6, a jedna z nejpevnějších kovových slitin, AISI 1080, jsou 710 MPa a 965 MPa, respektive. Zde můžete vidět kontrast v jejich energii výtěžnosti a zbývající pevnosti v tahu.

Nejpevnější hliníková slitina vs ocel

Materiály	Mez kluzu	Maximální pevnost v tahu
Hliníková slitina AA 7068-T6	683MPa	710MPa
AISI 1080 Ocel	585MPa	965MPa

Pokud jde o poměr síly a hmotnosti, hliník vítězí, protože je jediný 1/3 hmotnost oceli s malým rozdílem v pevnosti, a vyhrává, pokud jde o výkon.

Při výběru materiálů, síla není jediným měřítkem, ale poměr pevnosti k hmotnosti může zvýraznit vlastnosti materiálů.

Vysoce pevná hliníková slitina a její použití

Slitina hliníku	Maximální pevnost v tahu	Aplikace
2024	465MPa	Vysoce pevné konstrukční aplikace, vybavení letadel, části raket, písty.
5052	228MPa	Tlakové nádoby, tanky, architektonické využití, automobilové díly, železniční vozy.
6061	310MPa	Komponenty nákladních vozidel, potrubí, rekreační vozidla, letadlo, automobilové díly.
7075	572MPa	Vysoce namáhané konstrukční a letecké díly, části strojů, arzenál.