Wie stark ist eine Aluminiumlegierung und wie ist sie im Vergleich zu Stahl?

Was ist Materialstärke??

Eine vereinfachte Definition der Leistung eines Stoffes ist sein Potenzial, einer positiven Belastungsmenge standzuhalten, auch bekannt als Kraft oder Dehnung, bevor bestimmte Verformungs- oder Dehnungsfaktoren erreicht werden. Eine übliche Möglichkeit, dies zu veranschaulichen, ist die bekannte Spannungs-Dehnungs-Kurve, im folgenden Beispiel bewiesen.

Diese Kurven werden üblicherweise mithilfe einer Materialprobe erstellt, Dazu gehört auch Aluminium, und Nutzung von Zugdruck, um eine Verformung bis zum Bruch herbeizuführen. Der Druck, und damit die Kraft des Stoffes, wird normalerweise in Einheiten von Megapascal gemessen (MPa) oder Kilopound pro Quadratzoll (ksi). Die Verformung wird als Prozentsatz der authentischen Länge der Probe gemessen.

Nach welchen Kriterien wird die Festigkeit von Materialien gemessen??

Die Festigkeit metallischer Werkstoffe kann anhand mehrerer Indikatoren gemessen werden:

Zugfestigkeit: Die maximale Kraft oder der maximale Druck, dem ein Metallmaterial unter Zugbelastung standhalten kann. Die Zugfestigkeit wird üblicherweise in Megapascal angegeben (MPa).

Ertragsstärke: Der Punkt, an dem ein metallischer Werkstoff unter Zugspannung beginnt, sich plastisch zu verformen oder zu fließen. Es ist die Fähigkeit eines Metallmaterials, Verformungen zu widerstehen. Die Streckgrenze wird üblicherweise in Megapascal angegeben (MPa).

Verlängerung: Der Grad, in dem ein Metallmaterial beim Strecken plastische Verformung erfährt. Sie drückt den Prozentsatz aus, um den sich ein Material dehnen kann, bevor es bricht.

Bruchzähigkeit: Die Fähigkeit eines Metallmaterials, einem Bruch zu widerstehen. Es ist die Fähigkeit eines Materials, einem Bruch zu widerstehen, wenn es Spannungskonzentrationen ausgesetzt wird.

Diese Indikatoren spiegeln die Festigkeit und Verformungsfähigkeit von Metallwerkstoffen wider, wenn sie äußeren Kräften ausgesetzt werden. Unterschiedliche Metallmaterialien haben unterschiedliche Festigkeitseigenschaften, also bei der Auswahl und Gestaltung einer Metallstruktur oder eines Metallteils, Die Festigkeit des Materials muss berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass es den beabsichtigten Anwendungsanforderungen entspricht.

Wie misst man die Festigkeit von Materialien??

Die Festigkeit von Materialien kann mit mehreren gängigen Prüfmethoden gemessen werden:

Zugversuch: Dies ist eine der am häufigsten verwendeten Prüfmethoden zur Messung der Leistung von Materialien unter Zugbeanspruchung. Im Zugversuch, Die Standardprobe wird gestreckt, Gleichzeitig werden Spannung und Dehnung der Probe gemessen, um die Zugfestigkeit zu bestimmen, Streckgrenze, Verlängerung, usw. des Materials.

Kompressionstest: Mit dieser Prüfmethode wird die Leistungsfähigkeit von Materialien unter Druckbeanspruchung gemessen. Die Probe wird komprimiert, während Spannung und Dehnung gemessen werden, um die Druckfestigkeit und Verformungsfähigkeit des Materials zu bestimmen.

Bigsamkeitstest: Mit dieser Prüfmethode wird das Verhalten von Materialien unter Biegebelastung bewertet. Die Probe wird gebogen, um Kraft auszuüben, um Biegespannung und -dehnung zu messen und die Biegefestigkeit und Zähigkeit des Materials zu bestimmen.

Härtetest: Die Härteprüfung ist eine schnelle Möglichkeit, die Festigkeit eines Materials zu beurteilen. Zu den häufig verwendeten Methoden zur Härteprüfung gehört die Brinell-Härte, Rockwell-Härte und Vickers-Härte.

Schlagtest: Mit der Schlagprüfung wird die Festigkeit und Zähigkeit von Materialien unter Stoßbelastungen bewertet. Zu den häufig verwendeten Schlagprüfungsmethoden gehören der Charpy-Test und der Izod-Test.

Diese Prüfmethoden können quantitative Daten zu Eigenschaften wie der Festigkeit liefern, Verformbarkeit, und Zähigkeit der Materialien. Je nach Anwendungsbedarf, Es ist sehr wichtig, die geeignete Prüfmethode zur Beurteilung der Festigkeit des Materials zu wählen. Gleichzeitig, Auch Faktoren wie die Testbedingungen sollten beachtet werden, Standardspezifikationen, und Probenvorbereitung, um die Genauigkeit und Vergleichbarkeit der Testergebnisse sicherzustellen.

Was ist die Festigkeit einer Aluminiumlegierung??

Aluminiumlegierungsmaterialien können in Aluminiumlegierungen mit geringer Festigkeit unterteilt werden, mittelfeste Aluminiumlegierungen und hochfeste Aluminiumlegierungen entsprechend ihrer Festigkeit;

Die Festigkeitsklassifizierung ist keine strenge Trennlinie, und verschiedene Aluminiumlegierungsmaterialien können sich innerhalb des Festigkeitsbereichs überschneiden. Außerdem, Die spezifische Zusammensetzung und der Wärmebehandlungsprozess der Aluminiumlegierung wirken sich auch auf deren Festigkeitseigenschaften aus;

Die Festigkeit verschiedener Aluminiumlegierungssorten ist unterschiedlich. Zum Beispiel, Die Stärke von 3004 Aluminiumlegierung ist viel höher als die von 1050, 1060, 1100 und andere Legierungen;

Auch die Festigkeit von Aluminiumlegierungen der gleichen Güteklasse ist bei unterschiedlichen Wärmebehandlungszuständen unterschiedlich

3004 physikalische Eigenschaften mit unterschiedlichem Temperament

Stärke	3004-Ö	3004-H	3004-T
Zugfestigkeit	125-165 MPa	165-215 MPa	165-205 MPa
Ertragsstärke	100-140 MPa	145-190 MPa	145-180 MPa
Verlängerung	15%-25%	5%-15%	10%-20%
Härte	30-45 HB	50-65 HB	45-55 HB

Ist eine Aluminiumlegierung stärker als Stahl??

Einige Aluminiumlegierungen weisen eine hohe Festigkeit auf, sogar vergleichbar mit Stahl. Vergleich der stärksten Aluminiumlegierung mit der gleichen Größe wie Stahl, Stahl ist im Allgemeinen der stärkste.

Als Beispiel, die höchste Zugenergie einer der normalerweise ermittelten stärksten Aluminiumlegierungen, der AA7068-T6, und eine der stärksten Metalllegierungen, die Aisi 1080, sind 710 MPa und 965 MPa, bzw.. Hier sehen Sie möglicherweise einen Kontrast zwischen ihrer Streckgrenze und der verbleibenden Zugfestigkeit.

Die stärkste Aluminiumlegierung im Vergleich zu Stahl

Materialien	Ertragsstärke	Maximale Zugfestigkeit
AA 7068-T6 Aluminiumlegierung	683MPa	710MPa
AISI 1080 Stahl	585MPa	965MPa

Wenn es um das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht geht, Aluminium gewinnt, weil es nur ist 1/3 das Gewicht von Stahl mit geringem Unterschied in der Festigkeit, und es gewinnt, wenn es um Leistung geht.

Bei der Materialauswahl, Stärke ist nicht das einzige Maß, Aber das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht kann die Leistung von Materialien hervorheben.

Hochfeste Aluminiumlegierung und ihre Anwendung

Aluminiumlegierung	Maximale Zugfestigkeit	Anträge
2024	465MPa	Hochfeste Strukturanwendungen, Flugzeugbeschläge, Raketenteile, Kolben.
5052	228MPa	Druckbehälter, Panzer, architektonische Nutzungen, Autoteile, Eisenbahnwagen.
6061	310MPa	LKW-Komponenten, Pipelines, Freizeitfahrzeuge, Flugzeug, Autoteile.
7075	572MPa	Hochbeanspruchte Struktur- und Flugzeugteile, Maschinenteile, Artillerie.