อลูมิเนียมอัลลอยด์มีความแข็งแรงเพียงใดและเปรียบเทียบกับเหล็กได้อย่างไร

ความแข็งแรงของวัสดุคืออะไร?

คําจํากัดความที่เรียบง่ายของพลังของผ้าคือศักยภาพในการทนต่อปริมาณโหลดที่เป็นบวก, หรือที่เรียกว่าแรงหรือความเครียด, เร็วกว่าที่มันถึงปัจจัยเฉพาะของการเสียรูปหรือความเครียด. วิธีปกติในการแสดงภาพนี้คือเส้นโค้งความเค้น-ความเค้นที่รู้จักกันดี, พิสูจน์ได้จากตัวอย่างด้านล่าง.

กราฟความเค้นความเครียดอลูมิเนียม

เส้นโค้งเหล่านี้มักทำโดยใช้ตัวอย่างวัสดุ, ซึ่งรวมถึงอลูมิเนียม, และใช้แรงดึงเพื่อกระตุ้นให้เกิดการเสียรูปจนถึงปัจจัยของการแตกร้าว. ความดัน, และพลังของผ้า, โดยทั่วไปจะวัดเป็นแกดเจ็ตของเมกะปาสคาล (MPa) หรือกิโลปอนด์สอดคล้องกับตารางนิ้ว (ksi). การเสียรูปจะวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ของความยาวจริงของตัวอย่าง.

อะไรคือเกณฑ์ในการวัดความแข็งแรงของวัสดุ?

ความแข็งแรงของวัสดุโลหะสามารถวัดได้จากตัวบ่งชี้หลายตัว:

ความต้านแรงดึง: แรงหรือแรงดันสูงสุดที่วัสดุโลหะสามารถรับได้ภายใต้ความเค้นดึง. ความต้านทานแรงดึงมักจะแสดงเป็นเมกะปาสคาล (MPa).

ความแข็งแรงของผลผลิต: จุดที่วัสดุโลหะเริ่มเปลี่ยนรูปพลาสติกหรือไหลภายใต้แรงดึง. เป็นความสามารถของวัสดุโลหะในการต้านทานการเสียรูป. ความแข็งแรงของผลผลิตมักจะแสดงเป็นเมกะปาสกาล (MPa).

การยืดตัว: ระดับที่วัสดุโลหะผ่านการเสียรูปพลาสติกในระหว่างการยืด. มันแสดงเปอร์เซ็นต์ที่วัสดุสามารถยืดตัวได้ก่อนที่จะแตก.

ความเหนียวแตกหัก: ความสามารถของวัสดุโลหะในการต้านทานการแตกหัก. เป็นความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกหักเมื่ออยู่ภายใต้ความเข้มข้นของความเค้น.

การทดสอบการดัดงออลูมิเนียม

ตัวบ่งชี้เหล่านี้สะท้อนให้เห็นถึงความแข็งแรงและความสามารถในการเปลี่ยนรูปของวัสดุโลหะเมื่ออยู่ภายใต้แรงภายนอก. วัสดุโลหะที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติความแข็งแรงแตกต่างกัน, ดังนั้นเมื่อเลือกและออกแบบโครงสร้างโลหะหรือชิ้นส่วน, ต้องพิจารณาความแข็งแรงของวัสดุเพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามความต้องการในการใช้งาน.

คุณวัดความแข็งแรงของวัสดุอย่างไร?

ความแข็งแรงของวัสดุสามารถวัดได้โดยวิธีการทดสอบทั่วไปหลายวิธี:

การทดสอบแรงดึง: นี่เป็นหนึ่งในวิธีการทดสอบที่ใช้บ่อยที่สุดในการวัดประสิทธิภาพของวัสดุภายใต้แรงดึง. ในการทดสอบแรงดึง, ตัวอย่างมาตรฐานถูกยืดออก, และความเครียดและความเครียดของตัวอย่างจะถูกวัดในเวลาเดียวกัน, เพื่อกำหนดความต้านทานแรงดึง, ความแข็งแรงของผลผลิต, การยืดตัว, ฯลฯ. ของวัสดุ.

การทดสอบการบีบอัด: วิธีการทดสอบนี้ใช้เพื่อวัดประสิทธิภาพของวัสดุภายใต้แรงกดอัด. ชิ้นงานทดสอบถูกบีบอัดในขณะที่วัดความเค้นและความเครียดเพื่อกําหนดกําลังรับแรงอัดของวัสดุและความสามารถในการเปลี่ยนรูป.

การทดสอบการดัด: วิธีการทดสอบนี้ใช้เพื่อประเมินประสิทธิภาพของวัสดุภายใต้การดัด. ชิ้นงานทดสอบโค้งงอเพื่อใช้แรงในการวัดความเค้นและความเครียดในการดัดและเพื่อกําหนดความแข็งแรงดัดและความเหนียวของวัสดุ.

การทดสอบความแข็ง: การทดสอบความแข็งเป็นวิธีที่รวดเร็วในการประเมินความแข็งแรงของวัสดุ. วิธีการทดสอบความแข็งที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ความแข็ง Brinell, ความแข็ง Rockwell และความแข็ง Vickers.

การทดสอบแรงกระแทก: การทดสอบแรงกระแทกใช้เพื่อประเมินความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุภายใต้แรงกระแทก. วิธีการทดสอบแรงกระแทกที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ Charpy Test และ Izod Test.

โลหะหลังการทดสอบความเครียดความเครียด

วิธีการทดสอบเหล่านี้สามารถให้ข้อมูลเชิงปริมาณเกี่ยวกับคุณสมบัติเช่นความแข็งแรง, การเสียรูป, และความเหนียวของวัสดุ. ขึ้นอยู่กับความต้องการของแอปพลิเคชัน, การเลือกวิธีทดสอบที่เหมาะสมเพื่อประเมินความแข็งแรงของวัสดุเป็นสิ่งสำคัญมาก. ขณะเดียวกัน, ควรให้ความสนใจกับปัจจัยต่างๆ เช่น เงื่อนไขการทดสอบ, ข้อกำหนดมาตรฐาน, และการเตรียมตัวอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าผลการทดสอบมีความถูกต้องและเปรียบเทียบได้.

ความแข็งแรงของโลหะผสมอลูมิเนียมคืออะไร?

วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถแบ่งออกเป็นโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงต่ำ, โลหะผสมอะลูมิเนียมความแข็งแรงปานกลางและโลหะผสมอะลูมิเนียมความแข็งแรงสูงตามความแข็งแรง;

การจําแนกความแข็งแรงไม่ใช่เส้นแบ่งที่เข้มงวด, และวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมที่แตกต่างกันสามารถทับซ้อนกันภายในช่วงความแข็งแรง. นอกจากนี้, องค์ประกอบเฉพาะและกระบวนการบําบัดความร้อนของอลูมิเนียมอัลลอยด์จะส่งผลต่อลักษณะความแข็งแรง;

ความแข็งแรงของอลูมิเนียมเกรดต่าง ๆ นั้นแตกต่างกัน. ตัวอย่างเช่น, ความแข็งแกร่งของ 3004 อลูมิเนียมอัลลอยด์สูงกว่าของ 1050, 1060, 1100 และโลหะผสมอื่น ๆ;

ความแข็งแรงของอลูมิเนียมอัลลอยด์เกรดเดียวกันก็แตกต่างกันภายใต้สถานะการอบชุบด้วยความร้อนที่แตกต่างกัน

อลูมิเนียมอัลลอยด์แข็งแรงกว่าเหล็กหรือไม่?

โลหะผสมอลูมิเนียมบางชนิดมีความแข็งแรงสูง, เทียบได้กับเหล็กกล้า. เปรียบเทียบอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่แข็งแรงที่สุดที่มีขนาดเท่ากับเหล็ก, โดยทั่วไปเหล็กจะแข็งแกร่งที่สุด.

ตัวอย่างเช่น, พลังงานแรงดึงสูงสุดของโลหะผสมอลูมิเนียมที่ทรงพลังที่สุดชนิดหนึ่งซึ่งกำหนดตามปกติ, AA7068-T6, และหนึ่งในโลหะผสมที่แข็งแกร่งที่สุด, เอไอเอส 1080, คือ 710MPa และ 965MPa, ตามลำดับ. ที่นี่คุณอาจเห็นความแตกต่างของพลังงาน Yield และความต้านทานแรงดึงที่เหลืออยู่.

เมื่อพูดถึงอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ําหนัก, อลูมิเนียมชนะเพราะมันเป็นเพียง 1/3 น้ําหนักของเหล็กที่มีความแข็งแรงแตกต่างกันเล็กน้อย, และชนะเมื่อพูดถึงประสิทธิภาพ.

เมื่อเลือกวัสดุ, ความแข็งแรงไม่ได้เป็นเพียงการวัด, แต่อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ําหนักสามารถเน้นประสิทธิภาพของวัสดุได้.

อลูมิเนียมความแข็งแรงสูงและการใช้งาน

อลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับเครื่องบิน