Наскільки міцний алюмінієвий сплав і чим він відрізняється від сталі

Що таке міцність матеріалу?

Спрощене визначення потужності тканини - це її здатність витримувати позитивне навантаження, також відомий як сила або деформація, раніше, ніж він досягає певних факторів деформації або деформації. Нормальним способом візуалізації цього є добре відома крива напруження-деформації, доведено в прикладі нижче.

Ці криві зазвичай створюються за допомогою зразка матеріалу, до складу якого входить алюміній, і використання тиску розтягування для стимулювання деформації аж до фактора розриву. Тиск, і, отже, потужність тканини, зазвичай вимірюється в мегапаскалях (МПа) або кілофунтів відповідно до квадратного дюйма (ksi). Деформація вимірюється у відсотках від автентичної довжини зразка.

Які критерії вимірювання міцності матеріалів?

Міцність металевих матеріалів можна виміряти кількома показниками:

Міцність на розрив: Максимальна сила або тиск, які металевий матеріал може витримати під дією напруги розтягування. Міцність на розрив зазвичай виражається в мегапаскалях (МПа).

Межа текучості: Точка, в якій металевий матеріал починає пластично деформуватися або текти під дією напруги розтягування. Це здатність металевого матеріалу чинити опір деформації. Межа текучості зазвичай виражається в мегапаскалях (МПа).

Подовження: Ступінь пластичної деформації металевого матеріалу під час розтягування. Він виражає відсоток, на який матеріал здатний подовжуватися перед розривом.

В'язкість до руйнування: Здатність металевого матеріалу чинити опір руйнуванню. Це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під дією концентрації напруги.

Ці показники відображають міцність і деформаційну здатність металевих матеріалів при дії на них зовнішніх сил. Різні металеві матеріали мають різні властивості міцності, тому при виборі та проектуванні металевої конструкції чи частини, необхідно враховувати міцність матеріалу, щоб переконатися, що він відповідає передбачуваним потребам застосування.

Як вимірюють міцність матеріалів?

Міцність матеріалів можна виміряти кількома поширеними методами випробувань:

Випробування на розтяг: Це один із найбільш часто використовуваних методів тестування для вимірювання характеристик матеріалів під напругою розтягування. При випробуванні на розтяг, стандартний зразок розтягується, і одночасно вимірюються напруга і деформація зразка, щоб визначити міцність на розрив, межа текучості, подовження, тощо. матеріалу.

Тест на стиснення: Цей метод випробування використовується для вимірювання характеристик матеріалів під напругою стиску. Зразок стискається, а напруга та деформація вимірюються, щоб визначити міцність матеріалу на стиск і здатність деформуватися.

Тест на вигин: Цей метод випробування використовується для оцінки характеристик матеріалів під навантаженням на згин. Зразок згинають, щоб застосувати силу для вимірювання напруги згину та деформації та для визначення міцності на вигин і міцності матеріалу.

Тест на твердість: Випробування на твердість – це швидкий спосіб оцінити міцність матеріалу. Зазвичай використовувані методи визначення твердості включають твердість за Брінеллем, Твердість по Роквеллу і Твердість по Віккерсу.

Тест на удар: Ударні випробування використовуються для оцінки міцності та в'язкості матеріалів при ударних навантаженнях. Зазвичай використовувані методи випробування на удар включають тест Шарпі та тест Ізода.

Ці методи випробувань можуть надати кількісні дані про такі властивості, як міцність, деформованість, і міцність матеріалів. Залежно від потреб програми, дуже важливо вибрати відповідний метод випробування для оцінки міцності матеріалу. В той самий час, слід також звернути увагу на такі фактори, як умови тестування, стандартні специфікації, і підготовка зразків для забезпечення точності та порівнянності результатів тестування.

Яка міцність алюмінієвого сплаву?

Матеріали з алюмінієвих сплавів можна розділити на алюмінієві сплави низької міцності, алюмінієві сплави середньої міцності і алюмінієві сплави високої міцності за міцністю;

Класифікація по міцності не є жорсткою межею поділу, і різні матеріали з алюмінієвих сплавів можуть перекриватися в межах діапазону міцності. В додаток, специфічний склад і процес термообробки алюмінієвого сплаву також впливатимуть на його міцнісні характеристики;

Міцність різних марок алюмінієвих сплавів різна. Наприклад, сила 3004 алюмінієвого сплаву значно вище, ніж у 1050, 1060, 1100 та інші сплави;

Міцність алюмінієвих сплавів однієї марки також різна при різних ступенях термообробки

3004 фізичні властивості з різним характером

Сила	3004-О	3004-Х	3004-Т
Міцність на розрив	125-165 МПа	165-215 МПа	165-205 МПа
Межа текучості	100-140 МПа	145-190 МПа	145-180 МПа
Подовження	15%-25%	5%-15%	10%-20%
Твердість	30-45 HB	50-65 HB	45-55 HB

Алюмінієвий сплав міцніший за сталь?

Деякі алюмінієві сплави мають високу міцність, навіть порівняти зі сталлю. Порівняння найміцнішого алюмінієвого сплаву з таким же розміром, як сталь, сталь, як правило, найміцніша.

Як приклад, найбільша енергія розтягування одного з найпотужніших алюмінієвих сплавів, AA7068-T6, і один з найміцніших металевих сплавів, AISI 1080, становлять 710 МПа і 965 МПа, відповідно. Тут ви можете побачити контраст між їхньою енергією текучості та залишковою міцністю на розтяг.

Найміцніший алюмінієвий сплав проти сталі

Матеріали	Межа текучості	Максимальна міцність на розрив
Алюмінієвий сплав AA 7068-T6	683МПа	710МПа
AISI 1080 сталь	585МПа	965МПа

Що стосується співвідношення міцності та ваги, алюміній виграє, тому що це лише 1/3 вага сталі з невеликою різницею міцності, і він виграє, коли справа доходить до продуктивності.

При виборі матеріалів, сила не єдина міра, але співвідношення міцності до ваги може підкреслити ефективність матеріалів.

Високоміцний алюмінієвий сплав і його застосування

Алюмінієвий сплав	Максимальна міцність на розрив	Додатки
2024	465МПа	Високоміцні конструкції, авіаційна арматура, частини ракети, поршні.
5052	228МПа	Посудини під тиском, танки, архітектурне використання, автомобільні запчастини, залізничні вагони.
6061	310МПа	Компоненти вантажного автомобіля, трубопроводи, транспортні засоби для відпочинку, літак, автомобільні запчастини.
7075	572МПа	Сильно напружені конструкції та частини літака, деталі машин, боєприпаси.