Dermechanische Eigenschaften von Aluminiumsind Schlüsselfaktoren, die ihre Leistung in verschiedenen Anwendungen bestimmen. Diese Eigenschaften variieren je nach Legierung und Form, in der Aluminium verwendet wird (z. B. reines Aluminium, Aluminiumlegierungen, gegossen, geschrieben). Unten finden Sie die mechanischen Haupteigenschaften von Aluminium:
1. Zugfestigkeit
Definition: Das maximale Spannungs -Aluminium kann vor dem Brechen standhalten, während er gedehnt oder gezogen wird.
Typischer Wert: Reines Aluminium hat eine Zugfestigkeit von rund um90 MPa. Aluminiumlegierungen, insbesondere solche mit Kupfer, Magnesium und Zink, können jedoch eine Zugfestigkeit haben, die von200 MPa bis 700 MPaabhängig von der spezifischen Legierung und Behandlung.
Anwendungen: Hochfeste Aluminiumlegierungen werden in Luft- und Raumfahrt- und Automobilanwendungen verwendet, bei denen eine hohe Zugfestigkeit erforderlich ist.
2. Ertragsfestigkeit
Definition: Die Spannung, bei der Aluminium plastisch zu verformen beginnt, dh der Punkt, an dem es nicht mehr zu seiner ursprünglichen Form zurückkehrt, wenn die Spannung entfernt wird.
Typischer Wert: Reines Aluminium hat eine Ertragsfestigkeit von ungefähr35 MPa, während hochfeste Legierungen erreichen können500 MPaoder mehr.
Anwendungen: Die Ertragsstärke ist wichtig für Anwendungen, bei denen das Material anhaltende Belastungen ausgesetzt wird, z. B. in strukturellen Strahlen und Rahmen.
3. Duktilität
Definition: Die Fähigkeit von Aluminium, unter Zugspannung zu verformen, oft durch die Fähigkeit des Materials gekennzeichnet, dünne Drähte oder Blätter zu bilden, ohne zu brechen.
Typischer Wert: Reines Aluminium ist stark duktil und kann vor der Fraktur eine signifikante Verformung durchlaufen, während hochfeste Aluminiumlegierungen weniger duktil sind.
Anwendungen: Duktilität lässt Aluminium für die Bildung von Prozessen wie Rollen, Stempeln und Zeichnen in dünne Blätter für Verpackungen, Automobilkapitalpaneele und andere Anwendungen geeignet.
4. Verlängerung
Definition: Der Betrag, mit dem sich Aluminium erstrecken kann, bevor es bricht, wird normalerweise als prozentualer Anstieg der Länge ausgedrückt.
Typischer Wert: Dehnung kann von von10% bis 50%, abhängig von der Legierung. Reines Aluminium hat typischerweise eine höhere Dehnung als seine Legierungen.
Anwendungen: Materialien mit hoher Dehnung sind nützlich für Anwendungen, bei denen Biegen oder Bildung erforderlich ist, z. B. bei der Herstellung von Aluminiumfolie oder flexiblen Verpackungen.
5. Härte
Definition: Der Widerstand von Aluminium gegen Oberflächenverformung, Kratzer oder Eindrückung.
Typischer Wert: Aluminiumhärte ist im Vergleich zu Metallen wie Stahl relativ niedrig. Die Härte für reines Aluminium liegt in der Nähe15 bis 25 Brinell. Aluminiumlegierungen können einen Härtewert von haben60 bis 150 Brinell, abhängig von der Legierung.
Anwendungen: Aluminiumlegierungen mit höherer Härte werden in der Luft- und Raumfahrt und militärische Anwendungen für ihren verbesserten Verschleißfestigkeit verwendet.
6. Ermüdungsstärke
Definition: Die Fähigkeit von Aluminium, wiederholte Belastungs- und Entladezyklen standzuhalten, ohne zu versagen.
Typischer Wert: Die Müdigkeitsstärke ist für Aluminium im Vergleich zu Stahl im Allgemeinen niedriger, kann aber in Legierungen wie verbessert werden2024oder7075.
Anwendungen: Ermüdungsstärke ist eine kritische Eigenschaft in Anwendungen wie Flugzeugflügeln und Automobilkomponenten, die zyklische Belastungen ausgesetzt sind.
7. Elastizitätsmodul (Young's Modul)
Definition: Ein Maß für die Steifheit von Aluminium, die den Widerstand des Materials gegen elastische Verformung unter Stress beschreibt.
Typischer Wert: Der Elastizitätsmodul für Aluminium ist in der Nähe69 GPA (Gigapascals), was ungefähr ein Drittel des Wertes für Stahl ist.
Anwendungen: Diese Eigenschaft ist wichtig für strukturelle Anwendungen, bei denen Steifheit und Verformung unter Last kritisch sind, z. B. in Brücken, Gebäuderahmen und Luft- und Raumfahrtstrukturen.
8. Poissons Verhältnis
Definition: Das Verhältnis des lateralen Dehnung zu axialer Dehnung im Aluminium beim Strecken.
Typischer Wert: Das Poisson -Verhältnis für Aluminium ist ungefähr0.33.
Anwendungen: Poissons Verhältnis ist wichtig, um Komponenten zu entwerfen, die Spannung oder Komprimierung ausgesetzt sind, um sicherzustellen, dass sie nicht übermäßig unter Last verzerren.
9. Scherfestigkeit
Definition: Die Fähigkeit von Aluminium, Scherkräften zu widerstehen, oder Kräfte, die eine Schicht des Materials über eine andere gleiten.
Typischer Wert: Die Scherfestigkeit von Aluminium ist typischerweise herum60 MPafür reines Aluminium, aber es kann bis zu500 MPafür stärkere Aluminiumlegierungen.
Anwendungen: Die Scherfestigkeit ist in Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen Komponenten Kräften ausgesetzt sind, die dazu führen, dass sie scheren, z. B. in Befestigungselementen oder Strukturgelenken.
10. Kriechwiderstand
Definition: Die Fähigkeit von Aluminium, langsamer, dauerhafter Deformation unter konstantem Stress im Laufe der Zeit zu widerstehen, insbesondere bei hohen Temperaturen.
Typischer Wert: Aluminium hat bei hohen Temperaturen im Vergleich zu Materialien wie Titan oder Stahl eine relativ geringe Kriechwiderstand.
Anwendungen: Während Aluminium nicht ideal für Hochtemperaturanwendungen ist, die einen hervorragenden Kriechwiderstand erfordern, kann es in Umgebungen mit mittlerer Temperatur wie Motorkomponenten und Wärmetauschern verwendet werden.
Abschluss:
Die mechanischen Eigenschaften von Aluminium machen es zu einem äußerst vielseitigen Material. Es istleicht, hohe Duktilität, Undgute ZugfestigkeitMachen Sie es ideal für Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil, Verpackung und Bau. Es ist jedoch seingeringere Stärkeim Vergleich zu Stahl undErmüdungsbeständigkeitsind wichtige Faktoren bei der Auswahl von Aluminium für bestimmte Anwendungen. Aluminiumlegierungen, die auf andere Elemente zugeschnitten sind, können so konstruiert werden, dass sie anspruchsvollere mechanische Eigentumsanforderungen erfüllen.
