AMehanička svojstva aluminijaključni su čimbenici koji određuju njegovu izvedbu u različitim aplikacijama. Ta svojstva razlikuju se ovisno o leguri i obliku u kojem se koristi aluminij (npr. Čisti aluminij, aluminijske legure, lijevanje, kovano). Ispod su glavna mehanička svojstva aluminija:
1. Zatečna čvrstoća
Definicija: Aluminij maksimalnog stresa može se izdržati dok se rastežu ili povuče prije nego što se razbije.
Tipična vrijednost: Čisti aluminij ima zateznu čvrstoću oko90 MPa. Međutim, aluminijske legure, posebno one s bakrom, magnezijem i cinkom, mogu imati zatezne snage u rasponu od200 MPa do 700 MPaovisno o određenoj leguri i liječenju.
Prijava: Aluminijske legure visoke čvrstoće koriste se u zrakoplovnim i automobilskim aplikacijama gdje je potrebna visoka vlačna čvrstoća.
2. Snaga popuštanja
Definicija: Stres pri kojem se aluminij počinje deformirati plastično, tj. Točka u kojoj se više neće vratiti u izvorni oblik kad se stres ukloni.
Tipična vrijednost: Čisti aluminij ima snagu prinosa otprilike35 MPa, dok legure visoke čvrstoće mogu doći do500 MPaili više.
Prijava: Snaga prinosa važna je za primjene u kojima će materijal biti podvrgnut stalnim opterećenjima, poput strukturnih greda i okvira.
3. Duktilnost
Definicija: Sposobnost aluminija da se deformira pod zategnutim stresom, često karakterizirana sposobnosti materijala da formira tanke žice ili plahte bez probijanja.
Tipična vrijednost: Čisti aluminij je visoko duktilan i može proći značajnu deformaciju prije loma, dok su aluminijske legure visoke čvrstoće manje duktilne.
Prijava: Duktilnost čini aluminij prikladnim za formiranje procesa poput valjanja, žigosavanja i uvlačenja u tanke listove za pakiranje, automobilski karoserijski ploča i druge aplikacije.
4. Produženje
Definicija: Količina kojom se aluminij može protezati prije nego što se probije, obično se izražava kao povećanje postotka.
Tipična vrijednost: Izduživanje se može kretati od10% do 50%, ovisno o leguri. Čisti aluminij obično ima veće izduživanje od legura.
Prijava: Materijali s visokim izduženjem korisni su za primjene gdje je potrebno savijanje ili formiranje, poput proizvodnje aluminijske folije ili fleksibilnog pakiranja.
5. Tvrdoća
Definicija: Otpor aluminija na površinsku deformaciju, grebanje ili uvlačenje.
Tipična vrijednost: Tvrdoća aluminija relativno je niska u usporedbi s metalima poput čelika. Tvrdoća za čisti aluminij je oko15 do 25 Brinell. Aluminijske legure mogu imati vrijednost tvrdoće60 do 150 Brinell, ovisno o leguri.
Prijava: Aluminijske legure s većom tvrdoćom koriste se u zrakoplovnim i vojnim primjenama radi poboljšane otpornosti na habanje.
6. Snaga umora
Definicija: Sposobnost aluminija da podnese opetovane cikluse utovara i istovara bez neuspjeha.
Tipična vrijednost: Čvrstoća umora općenito je niža za aluminij u usporedbi sa čelikom, ali se može poboljšati u legurama poput2024ili7075.
Prijava: Snaga umora kritično je svojstvo u aplikacijama poput krila zrakoplova i automobilskih komponenti koje su podvrgnute cikličkim opterećenjima.
7. Modul elastičnosti (Youngov modul)
Definicija: Mjera krutosti aluminija, opisujući otpornost materijala na elastičnu deformaciju pod stresom.
Tipična vrijednost: Modul elastičnosti za aluminij je oko69 GPA (Gigapascals), što je otprilike jedna trećina vrijednosti za čelik.
Prijava: Ovo je svojstvo važno za strukturne primjene gdje su krutost i deformacija pod opterećenjem kritične, poput mostova, građevinskih okvira i zrakoplovnih struktura.
8. Poissonov omjer
Definicija: Omjer bočnog naprezanja i aksijalnog naprezanja u aluminiju kada se isteže.
Tipična vrijednost: Poissonov omjer aluminija je približno0.33.
Prijava: Poissonov omjer važan je u dizajniranju komponenti podvrgnute napetosti ili kompresiji, osiguravajući da ne iskrivljuju pretjerano pod opterećenjem.
9. Snaga smicanja
Definicija: Sposobnost aluminija da se odupire silama smicanja ili silama koje uzrokuju da jedan sloj materijala pređe preko drugog.
Tipična vrijednost: Smisna čvrstoća aluminija je obično oko60 MPaza čisti aluminij, ali može se kretati do500 MPaZa jače aluminijske legure.
Prijava: Smisna čvrstoća je od vitalnog značaja u primjenama gdje su komponente podvrgnute silama koje uzrokuju da se smiju, poput pričvršćivača ili strukturnih zglobova.
10. Otpornost na puzanje
Definicija: Sposobnost aluminija da se odupire sporo, trajne deformacije pod stalnim stresom tijekom vremena, posebno pri visokim temperaturama.
Tipična vrijednost: Aluminij ima relativno nisku otpornost na puzanje pri visokim temperaturama u usporedbi s materijalima poput titana ili čelika.
Prijava: Iako aluminij nije idealan za visokotemperaturne aplikacije koje zahtijevaju izvrsnu otpornost na puzanje, može se koristiti u uvjetima umjerene temperature poput komponenti motora i izmjenjivača topline.
Zaključak:
Mehanička svojstva aluminija čine ga izuzetno svestranim materijalom. Njegovlagan, visoka duktilnost, idobra zatezna čvrstoćaUčinite to idealnim za industrije kao što su zrakoplovna, automobilska, ambalaža i konstrukcija. Međutim,niža snagau usporedbi sa čelikom iotpornost na umorvažni su čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru aluminija za specifične primjene. Aluminijske legure, prilagođene drugim elementima, mogu se izraditi tako da ispune zahtjevnije zahtjeve za mehaničkom imovinom.
