granica tečenja aluminija: primjene, kriteriji odabira i praktične upute

Kada je okvir stroja napravljen od ekstruzije aluminija 6061-T6, broj koji predviđa prvo trajno savijanje je granica razvlačenja aluminija , a ne vlačna čvrstoća. U T6 temperamentu, 6061 ima tipičnu granicu razvlačenja od 276 MPa, tako da strukturni član počinje podnijeti naprezanje blizu tog naprezanja, mnogo prije nego što se dosegne vlačna vrijednost od 290 MPa.

Ovo je važno kod okvira s t-prorezom jer je većina spojeva i greda dizajnirana da ostanu elastična. Ako inženjer dimenzionira raspon samo s krajnjom vlačnom čvrstoćom, okvir može trajno popustiti mnogo prije nego što pukne. Granica razvlačenja je praktična projektirana granica za nosive aluminijske konstrukcije.

Što je čvrstoća razvlačenja aluminija i zašto ona određuje granice okvira?

Granica tečenja aluminija je naprezanje pri kojem se materijal počinje plastično deformirati, izraženo u MPa ili ksi. Budući da aluminij nema oštru točku razvlačenja, inženjeri koriste 0,2% otpornosti na pomak.

Jednostavan primjer: profil 6061-T6 s granicom razvlačenja od 276 MPa može se opteretiti na 180 MPa i vratiti se u svoj izvorni oblik s ugodnom marginom. Na 250 MPa, margina je tanka i lokalne koncentracije naprezanja na rubovima utora mogu gurnuti materijal preko granice istezanja.

Praktična posljedica je da granica razvlačenja, a ne tvrdoća ili vlačna čvrstoća, treba voditi prvi prolaz odabira profila za industrijske okvire, radne stanice, kućišta i strukture linearnog gibanja.

Vrijednosti čvrstoće tečenja aluminija prema leguri i stanju

Tipična granica razvlačenja za uobičajene ekstrudirane aluminijske legure kreće se od 34 MPa za 1100-O do 503 MPa za 7075-T6. Tablica u nastavku prikuplja vrijednosti koje ćete pronaći u podatkovnim tablicama dobavljača i certifikatima tvornice.

Za lagane štitnike i pregrade dovoljan je 6063-T5. Za konstrukcijske stupove i grede, 6061-T6 je uobičajena zadana vrijednost. Kada okvir mora podnijeti veća radna opterećenja, profil visoke čvrstoće 3030 t-utora često je najmanji dio koji radi bez prelaska na veću seriju.

HS-8-3030A 3030 T-Slot aluminijski profil visoke čvrstoće sa stijenkom od 2,0 mm Ovaj profil od 30x30 mm koristi zadebljanu stijenku od 2,0 mm za poboljšanje nosivosti strukturalnih okvira. Odgovara primjenama koje zahtijevaju veću čvrstoću od standardnih svjetlosnih štitnika, dok ostaje u kompaktnoj seriji 3030. Pogledajte proizvod →

6061 nasuprot 6063: Kako čvrstoća tečenja mijenja vaš izbor ekstruzije

Za t-slot okvire, praktični izbor je gotovo uvijek između 6061-T6 i 6063-T6. 6061 nudi veću granicu tečenja i bolje obrađene rubove; 6063 nudi glađu površinu i lakše istiskivanje tankih ili složenih dijelova.

Za vijčani spoj na stupu stroja, veća granica razvlačenja 6061 smanjuje rizik od udubljenja zuba proreza pod predopterećenjem. Ako je dio kućište s anodiziranom završnom obradom, 6063 se lakše istiskuje u dijelovima s tankim stijenkama i proizvodi ujednačeniju površinu. Za opterećenja stupa iznad otprilike 25 kN, a profil za teške uvjete rada 6061 s debljim zidom je sigurnije polazište.

HS-8-4040D Heavy-Duty 4040 T-Slot profil s 3,2 mm zadebljanom stijenkom Sa zidom od 3,2 mm i bez prethodno izbušenih rupa, ovaj profil od 40x40 mm omogućuje fleksibilno bušenje i narezivanje navoja za prilagođene priključke. To je snažna opcija za teške okvire gdje je potrebna veća krutost od lakših dijelova. Pogledajte proizvod →

Što mijenja granicu tečenja kod ekstrudiranog aluminijskog profila?

Nakon što je legura fiksirana, temperatura ima najveći utjecaj na granicu tečenja, nakon čega slijedi rad u hladnom stanju, temperatura i oblik poprečnog presjeka. Osnovna legura postavlja strop; obrada postavlja stvarnu vrijednost.

• Sastav legure: Magnezij i silicij u legurama 6xxx proizvode faze otvrdnjavanja starenjem; bakar i litij povećavaju odgovor u 2xxx; cink s magnezijem tjera 7xxx do najvećih snaga.
• Toplinska obrada: T5 se hladi nakon ekstruzije i umjetno stari; T6 je otopina toplinski obrađena, kaljena i odležana. U legurama 6xxx, T6 povećava granicu tečenja za 40-60% u usporedbi s T5.
• Rad na hladnom: Istezanje i ravnanje nakon ekstruzije neznatno povećava granicu tečenja, ali smanjuje istezanje. Zbog toga su završno kaljenje i redoslijed ravnanja dio certifikata mlina.
• Servisna temperatura: Produljena izloženost iznad 150 C može smanjiti granicu tečenja 6061-T6 ispod 200 MPa. Za vruća okruženja odaberite toplinski stabilnu leguru.
• Geometrija presjeka: Granica tečenja je svojstvo materijala, ali praktična granica opterećenja profila također ovisi o debljini stjenke i obliku, koji kontroliraju lokalno izvijanje prije popuštanja u tankim presjecima.

Kako primijeniti podatke o granici istezanja kada kupujete ekstruzije

Kada kupujete aluminijske ekstruzije za nosivi okvir, koristite minimalnu granicu razvlačenja iz potvrde mlina, a ne tipičnu vrijednost s marketinške stranice.

1. Zatražite izvješće o ispitivanju vlačne čvrstoće za seriju; ASTM B557 ili EN ISO 6892-1 uobičajeni su standardi.
2. Provjerite puni kod temperamenta. T6 i T651 imaju različite razine zaostalog naprezanja, što utječe na stabilnost strojne obrade.
3. Usporedite minimalnu granicu razvlačenja s vašim najgorim slučajem primijenjenog naprezanja. Faktor sigurnosti od 1,5 je pod za statične unutarnje okvire; koristite 2.0 ili više za ciklička ili dinamička opterećenja.
4. Zasebno provjerite vrijednosti opterećenja konektora. Profil s granicom razvlačenja od 276 MPa i dalje će otkazati na spoju ako je prednaprezanje kutne spojnice ili vijka premalo.

Dobavljači kao što je Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd. navode težinu sekcija, stanje i završnu obradu površine na svakoj stranici profila, što olakšava usporedbu pretpostavki o čvrstoći tečenja prije naručivanja prilagođenih duljina. Na vrhu standardnog raspona ekstruzije, posebno težak profil 90 x 90 često je zadnji standardni odabrani dio prije nego što prilagođeni kalup postane opravdan.

HS-10-9090W Extra Heavy-Duty 9090 T-Slot Extrusion sa zidom od 5,4 mm Ovaj profil od 90x90 mm ima ojačani zid od 5,4 mm za maksimalnu krutost pri velikim opterećenjima. Pozicioniran je kao vrhunska standardna ekstruzija prije prilagođenih kalupa, idealan za zahtjevne industrijske okvire s minimalnim otklonom. Pogledajte proizvod →

Često postavljana pitanja o čvrstoći tečenja aluminija