Модуль упругости д16т: Дюралюминий Д16Т - хим состав марки, где купить

Модуль упругости д16т: Дюралюминий Д16Т – хим состав марки, где купить

alexxlab | 14.05.1974 | 0 | Разное

Содержание

состав, свойства, область применения, аналоги

Распространение современных технологий привело к появлению материалов с исключительными эксплуатационными качествами. Примером можно назвать дюралюминий, который весьма распространен на сегодняшний день. Характеристики Д16Т позволяют использовать материалы этой группы при изготовлении самых различных конструкций и механизмов. Сегодня рассматриваемый сплав применяется в авиационной и космической промышленности, что можно связать сочетание высокой прочности с легкостью.

Сплав Д16Т

Расшифровка марки Д16Т

Расшифровка марки позволяет определить ее основные эксплуатационные качества и химический состав. Марка Д16Т относится к классу дюралюминия, который характеризуется высокой концентрацией легирующих элементов.

Сегодня расшифровывают Д16Т при применении ГОСТа. В отличии от других сплавов, рассматриваемые маркируются по собственной системе. Дюралюминий Д16Т расшифровывается следующим образом:

Д – обозначение материалов группы дюралюминия. Она существенно отличается от обычного алюминия, что связано с включением в состав различных легирующих элементов. Концентрация других химических элементов позволяет изменить многие эксплуатационные качества.
16 – номер сплава. По сути эта цифра не указывает на какие-либо качества, но она используется для обозначения сплава с определенными качествами.
Т – символ, который обозначение проведение закалки и естественного старения. Термическая обработка, связанная с закалкой, предусматривает оказание воздействия высокой температуры, за счет чего происходит перестроение поверхностного слоя.

Алюминий Д16Т весьма распространен в области, где производятся ответственные механизмы и устройства, на которые будет оказываться серьезное воздействие со стороны окружающей среды.

Скачать ГОСТ 4784-97

Химический состав

Химический состав каждого материала имеет свои определенные особенности, которые и определяют физико-механические качества.

Рассматриваемый алюминиевый сплав Д16Т относится к группе Al-Cu-Mg с легированием марганца. Химический состав сплава Д16Т характеризуется следующим образом:

Большая часть сплава – алюминий, концентрация которого доходит до показателя 94,7%.
Остальная часть массы приходится на магний, медь и другие различные примеси.
Включение в состав марганца определяет существенно увеличение коррозионной стойкости сплава Д16Т и увеличить некоторые механические свойства.
В состав включается небольшая доля титана и железа. Негативное влияние на сплав Д16Т оказывает концентрация железа. Это связано с тем, что подобный химический элемент не растворяется в алюминии, создает неоднородные пластины. Концентрация железа выдерживается в строгом пределе, так как неоднородная структура может привести к серьезным проблемам.

Химический состав сплава Д16Т

Дуралюмин производится при тщательном контроле концентрации всех элементов. Увеличение в составе количества железа приводит к тому, что металл становится менее однородным, за счет чего падает качество и ухудшаются другие эксплуатационные качества. Титан и марганец должны также выдерживаться в определенном диапазоне концентрации, так как слишком высокий и низкий показатели могут привести к изменению основных физико-механических качеств.

Свойства материала

Сплав Д16Т, характеристики которого можно назвать весьма привлекательными, обладает огромным количеством преимуществ в сравнении с другими сплавами.

Особенности дюралюминия определяют то, что этот сплав во многом обходит обычный алюминий и другие материалы. Физические и механические свойства заключаются в следующих моментах:

Высокая стабильность структуры. За счет этого изготавливаемые изделия могут прослужить долго и выдерживают существенное воздействие со стороны окружающей среды.
Плотность материала определяет его низкий удельный вес, уровень которого составляет 2800 кг/м³. За счет этого получаемые изделия становятся легкими. Именно поэтому Д16Т получил распространение в авиастроении и при изготовлении элементов, которые применяются при изготовлении оборудования для космической промышленности. Для того чтобы устройство смогло преодолеть земную тягу с меньшими энергетическими затратами создаваемая конструкция должна иметь небольшой вес. Проведенные исследования указывают на то, что Д16Т в 3 раза легче стальных.

Повышенное сопротивление к микроскопической деформации в процесс эксплуатации. Это связано с тем, что модуль упругости имеет довольно высокое значение.
Высокий предел прочности Д16Т достигается за счет включения в состав огромного количества легирующих элементов, к примеру, титана. При этом твердость сплава Д16Т составляет 42 МПа.

: Механические свойства сплава Д16Т при определенной температуре

: Механические и физические свойства сплава Д16Т

Кроме этого, температура плавления дюралюминия Д16Т довольно высокая. За счет этого есть возможность использовать сплав при создании различных устройств, которые могут эксплуатироваться при высоком сопротивлении воздуха. Слишком высокое сопротивление становится причиной, по которой металл нагревается и становится более мягким, пластичным. Высокая температура плавления позволила применять дюралюминий при изготовлении летательных аппаратов, так как обычный алюминий нагревается и становится мягким и менее прочным.

Область применения

Широкая область применения Д16Т связана с его основными эксплуатационными качествами. Стоит учитывать, что сложности, возникающие в процессе производства, существенно повышают стоимость этого сплава. Несмотря на распространение алюминия, дюралюминий применяется лишь в случае, когда это требуется. Сплав Д16Т выпускается в следующих видах:

Листы.
Уголки.
Прутки.
Плиты.

: Колесные проставки из сплава Д16Т

: Накладка газовой трубы из Д16Т

Стоит учитывать, что сплав крайне редко поставляется на производственную площадку в чистом виде. Для повышения основных эксплуатационных качеств зачастую проводится химикотермическая обработка. Заготовки применяются для получения следующих изделий:

Элементы обшивки.
Каркасы.
Тяги.
Лонжероны.

Форма выпуска:

В чистом виде. Как ранее было отмечено, в этой форме заготовки встречаются редко.
В закаленном или естественно состаренном состоянии.
После искусственного состаривания.
Плакированные.
Отоженные.

Очень большое распространение получили заклепки, изготавливаемые из рассматриваемого материала. Это связано с тем, что заклепки из Д16Т характеризуются высоким показателем сопротивления на срез.

Термическая обработка позволяет существенно увеличить основные эксплуатационные качества. По установленным стандартам подобного рода улучшение позволяет повысить устойчивость металла к воздействию высокой температуры. К примеру, крепежные элементы могут выдерживать температуру от 120 до 230 градусов Цельсия. Применяется сплав и в машиностроительной сфере при создании кузова.

Аналоги Д16Т

В продаже встречается довольно большое количество зарубежных аналогов. Дюраль д16 производится с учетом установленных стандартов и имеет соответствующие характеристики. Д16Т аналоги маркируются по своим стандартам, к примеру, т3511.

: Аналог Д16Т — сплав 2024

: Расплавка 2024

При рассмотрении аналогов следует учитывать особенности проводимой термической обработки Д16ЧТ:

Для начала выполняется температурная закалка, для чего заготовка нагревается до температуры 500 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что слишком высокая температура приводит к пережогу алюминий и ухудшению его основных качеств. При этом изменения происходят резко. Поэтому следует уделять много внимания температурному режиму.
Следующий шаг заключается в закалке в холодной воде. При этом большое значение имеет температура воды. Оптимальным значением принято считать диапазон от 250 до 350 градусов Цельсия.

Далее для улучшения основных качеств проводится естественное старение. Процесс достаточно прост, поверхность контактирует с воздухом, температура которого схожа с комнатной. Процесс длиться в течение 4-5 дней.

В результате проведенного процесса поверхность приобретает твердость около 125-130 НВ. Подобный показатель можно назвать максимальным значением для сплавов рассматриваемой группы.

В заключение отметим, что применение современных технологий позволяет выдерживать процент концентрации всех элементов строго в рекомендуемом диапазоне. За счет этого повышается качество сплава и его основные характеристики.

Сплав Д16, Д16Т, Д16М

Эти сплавы называют дюралюминием, они представляют собой алюминий с добавкой нескольких процентов меди и легированы магнием. Из дюралюминия изготавливат как прутки круглого сечения, так и листовую продукцию. Химсостав у них идентичный, а буква в конце обозначает:

Д16М – отожженный, мягкий
Д16Т – закалённый, состаренный, твёрдый

Химический состав Д16 не отличается от химического состава Д16т и Д16м.

Химический состав Д16
Fe	Si	Mn	Cr	Ti	Al	Cu	Mg	Zn	Примесей	–
до 0.5	до 0.5	0.3 – 0.9	до; 0.1	до 0.15	90.9 – 94.7	3.8 – 4.9	1.2 – 1.8	до 0.25	прочие, каждая 0.05; всего 0.15	Ti+Zr < 0.2

Свойства Д16, Д16Т, Д16М

Д16 – это сплав алюминия с магнием и медью. Такие сплавы именуются дюралями, а дюрали применяются в качестве конструкционных сплавов в авиационной и космической промышленности, благодаря их прочности и относительной лёгкости.
Алюминиевый сплав Д16 – дюралюминий повышенной прочности системы А1–Сu–Мg. По твердости и механической прочности он не уступает стали, обладая в 3 раза меньшим удельным весом. Дюралюминий Д16 обладает одним главным недостатком – низкой коррозионной стойкостью и нуждается в специальных антикоррозийных средствах защиты. В большинстве своем сплав плакируют или анодируют, что существенно повышает его сопротивление коррозии.

Рассмотрим мех св-ва Д16 – там, где в последней колонке указано “закалка и старение” – это механические свойства Д16Т.

Механические свойства Д16 при Т=20^oС
Сортамент	Размер	Преде кратковременной прочности s_в	предел текучести s_T	удлинение при разрыве d₅	Термообработка
–	мм	МПа	МПа	%	–
Трубы, ГОСТ 18482-79		390-420	255-275	10-12
Пруток, ГОСТ 21488-97		245	120	12
Пруток, ГОСТ 21488-97	Ø 8 – 300	390-410	275-295	8-10	Закалка и старение
Пруток, высокой прочности, ГОСТ 51834-2001		450-470	325-345	8-10	Закалка и старение
Пруток, повышенной пластичности, ГОСТ 51834-2001		410	265	12	Закалка и старение
Лента отожжен., ГОСТ 13726-97		235		10
Профили, ГОСТ 8617-81	10 – 150	412	284	10	Закалка и искуственное старение
Профили отожжен., ГОСТ 8617-81		245		12
Плита, ГОСТ 17232-99		345-420	245-275	3-7	Закалка и старение

Механические св-ва Д16 сильно зависят от термообработки. Так предел прочности при растяжении s_в для листов из Д16т и Д16м различаются в 2 раза, порядка 20 кгс/мм2 для листов Д16АМ и 40 кгс/мм2 для листа Д16АТ.

Твердость Д16
Твердость Д16Т после закалки и старения	HB 10^-1 = 105 МПа
Твердость Д16М Сплав отожженный	HB 10^-1 = 42 МПа

Физические свойства Д16
T Температура	Модуль упругости первого рода E 10^{– 5}	Коэффициент температурного (линейного) расширения a 10⁶	теплоемкость l	Плотность r	Удельная теплоемкост C	Удельное электросопротивление R 10⁹
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м³	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	0.72			2770
100		22.9	130		0.922

Такие свойства, как удельная плотность, теплоемкость, электропроводность одинаковы для Д16, Д16т, Д16м.

Термообработка Д16

Для увеличения прочности, дюралюминий Д16 подвергают температурной закалке, нагревая до 500 градусов и охлаждая до 250-350.
Закалку проводят в подогретой воде (в холодной воде появляются трещины), что значительно увеличивает стойкость дюралюминия Д16 к кристаллизационной коррозии. Затем его подвергают естественно старению в течение 4-5 суток при комнатной температуре, обеспечивающему максимальные антикоррозийные свойства. В производстве прокат из сплава Д16 подвергают искусственному старению, повышая температуру до 100 градусов, тогда это занимает несколько часов, а прочностные характеристики такие же, как и при естественном старении.

Предел прочности и твердость, отражающие сопротивление сплава макропластическим деформациям при кратковременных нагрузках, после начальных стадий старения (естественного старения или низкотемпературного искусственного старения дюралюминия) имеют наивысшие значения. После последующих стадий старения сплава уменьшается неоднородность выделений по объему, появляются выделения и в приграничной зоне, уменьшается скорость диффузионных процессов в сплаве, уменьшается запас химической свободной энергии и количество неравновесных вакансий. В связи с этим сопротивление микропластическим деформациям при кратковременном нагружении и длительных испытаниях в условиях релаксации напряжений, особенно при повышенной температуре, значительно повышается. Одновременно, поскольку при этом несколько уменьшается дисперсность выделений, наблюдается некоторое уменьшение сопротивления макропластической деформации (прочности и твердости) в сравнении с характеристиками сплава после начальных стадий старения. Дуралюминиевые сплавы по сравнению с другими алюминиевыми сплавами наиболее чувствительны к скоростям охлаждения при закалке, поэтому воду для закалки подогревают до 40-80 градусов.

Зарубежные аналоги материала Д16
США	Германия	Япония	Франция	Англия	Евросоюз	Италия	Польша	Чехия	Австрия	Швейцария	Inter
–	DIN,WNr	JIS	AFNOR	BS	EN	UNI	PN	CSN	ONORM	SNV	ISO
2024 AA2024 AA2124	3.1355 AlCuMg2	2024	2024 A-U4GI	2024	ENAW-2024 ENAW-AlCu4Mg1	P-AlCu4.4MgMn	AICu4Mg2	424203	AICuMg2	Al4Cu1.2Mg	2024 AlCu4Mg1 AlCuMg1

Механические свойства алюминия – aluminium-guide.com

Что такое механические свойства?

Механические свойства алюминия, как и других материалов – это свойства, которые связаны с упругой и неупругой реакцией материала на приложение к нему нагрузки, в том числе, зависимость между напряжениями и деформациями. Примерами механических свойств являются:

модуль упругости (при растяжении, при сжатии, при сдвиге)
предел прочности (при растяжении, при сжатии, при сдвиге)
предел текучести
предел усталости
удлинение (относительное) при разрыве
твердость.

Механические свойства часто ошибочно относят к физическими свойствам.

Механические свойства материалов, в том числе, алюминия и его сплавов, которые получают путем испытания материала на растяжение, например, модуль упругости при растяжении, прочность при растяжении, предел текучести при растяжении и относительное удлинение называют механическими свойствами при растяжении.

Модуль упругости

Модуль упругости, который часто называют модулем Юнга – это отношение напряжения, которое приложено к материалу, к соответствующей деформации в том интервале, когда они являются прямо пропорциональными друг к другу.

Различают три типа напряжений и соответственно три типа модулей упругости для любого материала, в том числе для алюминия:

модуль упругости при растяжении
модуль упругости при сжатии
модуль упругости при сдвиге (сдвиговый модуль упругости).

Таблица – Модули упругости при растяжении алюминия и других металлов [1]

Рисунок 1 – Кривые растяжения алюминия и низкоуглеродистой стали [4]

Рисунок 2 – Влияние легирующих элементов в алюминиевых сплавах на их плотность т модуль упругости [4]

Прочность при растяжении

Отношение максимальной нагрузки перед разрушением образца при испытании его на растяжение на исходную площадь поперечного сечения образца. Также применяются термины «предел прочности при растяжении» и «временное сопротивление разрыву».

Рисунок 3 – Кривые растяжения алюминия в сравнении и различными металлами и сплавами [4]

Предел текучести

Напряжение, которое необходимо для достижения заданной малой пластической деформации в алюминии или другом материале при одноосной растягивающей или сжимающей нагрузке.

Если пластическая деформация под воздействием растягивающей нагрузки задается как 0,2 %, то применяется термин «предел текучести 0,2 %» (R_p0,2).

Рисунок 4 – Типичная диаграмма напряжение-деформация
для алюминиевых сплавов

Удлинение (при разрыве)

Часто называется «относительным удлинением». Увеличение расстояния между двумя метками на испытательном образце, которое возникает в результате деформирования образца при растяжении до разрыва между этими метками.

Величина удлинения зависит от размеров поперечного сечения образца. Например, величина удлинения, которая получена при испытании алюминиевого листового образца будет ниже для тонкого листа, чем для толстого листа. Тоже самое относится и к прессованным алюминиевым профилям.

Рисунок 5 – Влияние легирующих элементов на прочностные свойства и относительное удлинение [4]

Удлинение А

Удлинение в процентах после разрыва образца при исходном расстоянии между метками 5,65 · √ S₀, где S₀– исходная площадь поперечного сечения испытательного образца. Устаревшее обозначение этой величины А₅ в настоящее время не применяется. Аналогичная величина в русскоязычных документах обозначается δ₅.

Легко проверить, что для круглых образцов это расстояние между исходными метками вычисляется как 5·d.

Удлинение А

_50мм

Удлинение в процентах после разрыва образца по отношению к исходной длине между метками 50 мм и постоянной исходной ширине испытательного образца (обычно 12,5 мм). В США применяется расстояние между метками в 2 дюйма, то есть 50,8 мм.

Сдвиговая прочность

Максимальное удельное напряжение, то есть максимальная нагрузка, разделенная на исходную площадь поперечного сечения, которую выдерживает материал при испытании на сдвиг. Сдвиговая прочность обычно составляет около 60 % от прочности при растяжении.

Сдвиговая прочность является важной характеристикой качества заклепок, в том числе, алюминиевых.

Рисунок 6 – Прочность на сжатие, прочность на сдвиг, несущая прочность и
твердость различных алюминиевых сплавов [4]

Коэффициент Пуассона

Отношение между продольным удлинением и поперечным сокращением сечения при одноосном испытании. Для алюминия и всех алюминиевых сплавов во всех состояниях коэффициент Пуассона обычно составляет 0,33 [2].

Твердость

Сопротивление металла пластическому деформации, обычно измеряемое путем отпечатка.

Твердость Бринелля (HB)

Сопротивление проникновению сферического индентора при стандартизированных условиях.

Для алюминия и алюминиевых сплавов твердость НВ приблизительно равна 0,3·R_m, где R_m– предел прочности при растяжении, выраженный в МПа [2].

Если применяется индентор из карбида вольфрама, то применяется обозначение HBW.

Твердость Викерса (HV)

Сопротивление проникновению алмазного индентора в виде квадратной пирамиды при стандартизированных условиях. Твердость HV приблизительно равна 1,10·HB [2].

Усталость

Тенденция металла разрушаться при длительных циклическом напряжении, которое значительно ниже предела прочности при растяжении.

Рисунок 7 – Различие в усталостном поведении низкоуглеродистой стали иалюминиевых сплавов [3]

Усталостная прочность

Максимальная амплитуда напряжения, которую может выдерживать изделие при заданном количестве циклов нагружения. Обычно выражается как амплитуда напряжения, которая дает 50%-ную вероятность разрушения после заданного количества циклов нагружения [2].

Усталостная выносливость

Предельное напряжение, ниже которого материал будет выдерживать заданного количество циклов напряжения [2].

Механические свойства алюминия и алюминиевых сплавов

В таблицах ниже [3] представлены типичные механические свойства алюминия и алюминиевых сплавов:

предел прочности при растяжении
предел текучести при растяжении
удлинение при растяжении
усталостная выносливость
твердость
модуль упругости

Механические свойства представлены отдельно:

для алюминиевых сплавов, упрочняемых нагартовкой.
для алюминиевых сплавов, упрочняемые термической обработкой.

Эти механические свойства – типичные. Это означает, что они годятся только для сравнительных целей, а не для инженерных расчетов. В большинстве случаев они являются средними значениями для различных размеров изделий, их форм и методов изготовления.

Источник:

Материалы Алюминиевой ассоциации Германии
Global Advisory Group GAG – Guidance “Terms and Definitions” – 2011-01
Aluminium and Aluminium Alloys. – ASM International, 1993.
TALAT 1501

Оценка упрочнения алюминиевых сплавов микродуговой обработкой по результатам статических и динамических испытаний Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621.357:669.715

В. Н. Малышев

ОЦЕНКА УПРОЧНЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ МИКРОДУГОВОЙ ОБРАБОТКОЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

Проведенные исследования влияния микродуговой обработки алюминиевых сплавов на их механические характеристики показали существенное повышение прочностных характеристик (в первую очередь модуля упругости) в области упругого деформирования. Результаты статических и динамических тестов подтвердили эффект упрочнения алюминиевых сплавов МДО-обработкой.

Введение

Оценка физико-механических свойств покрытий, сформированных микродуговым оксидированием, является необходимым и важным этапом исследования их характеристик, т.к. физико-механические свойства материала являются, как правило, определяющими при выборе его для тех или иных условий эксплуатации. В частности для оценки износостойкости и других триботехнических характеристик знание уровня физико-механических свойств покрытий позволяет, используя существующие зависимости между физико-механическими свойствами и износостойкостью [1, 2], прогнозировать работоспособность трущегося сопряжения в зависимости от внешних условий нагружения.

При микродуговом оксидировании (МДО) происходят сложные процессы окисления поверхностного слоя металла с образованием плотного, прочного покрытия. Высокий уровень механических свойств формирующихся покрытий в первую очередь обусловлен образованием в процессе МДО высокотемпературной модификации окиси алюминия а -А1203.

Изучение основных физико-механических характеристик МДО-покрытий (модуля упругости, пределов прочности и текучести, степени пористости и рыхлости и т.д.) с использованием обычных методов определения этих характеристик осложняется тем, что выделение в чистом виде участка покрытия в объеме, достаточном для проведения механических испытаний традиционными методами на растяжение или сжатие хотя бы на микрообразцах, является исключительно трудной задачей. С другой стороны, свойства покрытия, отделенного от подложки, в особенности его прочностные характеристики, будут значительно отличаться от свойств, определенных в условиях, когда покрытие с подложкой составляют единое целое.

В связи с этим основная оценка физико-механических характеристик покрытий, сформированных методом МДО, была осуществлена ранее методом кинетической микротвердости [3, 4].

Тем не менее испытания алюминиевых сплавов со сформированным на их поверхности МДО-покрытием традиционным способом на статический разрыв образцов позволяют получить информацию о степени упрочнения материала и проследить кинетику изменения механических характеристик от прикладываемого разрывного усилия.

Цель исследования. Оценить эффект упрочнения алюминиевых сплавов, обработанных методом микродугового оксидирования, используя традиционные методы испытаний на растяжение, сжатие, изгиб и т.п.

Материалы и методика эксперимента. Исследования проводили на сплавах алюминия Д16, Д16АТ и АМг6 [5-8]. Плоские образцы стандартной формы (рис. 1) вырезались из листов толщиной 3 и 1,5 мм соответственно. Анодно-катодную обработку микродуговым методом проводили на конденсаторном источнике питания в слабощелочном электролите при плотности анодного тока = 10 А/дм2 и соотношении Ik/Ia = 0,95. При этом получали несколько серий образцов (по 6-7 образцов в каждой серии), отличающихся по толщине сформированного покрытия. Кроме того, для выявления характера влияния покрытия на прочностные характеристики алюминиевых сплавов часть образцов покрывали наполовину рабочей длины l.

< / \< н —►

i 1 з 1 Г < >- — < .а <■ >

v; —

А L

< ■*. ► L ►

Размеры АМг6 Д16Т Д16АТ

b0, мм 3 3 20

l0, мм 45 60 150

A, мм 60 75 210

B, мм 15 15 75

L, мм 75 90 250

Рис. 1 Вид и размеры образцов стандартной формы для испытаний на статическое растяжение (АМг6, Д16Т) и циклическое растяжение-сжатие (Д16АТ)

Испытания при статических нагрузках осуществляли растяжением образцов на установке ИМАШ «АЛА-ТОО» при скорости нагружения 4 мм/мин и постоянной нагрузке. Запись диаграмм растяжения проводили на двухкоординатном самописце Н306.

Для динамических испытаний использовали образцы, вырезанные из алюминиевого сплава Д16АТ по размерам, указанным на рисунке 1, с последующей обработкой методом МДО и симметричным нагружением их растяжением-сжатием. Для сравнения результатов испытаний использовали такие же образцы без обработки МДО, но с концентраторами напряжений в виде отверстий под болтовые соединения, а также при наличии фреттинг-коррозии.

Результаты и их обсуждение. На рисунке 2 приведены типичные диаграммы растяжения образцов, а на рисунке 3 – характерные кривые зависи-

мости напряжения а от относительной деформации є, построенные по диаграммам растяжения. Обработка результатов испытаний показала, что влияние МДО-покрытия на прочностные характеристики алюминиевых сплавов проявляется двояко. В таблице 1 приведены основные механические характеристики алюминиевых сплавов, упрочненных методом МДО, в сравнении с неупрочненными.

——–► /

Рис. 2 Типичная диаграмма растяжения образцов с МДО-покрытием

Рис. 3 Характерные кривые напряжение-деформация для алюминиевых сплавов с МДО-покрытием: 1 – образцы с покрытием толщиной 240 мкм; 2 – образцы с покрытием толщиной 240 мкм, сформированным на половине рабочей длины образцов; 3 – образцы с покрытием толщиной 120 мкм;

4 – образцы неупрочненного сплава алюминия

В области упругого деформирования наблюдается эффект упрочнения.т, МПа Е, ГПа 8, %

1 Упрочнение МДО на толщину X = 240 мкм на длину 1 АМгб 1,46 3,41 33,6 5,01 193,8 117,8 125,7 229 11,8

Д16Т 3,3 3,3 45,0 10,9 399 297 329 112 8,84

2 Упрочнение МДО на толщину X = 240 мкм на длину 1/2 АМгб 1,45 3,23 35,9 4,74 201,1 117,5 126,5 120 8,9

Д16Т 3,3 3,3 45,0 10,9 413 306 336 89 7,85

3 Упрочнение МДО на толщину X — 120 мкм на длину / АМгб 1,40 3,3 33,6 4,55 237,7 140 146,6 212 14,5

Д16Т 3,2 3,2 45,0 10,3 379 279 303 100 10,6

4 Неупрочненные сплавы АМгб 1,3 3,23 34,1 4,18 305,4 142,1 157,9 62,6 17,2

Д16Т 3,15 3,2 45,0 10,1 455 322 374 65,7 9,7

Известия высших учебных заведений.

Материал упрочненного слоя начинает разрушаться в зоне между пределами упругости (сту или ап) и текучести (ат или Стог). Затем нагрузка прикладывается к основному материалу. При этом сопротивление материала уменьшается. Характерно, что упрочняющий эффект имеет место до появления первой трещины, которая отмечается в области предела упругости (рис. 4). Визуальное наблюдение в микроскоп в процессе растяжения образцов позволяло фиксировать момент образования первых трещин. После нарушения сплошности покрытия наблюдается повышенная, по сравнению с исходным материалом, пластическая деформация.

Рис. 4 Характерный вид первой трещины, появляющейся при деформации растяжением МДО-покрытий в диапазоне нагрузок выше области упругости

Как и следовало ожидать, поведение образцов, обработанных наполовину рабочей длины, при растяжении имеет нестабильный характер. Разрушение их происходило чаще по границе обработанной и необработанной поверхностей, однако наблюдались разрушения и в других сечениях. Поэтому сечение по границе обработанной и необработанной поверхностей однозначно нельзя считать концентратором напряжений.

Повышение модуля Юнга для образцов с покрытием сопровождается некоторым снижением их предела упругости, однако это не должно препятствовать применению этих покрытий в конструкциях, испытывающих растяжение, изгиб, сжатие и т.п., поскольку напряжения, возникающие в процессе их работы, значительно ниже предела упругости.

Расположение кривых в области пластического деформирования (рис. 3) явно указывает на разупрочнение алюминиевого сплава, тем большее, чем большей толщины сформировано покрытие. Это объясняется, очевидно, тем, что с ростом толщины уменьшается площадь поперечного сечения алюминиевого сплава, поскольку покрытие при микродуговом оксидировании на

60-90% формируется в глубь материала. При разрушении покрытия и нарушении его сплошности оно уже не оказывает сопротивления деформации растяжения. Аналогичные результаты были получены авторами [9] и на более крупных образцах, при других нагрузках, что подтверждает отсутствие проявления масштабного эффекта. Влияние МДО-обработки сказывается и на пластических характеристиках алюминиевых сплавов, а именно на относительном удлинении 8, которое уменьшается с ростом толщины покрытия.

При проведении усталостных испытаний образцов с покрытиями, сформированными на сплаве Д16АТ, в условиях симметричного нагружения растяжением-сжатием (при изгибе с защемленным концом) получены данные (рис. 5), показывающие повышение пределов выносливости примерно на 20% относительно образцов с концентраторами напряжений (отверстия под болтовое соединение) и при наличии фреттинг-коррозии, и примерно на такую же величину понижение относительно исходных образцов, но без концентраторов напряжений. То есть микродуговая обработка, даже при некотором уменьшении сечения образца, что является, по-видимому, одной из причин более низкой усталостной прочности, в отличие от необработанных образцов, обеспечивает повышение прочности при циклических нагрузках, по сравнению с образцами, имеющими концентраторы напряжений.

сттах, МПа

290

260

230

200

170

140

110

104 105 106 М, циклы 10′

Рис. 5 Кривые усталости при растяжении-сжатии с коэффициентом асимметрии цикла Я = 0: 1 – исходного сплава Д16АТ; 2 – сплава Д16АТ при наличии фреттинг-коррозии; 3 – сплава Д16АТ, упрочненного методом МДО

Заключение

Таким образом, наличие эффекта упрочнения алюминиевых сплавов

при их обработке микродуговым оксидированием позволяет использовать

метод анодно-катодного МДО как эффективное средство упрочнения различных изделий из алюминиевых сплавов.

Список литературы

1. Крагельский, И. В. Основы расчетов на трение и износ / И. В. Крагельский,

B. С. Камбалов, М. Н. Добычин. – М. : Машиностроение, 1980. – 450 с.

2. Сорокин, Г. М. Аналитические критерии оценки износостойкости материалов / Г. М. Сорокин // Заводская лаборатория. – 1994. – № 9. – С. 42-48.

3. Булычев, С. И. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора /

C. И. Булычев, В. П. Алехин. – М. : Машиностроение, 1990. – 224 с.

4. Малышев, В. Н. Физико-механические характеристики и износостойкость покрытий, нанесенных методом микродугового оксидирования / В. Н. Малышев, С. И. Булычев, Г. А. Марков [и др.] // Физика и химия обработки материалов. -1985. – № 1. – С. 82-87.

5. Малышев, В. Н. Влияние анодно-катодной микродуговой обработки на механические характеристики алюминиевых сплавов / В. Н. Малышев, Н. В. Малышева // Анод-88 : тезисы докл. научно-технического семинара. – Казань, 1988. -С. 88-89.

6. Малышев, В. Н. Исследование структуры и износостойкости покрытий, формируемых методом анодно-катодного микродугового оксидирования / В. Н. Малышев // Анод-88 : тезисы докл. научно-технического семинара. – Казань, 1988. -С. 82-83.

7. Малышев, В. Н. Упрочнение деталей узлов трения формированием покрытий анодно-катодным микродуговым методом / В. Н. Малышев, М. В. Голуб, В. И. Струнец // Проблемы современной триботехнологии : тезисы докл. ВНТК. -Николаев, 1988. – С. 16-17.

8. Малышев, В. Н. Повышение долговечности соединений при циклических нагрузках / В. Н. Малышев, В. И. Драган // Тез. докл. научно-технической конференции БрПИ. – Брест, 1991. – С. 36.

9. Александров, В. С. Влияние поверхностной обработки сплава Д16 методом микродугового оксидирования на его прочностные характеристики при статическом нагружении / В. С. Александров, А. Г. Кан, Н. Абдельбаки, В. А. Федоров // Химическое и нефтяное машиностроение. – 1988. – № 9. – С. 27-28.

Шестигранник алюминиевый (дюралевый) ф46мм Д16Т

Шестигранник алюминиевый Д16Т (дюралевый) ф46 мм, в любом количестве от 3мп. Производства КУМЗ (Россия), паспорт качества, порезка, доставка.

Алюминиевый шестигранник служит основой для изготовления разнообразных крепежных элементов: гаек, болтов, шурупов. Они находят применение во многих отраслях промышленности, а также в быту. Например, в автомобилестроении, входя в составные элементы двигателей. Алюминиевый как метал высокоэффективный, продуктивен, его использование положительным образом сказывается на долговечности конкретных деталей и всего механизма, где они служат составными частями.

Плотность

2,78 г / куб.см

0,1 кг / inі

Механические свойства

Твердость, по Бринеллю

120

Твердость Кноп

150

Твердость, Rockwell

46,8

Твердость, Rockwell B

Твердость, Виккерс

137

Предел прочности на растяжение

469 МПа

68000 фунтов на квадратный дюйм

Предел Предел текучести

324 МПа

47000 фунтов на квадратный дюйм

Удлинение при разрыве

19%

Удлинение при разрыве

20%

Модуль упругости

73,1 ГПа

10600 KSI

Окончательный несущей способности

814 МПа

118000 фунтов на квадратный дюйм

Подшипника Предел текучести

441 МПа

64000 фунтов на квадратный дюйм

Коэффициент Пуассона

0,33

Предел выносливости

138 МПа

20000 фунтов на квадратный дюйм

Трещиностойкость

26 МПа mЅ

23,7 КСИ-inЅ

Трещиностойкость

32 МПа mЅ

29,1 КСИ-inЅ

Трещиностойкость

37 МПа mЅ

33,7 КСИ-inЅ

Механическая обработка

70%

Модуль сдвига

28 ГПа

4060 KSI

Прочность на сдвиг

283 МПа

41000 фунтов на квадратный дюйм

Электрические свойства

Удельное электрическое сопротивление

5.82e-006 Ом-см

Тепловые свойства

CTE, линейный 68 ° F

23,2 мкм / м- ° C

12,9 микродюймов / In-° F

КТР, линейный 250 ° С

24,7 мкм / м- ° C

13,7 микродюймов / In-° F

Удельная теплоемкость

0,875 Дж / г- ° C

0,209 BTU / lb- ° F

Теплопроводность

121 Вт / мК

840 BTU в / ч-ftІ- ° F

Точка плавления

502 – 638 ° C

935 – 1180 ° F

Солид

502 ° C

935 ° F

Ликвидус

638 ° C

1180 ° F

Отжиг Температура

413 ° C

775 ° F

Решение Температура

256 ° C

493 ° F

Марочник стали и сплавов – Алюминий, сплав алюминия Д16 : химический состав и свойства

Марочник стали и сплавов – Алюминий, сплав алюминия Д16 : химический состав и свойства
На шаг назадВернуться в справочникНа главную
Материалы -> Алюминиевый деформируемый сплав ИЛИ Материалы -> Алюминий, сплав алюминия-все марки

Марка	Д16
Классификация	Алюминиевый деформируемый сплав
Применение	для силовых элементов конструкций самолетов, кузовов автомобилей, труб и т.д.; для детелей, работающих при температурах до -230 град.

Химический состав в % материала Д16

Fe	Si	Mn	Ni	Ti	Al	Cu	Mg	Zn	Примесей
до 0.5	до 0.5	0.3 – 0.9	до 0.1	до 0.1	90.8 – 94.7	3.8 – 4.9	1.2 – 1.8	до 0.3	прочие, каждая 0.05; всего 0.1

Примечание: Al – основа; процентное содержание Al дано приблизительно

Механические свойства при Т=20^oС материала Д16 .

Сортамент	Размер	Напр.	s_в	s_T	d₅	y	KCU	Термообр.
–	мм	–	МПа	МПа	%	%	кДж / м²	–
			470	300	19			Закалка и старение

Твердость материала Д16 , сплав отожженный	HB 10^-1 = 42 МПа
Твердость материала Д16 после закалки и старения ,	HB 10^-1 = 105 МПа

Физические свойства материала Д16 .

T	E 10^{– 5}	a 10⁶	l	r	C	R 10⁹
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м³	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	0.72			2800
100		22.9	130		0.922

Обозначения:

Механические свойства :
s_в	– Предел кратковременной прочности , [МПа]
s_T	– Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d₅	– Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y	– Относительное сужение , [ % ]
KCU	– Ударная вязкость , [ кДж / м²]
HB	– Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :
T	– Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E	– Модуль упругости первого рода , [МПа]
a	– Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20^o – T ) , [1/Град]
l	– Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	– Плотность материала , [кг/м³]
C	– Удельная теплоемкость материала (диапазон 20^o – T ), [Дж/(кг·град)]
R	– Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Источник: http://www.splav-kharkov.com/

Механические свойства алюминиевых сплавов – Механические свойства алюминия

Механические свойства алюминия

Что такое механические свойства?

модуль упругости (при растяжении, при сжатии, при сдвиге)
предел прочности (при растяжении, при сжатии, при сдвиге)
предел текучести
предел усталости
удлинение (относительное) при разрыве
твердость.

Механические свойства часто ошибочно относят к физическими свойствам.

Модуль упругости

модуль упругости при растяжении
модуль упругости при сжатии
модуль упругости при сдвиге (сдвиговый модуль упругости).

Таблица — Модули упругости при растяжении алюминия и других металлов [1]

Прочность при растяжении

Предел текучести

Если пластическая деформация под воздействием растягивающей нагрузки задается как 0,2 %, то применяется термин «предел текучести 0,2 %» (Rp0,2).

Рисунок — Типичная диаграмма напряжение-деформация для алюминиевых сплавов

Удлинение (при разрыве)

Удлинение А

Удлинение в процентах после разрыва образца при исходном расстоянии между метками 5,65 · √ S0, где S0 – исходная площадь поперечного сечения испытательного образца. Устаревшее обозначение этой величины А5 в настоящее время не применяется. Аналогичная величина в русскоязычных документах обозначается δ5.

Легко проверить, что для круглых образцов это расстояние между исходными метками вычисляется как 5·d.

Удлинение А50мм

Сдвиговая прочность

Максимальное удельное напряжение, то есть максимальная нагрузка, разделенная на исходную площадь поперечного сечения, которую выдерживает материал при испытании на сдвиг. Сдвиговая прочность обычно составляет 60 % от прочности при растяжении.

Сдвиговая прочность является важной характеристикой качества заклепок, в том числе, алюминиевых.

Коэффициент Пуассона

Твердость

Сопротивление металла пластическому деформации, обычно измеряемое путем отпечатка.

Твердость Бринелля (HB)

Сопротивление проникновению сферического индентора при стандартизированных условиях.

Для алюминия и алюминиевых сплавов твердость НВ приблизительно равна 0,3·Rm, где Rm

– предел прочности при растяжении, выраженный в МПа [2].

Если применяется индентор из карбида вольфрама, то применяется обозначение HBW.

Твердость Викерса (HV)

Усталость

Усталостная прочность

Усталостная выносливость

Предельное напряжение, ниже которого материал будет выдерживать заданного количество циклов напряжения [2].

Механические свойства алюминия и алюминиевых сплавов

В таблицах ниже [3] представлены типичные механические свойства алюминия и алюминиевых сплавов:

предел прочности при растяжении
предел текучести при растяжении
удлинение при растяжении
усталостная выносливость
твердость
модуль упругости

Механические свойства представлены отдельно:

для алюминиевых сплавов, упрочняемых нагартовкой.
для алюминиевых сплавов, упрочняемые термической обработкой.

Эти механические свойства — типичные. Это означает, что они годятся только для сравнительных целей, а не для инженерных расчетов. В большинстве случаев они являются средними значениями для различных размеров изделий, их форм и методов изготовления.

Источник:

Материалы Алюминиевой ассоциации Германии
Global Advisory Group GAG – Guidance «Terms and Definitions» – 2011-01
Aluminium and Aluminium Alloys. — ASM International, 1993.

aluminium-guide.ru

Модуль упругости для стали, а также для других материалов

Перед тем, как использовать какой-либо материал в строительных работах, следует ознакомиться с его физическими характеристиками для того, чтобы знать как с ним обращаться, какое механическое воздействие будет для него приемлемым, и так далее. Одной из важных характеристик, на которые очень часто обращают внимание, является модуль упругости.

Ниже рассмотрим само понятие, а также эту величину по отношению к одному из самых популярных в строительстве и ремонтных работах материалу — стали. Также будут рассмотрены эти показатели у других материалов, ради примера.

Модуль упругости — что это?

Модулем упругости какого-либо материала называют совокупность физических величин, которые характеризуют способность какого-либо твёрдого тела упруго деформироваться в условиях приложения к нему силы. Выражается она буквой Е. Так она будет упомянута во всех таблицах, которые будут идти далее в статье.

Механические свойства алюминиевых сплавов Амг, АМц

Механические свойства алюминиевого сплава АМц зависят от температуры горячей прокатки. Увеличение температуры прокатки уменьшает временное сопротивление разрыву и увеличивает временое сопротивление разрыву. Эта зависимость верна для полуфабрикатов в любом состоянии: горячекатанном, холоднокатанном и отожженном.
Механические свойства листов АМц в горячекатанном и отожженом состоянии после холодной прокатки, обжатие 80%

Состояние	Температура горячей прокатки, °C
	480 — 500		350 — 380
	σв, МПа	δ , %	σв, МПа	δ , %
Горячекатанное	157	19,3	204	12,7
Отожженное при Т, °C:
350	110	21,0	200	9,0
400	110	22,0	160	12,0
500	110	23,0	130	19,0

Гарантируемые механические характеристики полуфабрикатов из сплава АМц

Полуфабрикаты	Состояние	σв, МПа	δ , %	τср, МПа
Полуфабрикаты	Состояние	не менее
Листы толщиной, мм:	М
0,3–3,0		100–150	22	–
3,0–6,0		100–150	20	–
0,3–6.5	Н2 (П)	150–220	6	–
0,3–0,5	Н	190	1	–
0,5–0,8		190	2	–
0,8–1,2		190	3	30
1,2–1,6		190	4	40
Трубы всех размеров	М	130	–	–
Трубы всех размеров	Н	140	–	–
Профили всех размеров	М	170	16	160
Прутки	ГП	170	16	–
Проволока для заклепок	Без ТО	–	–	70
Плиты толщиной 11–25мм	ГК	120	15	–

Сплавы алюминия с магнием (манганалии) не упрочняются термической обработкой. В помышленности применяют большую группу сплавов системы Al-Mg: АМг1, АМг2, АМг3, АМг4, АМг5, АМ6, АМг61 и др. Полуфабрикаты из этих сплавов обладают высокой пластичностью и невысокой прочность по сравнению с термически упрочняемыми сплавами типа Д16 или В95. Манганалии хорошо свариваются всеми видами сварки. Они стойкие к коррозии в морской атмосфере.

Прочность сплавов алюминия с магнием Al-Mg повышают нагартовкой полуфабрикатов: увеличивается временное сопротивление разрыву и предел текучести, при снижении пластичности. Степень нагартовки 35% не уменьшает высокую коррозионную стойкость АМг-сплавов и не влияет на свариваемость. Околошовная зона АМг-сплавов из-за нагрева при сварке имеет характеристики отожженого материала.Увеличение содержания магния в сплавах до 6% приводит к резкому росту прочностных характеристик, особенно предела текучести. После концентрации Mg выше 5,5% (АМг6) рост предела текучести существенно замедляется. Пластичность уменьшается до 4% магния, а затем медленно повышается.

Манганалии сохраняют высокие коррозионные свойства при любых нагревах, если содержание магния не превышает 4,5%. В сплавах с 5-7% Mg по границам зерен выделяется при закалке и старении β-фаза Al

3Mg2, которая создает местные очаги коррозии. Сплошное выделение β-фазы предотвращают отжигом при 310-325°С, при котром β-фаза равномерно распадается по всему зерну. Такая структура растравливается равномерно в электролите.

Сплавы АМг4, АМг5, АМ6, АМг61 — наиболее прочные сплавы системы алюминий-магний. Они обладают высокой технологической пластичностью, но быстро нагартовываются в процессе холодной деформации, а также высокими значениями σв и σ0,2.
Гарантируемые (не менее) механические свойства катаных полуфабрикатов из сплавов системы Al—Mg

Сплав	Состояние	Полу	Толщина, мм	σв	σ0,2		δ, %
				МПа
АМг2	М	Листы	0,5–1,0	165		–	16
			1,0–10,5	165		–	18
	Н2		0,5–1,0	235–314		145	5
			1,0–5,0	235–314		145	6
			5,0–10,0	225		135	6
	Н		0,5–1,0	265		215	3
			1,0–10,5	265		215	4
	ГК, без ТО		5,0–10,5	175		–	7
		Плиты	11,0–25,0	175		–	7
			25,0–80,0	155		–	6
АМг3	М	Листы	0,5–0,6	195		90	15
			0,6–5,5	135		100	15
			4,5–10,5	185		80	15
	Н2		0,5–1,0	245		195	7
			1,0–5,0	245		195	7
			5,5–10,5	235		175	6
	Без ТО		5,0–6,0	185		80	12
			6,0–10,5	185		80	15
	Без ТО	Плиты	11,0–25,0	185		70	12
			25,0–80,0	165		60	11
АМг5	М	Листы	0,5–0,6	275		135	15
			0,6–4,5	275		145	15
			4,5–10,5	275		130	15
	Без ТО		5,0–6,0	275		130	12
			6,0–10,5	275		130	15
		Плиты	11,0–25,0	265		115	13
			25,0–80,0	255		105	12
АМг6	М	Листы	0,5–0,6	305		145	15
			0,6–10,5	315		155	15
	Без ТО		5,0–10,5	315		155	15
		Плиты	11,0–25,0	305		145	11
			25,0–50,0	295		135	6
			50,0–80,0	275		125	4
01570	М	Листы	0,8–2,3	400		270	13
			2,5–4,5	360		240	13
	Н2		0,8–2,3	410		320	6
	Н		0,8–2,3	460		410	4

Гарантируемые механические характеристики прессованных прутков, труб и профилей из сплавов системы Al—Mg в состоянии без термической обработки

Сплав	Полуфабрикаты	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ , %
Сплав	Полуфабрикаты	не менее
АМг2	Прутки	175	–	13
АМг2	Трубы	155	60	10
АМг3	Профили	175	75	12
	Прутки	175	75	13
	Трубы	180	70	15
АМг5	Профили	255	115	15
	Прутки	265	118	15
	Трубы	255	110	15
АМг6	Профили, прутки	315	155	15
	Панели	315	155	15
	Трубы	315	145	15
АМг61(1561)	Профили	330	205	11
	Прутки	330	155–205	11
	Панели	330	185	11
01570	Прутки	402	245	14
01570	Профили	392	255	14

Гарантируемые механические характеристики поковок и штамповок из сплавов системы Al—Mg в отожженном состоянии в зависимости от направления волокна (Д, П, В)

Сплав	Толщина, мм	σв, МПа			σ0,2, МПа		δ , %			НВ
Сплав	Толщина, мм	Д	П	В	Д	П	Д	П	В	НВ
Примечание. Направление волокна: Д — долевое; П — поперечное; В — высотное (по толщине).Показатели штампуемости листов толщиной 2 мм при различных операциях формообразования
Поковки
АМг2	До 75	165	145	135	–	–	15	13	11	44,0
АМг3	До 75	185	165	155	70	–	15	12	10	44,0
АМг6	До 75	316	305	305	135	130	15	14	14	63,5
	76–100	295	295	295	130	130	14	14	14	63,5
	100–300	285	285	285	120	120	11	11	11	63,5
Штамповки
АМг2	До 75	165	145	135	–	–	15	12	10	44,0
АМг3	До 75	185	165	155	70	–	15	12	10	44,0
АМг5	До 75	275	–	–	145	–	15	–	–	63,5
АМг6	До 75	315	305	305	155	130	15	14	14	63,5
	76–100	295	295	295	130	130	14	14	14	63,5
	100–300	285	285	285	120	120	11	11	11	63,5

Коэффициенты для вытяжки, штамповки и радиус гибки

Сплав и состояние	Вытяжка		Отбортовка		Выдавка		Радиус при гибке на 90°
Сплав и состояние	К пр	К раб	К пр	К раб	К пл	К сф	R min, мм	R раб, мм
Примечание. К пр и К раб — предельный и рабочий коэффициенты вытяжки; К пл и К сф — коэффициенты плоского и сферического выдавливания; R min и R раб — соответственно минимальный и рабочий радиусы гиба.
АМг1М	2,02 — 2,05	—	1,65 — 1,70	—	0,29 — 0,30	0,4 — 0,39	(0,7 — 0,9) ∙ s	—
АМг2М	2,0 — 2,6	1,8 — 1,85	1,52 — 1,56	1,32 — 1,40	0,23 — 0,26	0,36 — 0,42	(0,6 — 1,0) ∙s	(1,0 — 1,5) ∙s
АМг3М	1,92	1,86	1,86	1,63	0,22 — 0,25	0,36 — 0,32	1s	2 ∙s
АМг4М	1,85 — 1,90	1,65 — 1,70	1,5 — 1,65	1,35 — 1,45	0,17 — 0,19	—	(1,0 — 1,55) ∙ s	(1,5 — 2,5) ∙ s
АМг5М	1,7 — 1,87	1,85 — 2,02	1,3 — 1,5	1,42 — 1,62	0,24 — 0,29	0,37 — 0,46	(0,6 — 1,0) ∙s	(2,0 — 2,5) ∙s
АМг6М	2,0 — 2,06	1,8 — 1,85	1,52 — 1,56	1,32 — 1,40	0,22 — 0,25	0,35 — 0,40	(0,6 — 1,0) ∙s	2 ∙s
АМг6Н	1,4	—	1,16	—	—	—	5 ∙s

Радиус гибки: Радиус цилиндрической поверхности оправки, которая входит в контакт с внутренней поверхностью изделия при гибке. В случае свободных или полусвободных изгибов до 180°, когда используется клин или блок, радиус загиба – соответствует половине толщины клина или блока. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО «Профессионал», НПО «Мир и семья»; Санкт-Петербург, 2003 г.)
www.metmk.com.ua

Вопрос 7. Алюминиевые сплавы, и их состав, свойства и особенности работы

Для строительных конструкций применяются алюминиевые сплавы с содержанием легирующих компонентов и примесей 5-7 % (технический алюминий с примесями до 1 % ввиду малой прочности применяется очень редко и только для декоративных и ограждающих элементов). Алюминиевые сплавы разделяются на деформируемые

(обрабатываемые
давлением
: прессованием, вытяжкой, прокаткой, штамповкой и т.д.), применяемые в строительных конструкциях, и на
литейные
, применяемые в основном в машиностроении.

Алюминиевые сплавы легируют

марганцем, магнием, кремнием, цинком, медью, хромом, титаном или одновременно несколькими этими компонентами, в зависимости от чего система сплава получает наименование и марку с условным обозначением.

Алюминиевые сплавы поставляют в различных состояниях термической

обработки и нагартовки (наклеп, вытяжка).

Технический алюминий

обладает очень высокой коррозионной стойкостью, но малопрочен и пластичен.

Алюминиево-марганцевые и алюминиево-магниевые

сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, сравнительно высокой прочностью и хорошо свариваются.

Многокомпонентные сплавы

обладают средней и высокой коррозионной стойкостью, средними и высокими показателями прочности и могут применяться в сварных и клепаных несущих и ограждающих конструкциях.

Чтобы повысить коррозионную стойкость, алюминиевые сплавы могут быть плакированными

(покрытыми тонкой пленкой чистого алюминия при изготовлении полуфабриката).

Структура алюминиевых сплавов состоит из кристаллов алюминия, упрочненных легирующими элементами (легирующие элементы входят в твердый раствор с алюминием и упрочняют его).

На рис. 1 приведены диаграммы работы некоторых алюминиевых сплавов на растяжение (там же для сравнения дана кривая для стали 3).

Рисунок 1

1-технический алюминий АД1М; 2- сплав 1915Т; 3- сталь 3
Механические свойства
алюминиевых сплавов зависят не только от химического состава, но и от условий их обработки. У алюминиевых сплавов модуль упругости при растяжении Е=0,7∙104 кН/см2, а модуль упругости при сдвиге G=0,27∙104 кН/см2 что почти в 3 раза меньше, чем у стали; поэтому при равных напряжениях прогибы алюминиевых конструкций в 3 раза больше. Коэффициент Пуассона =0,3. На диаграмме растяжения алюминиевых сплавов нет площадки текучести. За предел текучести условно принимается напряжение  при котором относительная остаточная деформация достигает =0,2 %. При температурах свыше 100 °С наблюдается некоторое снижение прочностных характеристик, а начиная примерно с 200 °С появляется ползучесть. Коэффициент температурного расширения алюминия =0.000023, что в 2 раза больше чем у стали. При пониженных температурах все механические показатели алюминиевых сплавов улучшаются. Ударная вязкость сплавов при нормальной температуре ниже чем у стали (около 3,0 кг∙м/см2), и почти не снижается при отрицательных температурах.

Изменение механических свойств алюминиевых сплавов при старении происходит более интенсивно, чем у стали, и увеличение пределов текучести и прочности значительно выше. Увеличение прочности алюминиевых сплавов при старении учитывают при назначении их расчетных сопротивлений. Расчетные формулы для алюминиевых конструкций при различных силовых воздействиях имеют такой же вид, как и для стальных конструкций. Значения различных коэффициентов принимают в зависимости от марок сплавов по нормам проектирования алюминиевых конструкций СНиП II-24-74.

К достоинствам алюминиевых сплавов

можно отнести: относительно высокую прочность при малой плотности самого материала; высокую технологичность при обработке прессованием, прокаткой или ковкой, позволяющую изготовлять изделия сложной формы; высокую стойкость против коррозии, высокие механические характеристики при отрицательных температурах; отсутствие искрообразования при ударных воздействиях.

Недостатки алюминиевых сплавов:

относительно небольшой модуль упругости; высокий коэффициент температурного расширения; относительная сложность выполнения соединений; дефицитность и пока ещё высокая стоимость; малая огнестойкость.

Профили из алюминиевых сплавов для алюминиевых конструкций получают прокаткой, прессованием или гнутьем

. Прокатывают только плоские профили: листы полосы, ленты. Прессованные профили могут быть самого различного очертания, поперечное сечение их должно вписываться в круг диаметром матрицы размером 320 мм (имеются отдельные прессы с диаметром матрицы 530мм). Эти профили изготавливают на специальных прессах. Цилиндрическая, нагретая примерно до 400°С заготовка из алюминиевого сплава продавливается через стальную матрицу с отверстием по форме сечения профиля. Матрица удерживается держателем. Прессоваться могут как сплошные так и пустотелые (трубчатые) профили.

Гнутые профили изготавливают путём гибки тонких листов или лент на роликогибочных станах или гибочных прессах.

ВОПРОС 8.
Основы расчета металлических конструкций. Расчетная схема, опорные закрепления элементов. Предельные состояния. Группы предельных состояний. Расчет конструкций по допускаемым напряжениям и сопоставление его с расчетом по предельным состояниям
Основы расчета металлических конструкций

Цель и назначение расчета конструкций –

проверка прочности, устойчивости и жесткости предварительно намеченной конструктивной схемы сооружения, позволяющая уточнить размеры и обеспечить надежность сооружения при наименьших затратах металла. Расчёт сооружений и их конструктивных элементов производится на основе методов сопротивления материалов и строительной механики. Основной целью этих методов является определение внутренних усилий, которые возникают в конструкциях под действием приложенных нагрузок.

Расчет начинают с составления расчетной схемы сооружения, временно отвлекаясь от действительной формы сечения элементов. Опорные закрепления элементов наделяют, при этом некоторыми теоретическими свойствами (шарнирные опоры, опоры с упругими и жесткими защемлениями и т. п.). Определив по принятой расчетной схеме усилия в элементах, производят подбор сечений, проверяют несущую способность и конструируют закрепления так, чтобы удовлетворить поставленным задачам. Иногда бывают необходимы более точные методы определения напряжений с учетом развития пластических деформаций. Однако математическая сложность этих методов вынуждает часто применять в формулах ряд коэффициентов, значения которых приводятся в таблицах. Согласно СНиП II-23-81*, строительные конструкции рассчитывают на силовые другие воздействия по предельным состояниям.

За предельное состояние

принимается такое состояние конструкции, при котором она перестает удовлетворять предъявленным к ней эксплуатационным требованиям, т.е. либо теряет способность сопротивляться внешним воздействиям, либо получает недопустимую деформацию или местное повреждение.

studfiles.net

Модуль Юнга (упругости) для стали и других материалов — определение, смысл

Химический состав и типичные механические свойства жаропрочных алюминиевых сплавов

Марка	Химический состав, %						Механические свойства
Марка	Al	Cu	Mg	Mn	Si	другие элементы	в, МПа	0,2, Мпа	, %
АК4-1	основа	1,9-2,5	1,4-1,8	—	0,35	0,8-1,4 Fe 0,8-1,4 Ni 0,02-0,1Ti	430	280	13
Д 20	основа	6-7	—	0,4-0,8	—	0,1-0,2Ti	400	250	12

Упрочняющими фазами жаропрочных сплавов являются CuAl2, Al2CuMg, Al9FeNi и Al6CuNi. После закалки и старения при частичном распаде твердого раствора эти фазы выделяются в виде дисперсных частиц, которые значительно повышают жаропрочность сплавов. В таблице 4 представлен химический состав и механические свойства после термообработки наиболее применяемых сплавов.

Высокая жаропрочность сплава Д20 достигается благодаря высокому содержанию меди и марганца с титаном

Сплавы для ковки и штамповки. Данные алюминиевые сплавы обладают высокой пластичностью и удовлетворительными литейными свойствами. Основными легирующими элементами являются медь, магний, марганец и кремний. Ковку и штамповку сплавов проводят при температуре  450оС. Для повышения прочности проводят температурную обработку, состоящую из закалки и искусственного старения. Упрочняющими фазами при старении являются Mg2Si, CuAl2, AlxMg5CuSi4. В таблице 5 представлен химический состав и основные механические свойства сплавов.

Таблица 5

Химический состав и механические свойства алюминиевых сплавов для ковки и штамповки

Марка	Содержание элементов, %				Механические свойства
Марка	Cu	Mg	Mn	Si	в, МПа	0,2, Мпа	, %
АК 6	1,8-2,6	0,4-0,8	0,4-0,8	0,7-1,2	420	300	12
АК 8	3,9-4,8	0,4-0,8	0,4-1,0	0,6-1,2	480	380	10

Эти сплавы хорошо обрабатываются резанием и удовлетворительно свариваются контактной и аргонодуговой сваркой. Литейные свойства улучшаются за счет добавки кремния. Однако эти сплавы склонны к межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением. Используют их для изготовления подмоторных рам, крепежных деталей, лопастей винтов вертолета и т.д.

Литейные алюминиевые сплавы

Литейные сплавы должны обладать высокой жидкотекучестью, сравнительно небольшой усадкой, малой склонностью к образованию горячих трещин и пор, хорошими механическими свойствами и коррозионной стойкостью.

Лучшими литейными свойствами обладают сплавы, в структуре которых имеется эвтектика. Образование эвтектики зависит от концентрации легирующих элементов, т.е. их содержание должно быть больше предельной растворимости в алюминии.

В качестве литейных сплавов применяют сплавы алюминий-кремний, алюминий-медь, алюминий-магний.

Маркируются эти сплавы буквами АЛ и далее стоит цифра. Буква «А» обозначает что это алюминиевый сплав, буква «Л» — литейный, а цифра соответствует порядковому номеру из ГОСТа, например, АЛ2, АЛ4 и т.д.

Силумины

. Широкое применение имеют сплавы Al-Si, получившие название силумины. Их состав близок к эвтектическому сплаву (Приложение 3), поэтому они обладают высокими литейными свойствами. Химический состав и свойства некоторых силуминов представлены в таблице 6.

Наибольшее распространение получил сплав АЛ2, который содержит в структуре эвтектику (),-фаза – кристаллы кремния. При затвердевании эвтектики кремний выделяется в виде крупных кристаллов игольчатой формы, которые как бы надрезают пластичный -твердый раствор. Сплав с такой структурой обладает плохими механическими свойствами.

Таблица 6

studfiles.net

Типичные механические свойства деформируемых алюминиевых сплавов.

(044)490-04-88

Таблица из «Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы. Справочное руководство.» отв. ред. Ф. И. Квасов, И. Н. Фриляндер.

Сплав и его состояние	Вид полуфабриката	E	σ0,2	σв	δ	ψ	τcp	HB	σ-1
Сплав и его состояние	Вид полуфабриката	(кгс/мм2)			%		(кгс/мм2)
¹ знакопеременный изгиб на базе 5×108 циклов, остальные — на базе 2×107 циклов
Алюминиевые сплавы низкой и средней прочности
АДМ	Прессованные и катанные	7100	3	8	35	80	5,5	25	3,5¹
АД1Н	То же	7100	15	10	6	60	7,0	32	5,5¹
АМцМ	Катанные	7100	5	13	23	70	8,0	30	5¹
АМцП	»	7100	13	18	10	55	10	40	6,5¹
АМцН	»	7100	18	22	5	50	11	55	7¹
АМг1М	Прессованные и катанные	6900	5,0	12	28	–	10	30	7¹
АМг1Н	Катанные	7000	19	21	5	–	12	55	9,5¹
АМг2М	»	7000	9	19	23	30	12,5	45	11¹
АМг2Н2	»	7000	21	25	8	–	14	68	12,5¹
АМг2Н	»	7100	23	28	5	–	16,5	77	14¹
АМг3М	»	7000	12	23,5	22	–	15,5	58	11,5
АМг3Н2	»	7000	≥23	27	8	–	16	75	13¹
АМг4М	»	6900	14	27	23	–	16	–	13,5
АМг4Н2	»	6900	24	32	12	–	19	–	–
АМг5М	»	6900	18	30	20	–	18	65	14
АМг5Н	»	7000	32	42	10	–	22	100	15,5¹
АМг6М	»	7000	17	34	20	25	21	–	13
АМг6Н	»	7000	28	38	6	–	–	–	–
АД31Т	Прессованные	7100	8	17	20	–	–	–	7,0¹
АД31Т1	»	7100	20	24	10	–	16	80	9
АД33Т	»	7100	14	24	20	–	16,5	65	10,5
АД33Т1	»	7100	27	31	12	25	19	95	11
АД35Т	»	7100	18	27	15	–	15,5	60	–
АД35Т1	»	7100	28	33	8	35	18	95	11
АВТ1	»	7100	29	35	12	20	21	95	11,5
Алюминиевые сплавы средней прочности
Сплав и его состояние	Вид полуфабриката	E	σ0,2	σв	δ	ψ	τcp	HB	σ-1
Сплав и его состояние	Вид полуфабриката	(кгс/мм2)			%		(кгс/мм2)
Д1Т	Штамповки	7100	25	41	15	30	27	110	12,5¹
Д16Т	Катанные	6900	29	44	19	–	28	120	12,5
Д16Т1	»	6900	40	45	7	–	27	–	12,5
Д16Т1Н	»	6900	46	50	5,5	–	28,5	–	12,5
Д16Т	Прессованные	7200	38	52	12	15	30	130	14¹
Д19Т	Катанные	6900	30	44	20	–	–	–
Д19ТН	»	6900	36	48	13	–	–	–
Д19Т	Прессованные	7200	34	46	12	–	29	120
М40Т	Катанные	7000	25	39	18	–	–	–
»	Прессованные	7100	31	41	12	17	–	–
ВАД1Т	Катанные	6900	28	44	18	–	–	–	12
»	Прессованные	7200	36	50	13	–	–	–	14
Д20Т1	Катанные	6900	30	42	11	26	10,5¹
Д29Т1Н	»	6900	36	45	10	29	10,5¹
Д20Т1	Прессованные	6900	28	42	10	35	27	100	13
Д21Т1	Поковки и штамповки	7000	35	43	9	18
1201	Катанные	30	42	12
1205	Катанные	40	50	9
ВД17Т1	Штамповки:	7200	34	52	17	20		115	16
	продольное направление	7200	34	52	17	20		115	16
	поперечное направление	7200	30	44	17	20
В92Т1	Катанные	6900	30	40	10
В92Т1	Прессованные	7000	34	45	10	11	15
1915Т1	Катанные	6800	28	36	11
1915Т1	Прессованные	7000	32	38	10
1420Т1	Катанные	7500	27	44	9
1420Т1	Прессованные	7600	31	46	9	12
1911Т1	Катанные	6800	35	42	12
1911Т1	Прессованные	7000	42	50	15

Механические свойства алюминиевых сплавов

Прочность на смятие алюминиевых сплавов

Прочность на смятие алюминия также трудно определять, испытывать и связывать с обычными прочностными свойствами, как и для других металлов. Смятие часто является важным критерием для конструкций с применением соединений на заклепках и болтах и поэтому «прочность на смятие» является широко признанной характеристикой. Прочность на смятие весьма произвольно определяют как давление (на единицу эффективной площади смятия), прилагаемое шпилькой в круглом отверстии. Это отверстие предварительно раздают на 2 % от исходного диаметра (рисунок 1). Эта прочность для большинства алюминиевых сплавов составляет 1,8 от прочности при растяжении (временного сопротивления) (рисунок 2).

Рисунок 1

Рисунок 2

Прочность на срез алюминиевых сплавов

Схема нагружения при испытании на срез приведена на рисунке 3. Для деформируемых алюминиевых сплавов отношение прочности на срез к прочности при растяжении различается в зависимости от химического состава и метода изготовления от 0,5 до 0,75 (см. рисунок 2). В случае отсутствия данных по прочности на срез ее обычно принимают 0,55 от прочности при растяжении.

Рисунок 3

Заклепки из марок алюминия и сплавов Al—Mn (серия 3ххх) изготовляют методами холодной деформации с достижением прочности на срез до 200 МПа. Заклепки из термически упрочняемых сплавов изготовляют в отожженном состоянии, затем сразу подвергают закалке и естественному старению с достижением прочности на срез до 260 МПа.

Сопротивление материала местной пластической деформации, возникающей при внедрении в него более твердого тела – индентора — является приблизительным индикатором состояния сплава и поэтому широко применяется при контроле продукции. Для алюминиевых сплавов применяют методы Бринелля (стальной шарик), Викерса (алмазная пирамидка) и Шора (падающий алмазный конус). Твердость по Бринеллю изменяется от 20 единиц для чистого алюминия до 175 единиц для термически упрочненного сплава 7075 (см. рисунок 2). По показаниям твердости, как правило, не вычисляют их прочность при растяжении, как это обычно делают для сталей, так как для алюминиевых сплавов соотношение этих двух характеристик далеко от постоянного.

Модуль Юнга (упругости)

Все твердые тела, как кристаллические, так и аморфные, имеют свойство изменять свою форму под воздействие приложенной к ним силы. Другими словами, они подвергаются деформации. Если тело возвращается к исходным размерам и форме после того, как внешнее усилие прекращает свое воздействие, то его называют упругим, а его деформацию считают упругой.

Для любого тела существует предел приложенного усилия, после которого деформация перестает быть упругой, тело не возвращается в исходную форму и к исходным размерам, а остается в деформированном состоянии или разрушается. Теория упругих деформаций тел была создана в конце 17 века британским ученым Р. Гуком и развита в трудах его соотечественника Томаса Юнга.

В их честь Гука и Юнга были названы соответственно закон и коэффициент, определяющий степень упругости тел. Он активно применяется в инженерном деле в ходе расчетов прочности конструкций и изделий.

Модуль Юнга

Основные сведения

Модуль Юнга, (называемый также модулем продольной упругости и модулем упругости первого рода) это важная механическая характеристика вещества. Он является мерой сопротивляемости продольным деформациям и определяет степень жесткости. Он обозначается как E; измеряется н/м2 или в Па.

Это важный коэффициент применяют при расчетах жесткости заготовок, узлов и конструкций, в определении их устойчивости к продольным деформациям. Вещества, применяемые для изготовления промышленных и строительных конструкций, имеют, как правило, весьма большие значения E. И поэтому на практике значения Е для них приводят в гигаПаскалях (1012Па)

Величину E для стержней поддается расчету, у более сложных конструкций она измеряется в ходе опытов.

Приближенные величины E возможно узнать из графика, построенного в ходе тестов на растяжение.

График теста на растяжение

E- это частное от деления нормальных напряжений σ на относительное удлинение ε.

E=α/ε

Закон Гука также можно сформулировать и с использованием модуля Юнга.

Физический смысл модуля Юнга

Во время принудительного изменения формы предметов внутри них порождаются силы, сопротивляющиеся такому изменению, и стремящиеся к восстановлению исходной формы и размеров упругих тел.

Если же тело не оказывает сопротивления изменению формы и по окончании воздействия остается в деформированном виде, то такое тело называют абсолютно неупругим, или пластичным. Характерным примером пластичного тела является брусок пластилина.

Виды деформации

Р. Гук исследовал удлинение стрежней из различных веществ, под воздействием подвешенных к свободному концу гирь. Количественным выражением степени изменения формы считают относительное удлинение, равное отношению абсолютного удлинения и исходной длины.

Модуль упругости и коэффициент Пуассона цветных металлов

В таблицах ниже показаны значения модуля Юнга (модуля упругости) и коэффициента Пуассона при комнатной температуре для нескольких цветных металлов, используемых в технике. Свойства материала выражаются в средних значениях или в диапазонах, которые могут значительно варьироваться в зависимости от обработки и качества материала. Точные значения могут быть измерены с помощью неразрушающего тестирования систем Sonelastic ^® при комнатной температуре, а также при низких и высоких температурах.

Алюминиевые сплавы

Материал	Модуль упругости		Коэффициент Пуассона
Материал	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм	Коэффициент Пуассона
Алюминиевые сплавы
Сплав 1100:	69	10	0,33
Сплав 2024:	72,4	10,5	0,33
Сплав 6061:	69	10	0.33
Сплав 7075:	71	10,3	0,33
Значения только для справки. Для получения точных значений определите характеристики материала с помощью систем Sonelastic ^®.

Основные области применения:

– 1100: оборудование для химической и пищевой промышленности.
– 2024: конструкции самолетов, заклепки и колеса грузовиков.
– 6061: алюминий морского применения, также используется в трубах и ультразвуковых преобразователях для очистки.
– 7075: конструкции самолетов, устройства, работающие под высоким напряжением, и ультразвуковые преобразователи для сварки. Обычно он выпускается в виде пластин или квадратных стержней. Это самый дорогой алюминиевый сплав, стоимость которого примерно в четыре раза превышает стоимость сплава 6061.

Модули упругости (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) и демпфирование алюминиевых сплавов можно точно охарактеризовать с помощью неразрушающего метода Sonelastic ^{. ®} Тестирование систем при комнатной температуре, а также при низких и высоких температурах.Знание точных значений жизненно важно для оптимизации использования материала и надежности моделирования с помощью конечных элементов. Модули упругости и характеристики демпфирования также используются при разработке новых вариантов этих материалов.

В случае сплава 7075, когда он применяется в производстве ультразвуковых преобразователей, знание скорости звука также очень важно. Скорость звука характеризуется неразрушающим контролем систем Sonelastic ^®.

Куперовские сплавы

Материал	Модуль упругости		Коэффициент Пуассона
Материал	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм	Коэффициент Пуассона
Медные сплавы
C11000 (электролитическая вязкая смола):	115	16,7	0,33
C17200 (бериллий-медь):	128	18,6	0.30
C26000 (патрон латунь):	110	16	0,35
Значения только для справки. Для получения точных значений охарактеризуйте материал с помощью систем Sonelastic ^®.

Основные области применения:

– C11000: провода и электрические кабели.
– C17200: пружины, втулки, клапаны и диафрагмы.
– C26000: гильзы картриджей и автомобильные радиаторы.

Модули упругости (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) и демпфирование медных сплавов (например, при оценке растяжения проволоки под нагрузкой) можно точно охарактеризовать с помощью неразрушающего испытания систем Sonelastic ^® при при комнатной температуре, а также при низких и высоких температурах. Знание точных значений жизненно важно для оптимизации использования материала и надежности моделирования с помощью конечных элементов. Модули упругости и характеристики демпфирования также используются при разработке новых вариантов этих материалов.

Магниевые сплавы

Материал	Модуль упругости		Коэффициент Пуассона
	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм
Магниевые сплавы:
Сплав AZ31B:	45	6,5	0,35
Сплав AZ91D:	45	6,5	0,35
Значения только для справки.Для получения точных значений охарактеризуйте материал с помощью систем Sonelastic ^®.

Основные области применения:

– AZ31B: конструкции, трубы и катодная защита.
– AZ91D: литые детали для автомобилей и электронных устройств.

Магниевые сплавы также используются при производстве автомобильных колес.

Модули упругости (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) и демпфирование магниевых сплавов можно точно охарактеризовать с помощью неразрушающего испытания систем Sonelastic ^® при комнатной температуре, а также при низких и высоких температурах.Знание точных значений имеет основополагающее значение для оптимизации использования материала и надежности моделирования с помощью конечных элементов. Модули упругости и характеристики демпфирования также используются при разработке новых вариантов этих материалов.

Титановые сплавы

Материал	Модуль упругости		Коэффициент Пуассона
Материал	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм	Коэффициент Пуассона
Титановые сплавы
Коммерчески чистый:	103	14.6	0,34
Сплав Ti-5A1-2.5Sn:	110	16	0,34
Сплав Ti- 6A1-4V:	114	16,5	0,34
Значения только для справки. Для получения точных значений охарактеризуйте материал с помощью систем Sonelastic ^®.

Основные области применения:

– Ti-5A1-2.5Sn: фюзеляж самолетов и антикоррозийное оборудование.
– Ti-6A1-4V: хирургические имплантаты и элементы конструкции самолетов.

Одно из наиболее распространенных применений Ti-6A1-4V связано с дентальными имплантатами. В этом случае титановые элементы подвергаются обработке поверхности для улучшения биосовместимости и остеоинтеграции.

Модули упругости (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) и демпфирование титановых сплавов можно точно охарактеризовать с помощью неразрушающего испытания систем Sonelastic ^® при комнатной температуре, а также при низких и высоких температурах.Знание точных значений жизненно важно для оптимизации использования материала и надежности моделирования с помощью конечных элементов. Модули упругости и характеристики демпфирования также используются при разработке новых вариантов этих материалов.

Благородные металлы

Материал	Модуль упругости		Коэффициент Пуассона
	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм
Благородные металлы
Золото (чистое):	77	11.2	0,42
Платина (чистая):	171	24,8	0,39
Значения только для справки. Для получения точных значений охарактеризуйте материал с помощью систем Sonelastic ^®.

Основные области применения:
– Золото: электрические контакты и реставрация зубов.
– Платина: тигли, катализатор и термопары для повышенных температур.

Модули упругости (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) и демпфирование благородных металлов можно точно охарактеризовать с помощью неразрушающего испытания систем Sonelastic ^® при комнатной температуре, а также при низких и высоких температурах.Знание точных значений жизненно важно для оптимизации использования материала и надежности моделирования с помощью конечных элементов. Модули упругости и характеристики демпфирования также используются при разработке новых вариантов этих материалов.

тугоплавкие металлы

Материал	Модуль упругости		Коэффициент Пуассона
Материал	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм	Коэффициент Пуассона
тугоплавкие металлы
Молибден (чистый):	320	46.4	0,32
Тантал (чистый):	185	27	0,35
Вольфрам (чистый):	400	58	0,28
Значения только для справки. Для получения точных значений охарактеризуйте материал с помощью систем Sonelastic ^®.

Основные области применения:
– Молибден: экструзионные матрицы и конструктивные детали космических аппаратов.
– Тантал: коррозионно-стойкий материал и химическое воздействие.
– Вольфрам: нити накаливания, рентгеновские трубки и сварочные электроды.

Модули упругости (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) и демпфирование тугоплавких металлов можно точно охарактеризовать с помощью неразрушающего испытания систем Sonelastic ^® при комнатной температуре, а также при низких и высоких температурах. Знание точных значений жизненно важно для оптимизации использования материала и надежности моделирования с помощью конечных элементов.Модули упругости и характеристики демпфирования также используются при разработке новых вариантов этих материалов.

Сплавы разные цветные

Материал	Модуль упругости		Коэффициент Пуассона
Материал	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм	Коэффициент Пуассона
Прочие цветные сплавы
Никель 200:	204	29,6	0.31
Инконель 625:	207	30	0,31
Монель 400:	180	26	0,32
Сплав Хейнса 25:	236	34,2	–
Инвар:	141	20,5	–
Супер Инвар:	144	21	–
Ковар:	207	30	–
Химический свинец:	13.5	2	0,44
Олово (техническая чистота):	44,3	6,4	0,33
Свинцово-оловянный припой (60Сн-40Пб): (60Сн-40Пб):	30	4,4	–
Цинк (техническая чистота):	104,5	15,2	0,25
Цирконий (реакторная чистота 702):	99.3	14,4	0,35
Значения только для справки. Для получения точных значений охарактеризуйте материал с помощью систем Sonelastic ^®.

Модули упругости (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) и демпфирование этих цветных сплавов можно точно охарактеризовать с помощью неразрушающего испытания систем Sonelastic ^® при комнатной температуре, а также при низких и высоких температурах. . Знание точных значений жизненно важно для оптимизации использования материала и надежности моделирования с помощью конечных элементов.Модули упругости и характеристики демпфирования также используются при разработке новых вариантов этих материалов.

Список литературы

Справочники ASM, Vol. 1 и 2, Справочник по инженерным материалам, Том. 1 и 4, Справочник по металлам: свойства и выбор: цветные сплавы и чистые металлы, Vol. 2, 9-е издание, и Advance Materials and Processes, Vol. 146, № 4, ASM International, Materials Park, OH.

Откройте для себя системы Sonelastic

^®: Система Sonelastic ^® для малых образцов
Система Sonelastic ^® для средних образцов
Система Sonelastic ^® для больших образцов
Специальная система Sonelastic ^® и цитата

(PDF) Субмикросекундная прочность алюминиевого сплава D16T в помещении и на высоте температуры

ФИЗИКА ТВЕРДОГО СОСТОЯНИЯ Vol.50 № 5 2008

СУБМИКРОСОВЕКУННАЯ ПРОЧНОСТЬ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Д16Т 843

в зависимости от динамического предела текучести и динамической прочности

, наблюдаемых в [4] для сплава, аналогичного Д16Т. Известно

, что высокая прочность сплава Д16Т обусловлена

тем, что большое количество (10

–10

мм

–2

) из

нанометров частицы упорядоченной метастабильной фазы

, когерентные по отношению к матрице, образуются в процессе

старения.Эти частицы создают упругие поля напряжений

, которые препятствуют движению дислокаций

и тем самым увеличивают предел текучести сплава. При выдержке

при высокой температуре (выше 300 ° С) в сплаве образуются частицы

стабильной фазы, некогерентной по отношению к матрице

. Эти некогерентные частицы являются относительно крупными и менее многочисленными и вызывают более слабый эффект упрочнения; однако они могут быть

зародышевых центров разрушения.

Чтобы проверить вывод о влиянии

структурных превращений при нагреве

на сопротивление откольному разрушению, мы измерили откольную прочность

неотожженного сплава Д16Т при ударном давлении

при сжатии ~ 52 ГПа (скорость ударника

4,6 ± 0,1 км / с). В этом случае, согласно уравнению состояния

[13], остаточная температура сплава после разгрузки

ударно-сжатого сплава составляет 450 ° С.Предполагается, что

из-за непродолжительности высокотемпературной выдержки

относительно крупных включений избыточной фазы

не возникает. Таким образом, результаты этих испытаний

характеризуют жаропрочность сплава

в исходном состоянии. Эти результаты представлены

точками 5 на рис. 5. Из рис. 5 видно, что откольная прочность

в этих условиях почти такая же, как

, измеренная в диапазоне температур 20–200 ° C, но

значительно превышает прочность, измеренную в диапазоне 400–460 ° C в диапазоне

Откольная прочность сплава Д16Т в закаленном

и отожженном состояниях намного ниже, чем у монокристаллов алюминия

; в аналогичных условиях испытаний lat-

ter составляет ~ 2,0–2,5 ГПа [2, 12]. Однако монокристаллы

имеют гораздо более низкий предел текучести. Высокая прочность гомогенных монокристаллов

обусловлена отсутствием в них

потенциальных центров разрушения. В поликристаллических материалах

разрушение обычно начинается на границах зерен.

Уменьшение прочности при отжиге, вероятно, составляет

из-за того, что относительно крупные частицы избыточной фазы

накапливаются на границах зерен.

5. ВЫВОДЫ

Чтобы выяснить, характерны ли температурные аномалии в прочности и пластичности, наблюдаемые при высоких скоростях деформации

не только для металлов

, но и для сплавов, мы измерили динамический предел текучести

и динамическая прочность образцов алюминиевого сплава

Д16Т, нагруженных плоской ударной волной

волн субмикросекундной длительности.Температура

варьировалась от 20 до 470 ° C. Установлено

, что динамический предел текучести сплава в исходном состоянии

уменьшается с повышением температуры, тогда как

динамический предел текучести отожженного сплава увеличивается с температурой. Динамическая прочность сплава

в исходном состоянии значительно снижается при нагреве,

, в то время как прочность отожженного материала только

слегка изменяется с температурой.Таким образом, полученные результаты

подтверждают вывод о повышенном вкладе

сопротивления фононов в торможение дислокации

при высокоскоростной деформации алюминия

и его сплавов с низким пределом текучести [2, 3, 10] и показывают

следует, что противоречие между данными [2, 3, 10]

и [4] связано с отжигом термически упрочненного сплава

при нагреве перед испытаниями.

БЛАГОДАРНОСТИ

Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований

(проект №06-02-17057-а) и Федерального агентства по науке и инновациям Российской Федерации

(федеральная целевая программа «Научные

Исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и технологий на 2007 год»). –2012 », госконтракт

№ 02.513.11.3135).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Г. И. Канель, С. В. Разоренов, А. А. Богач, А. В. Уткин,

и В. Е. Фортов, J. Appl. Phys. 79, 8310 (1996).

2. G. I.Канель, С.В. Разоренов, Физ. Тверь. Тел.

(Санкт-Петербург) 43 (5), 839 (2001) [Phys. Solid State 43

(5), 871 (2001)].

3. Канель Г.И., Разоренов С.В., Фортов В.Е., J. Phys .:

Condens. Дело 16, 1007 (2004).

4. Y. Wang, H. He, D. Chen, L. Wang, F. Jing, J. Phys.

IV 134, 983 (2006).

5. Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фор-

тов В.Э. Ударно-волновые явления в конденсированных средах

. М .: Янус-К, 1996.

6. Канель Г.И., Прикл. Мех. Тех. Физ. 42, 194 (2001).

7. Л. М. Баркер, Р. Э. Холленбах, J. Appl. Phys. 43,

4669 (1972).

8. Огородников В.А., Огородников Е.Ю. Боровкова, С.В. Ерунов,

Физ. Горения Взрыва 40, 109 (2004).

9. Д. Д. Коллера, Р. С. Хиксон, Г. Т. Грей III, П. А. Ригг,

Л. Б. Аддессио, Э. К. Черрета, Д. Д. Маэстас и

К. А. Яблинский, J. Appl. Phys. 98, 103518 (2005).

10.Разоренов С.В., Канель Г.И., Фортов В.Е. // Физ. Мезомех. Встретились.

Металловед. 95 (1), 91 (2003) [Phys. Встретились. Металлогр. 95

(1), 86 (2003)].

11. M. W. Guinan, D. J. Steinberg, J. Phys. Chem. Твердые вещества

35, 1501 (1974).

12. Г. И. Канель, С. В. Разоренов, К. Баумунг, Дж. Сингер,

J. Appl. Phys. 90, 136 (2001).

13. Р. Г. Маккуин, С. П. Марч, Дж. У. Тейлор, Дж. Н. Фриц и

У. Дж. Картер, в Явлениях высокоскоростного удара, Под ред.по

Р. Кинслоу (Academic, New York, 1970), стр. 293, 530.

Перевод Ю. Епифанов

Модуль упругости металлов

марка

Значения модуля упругости для металлов
Алюминиевые сплавы
Металл	Модуль упругости
Металл	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм
Алюминиевый сплав 1100	69	10
Алюминиевый сплав 2024	72.4	10,5
Алюминиевый сплав 6061	69	10
Алюминиевый сплав 7075	71	10,3
Алюминиевый сплав 356.0	72.4	10,5
Медные сплавы
Металл	Модуль упругости
Металл	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм
Медный сплав C11000 (электролитическая вязкая пека)	115	16.7
Медный сплав C17200 (бериллий – медь)	128	18,6
Медный сплав C22000 (техническая бронза, 90%)	115	16,7
Медный сплав C26000 (патрон латунь)	110	16
Медный сплав C36000 (легкая латунь)	97	14
Медный сплав C71500 (медь – никель, 30%)	150	21.8
Медный сплав C93200 (подшипник из бронзы)	100	14,5
Чугун
Металл	Модуль упругости
Металл	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм
Серый Утюг
Марка G1800	66 – 97 *	9.6 – 14 *
Марка G3000	90 – 113 *	13,0 – 16,4 *
Марка G4000	110 – 138 *	16-20 *
Ковкий чугун
Класс 60-40-18	169	24.5
80-55-06	168	24,4
120-90-02 класс	164	23,8
Сплавы различных цветных металлов
Металл	Модуль упругости
Металл	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм
Никель 200	204	29.6
Инконель 625	207	30
Монель 400	180	26
Хейнс Сплав 25	236	34.2
Инвар	141	20,5
Супер Инвар	144	21
Ковар	207	30
Свинец химический	13.5	2
Сурьма свинец (6%)	44,3	6,4
Олово (технически чистое)	30	4,4
Свинцово-оловянный припой (60Sn – 40 Pb)	104.5	15,2
Цинк (технически чистый)	99,3	14,4
Сталь Сплавы
Металл	Модуль упругости
Металл	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм
Углеродистая и низколегированная сталь	200	29
Нержавеющая сталь	193	28
Холоднотянутая проволока Сталь	210	30.5
Инструментальная сталь	210	30,5
Титановые сплавы
Металл	Модуль упругости
Металл	ГПа	10 ⁶ фунт / кв. Дюйм
Коммерчески чистый (ASTM Grade 1)	103	14.9
Титановый сплав Ti – 5Al – 2.5Sn	110	16
Титановый сплав Ti – 6Al – 4V	114	16,5

Особенности деформации и повреждения топокомпозита на пластичной подложке при инструментальном вдавливании

Исследовательская статья

Кафедра трибологии, А.Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, Мал. Харитоневский пер. 4, Москва 101990, Российская Федерация

Поступило: 05 мая 2020 Принято: 21 июля 2020 г. Опубликовано: 3 августа 2020 г.

Исследован характер деформации и разрушения топокомпозитов с инструментальным вдавливанием.Топокомпозит рассматривается как слоистая система, состоящая из твердого тонкого покрытия, когерентно связанного с подложкой из пластичного твердого материала. Объект исследования – топокомпозит, состоящий из покрытия из нитрида титана, нанесенного методом магнетронного распыления в вакууме на подложку из алюминиевого сплава. Сравнение баланса энергии, затраченной на всех этапах индентирования, с использованием модельных и экспериментальных диаграмм индентирования, вклад рассеиваемой работы на деформацию в слоистую систему, на межфазное расслоение на границе раздела покрытие-подложка и на образование сквозных круглых трещин. в покрытии.Результаты исследований могут быть использованы для качественной оценки эффективности функциональных поверхностей деталей машин, упрочненных покрытиями, а также для расчета характеристик деформации и повреждения.

Образец цитирования: Николай А.Воронина. Особенности деформации и повреждения топокомпозита на пластичной подложке во время инструментального индентирования [J]. AIMS Materials Science, 2020, 7 (4): 453-467. DOI: 10.3934 / matersci.2020.4.453

Аннотация

Список литературы

[1]	Воронин Н.А. (2011) Актуальные проблемы создания триботехнических топокомпозитов. Известия Самарского научного центра РАН 13: 695-698.
[2]	Головин Ю.И. (2008) Наноиндентирование и механические свойства твердых тел в субмикрообъемах, тонких приповерхностных слоях и пленках: обзор. Phys Solid State 50: 2205-2236. DOI: 10.1134 / S1063783408120019
[3]	Бхушан Б. (2017) Методы и приложения измерения глубинного наноиндентирования. Микросист Технол 23: 1595-1649. DOI: 10.1007 / s00542-017-3372-2
[4]	Лу М., Хуанг Х. (2015) Скорость высвобождения энергии на границе раздела систем пленка / подложка SiN / GaAs, определенная с использованием метода двойного вдавливания с циклической нагрузкой. Тонкие сплошные пленки 589: 822-830. DOI: 10.1016 / j.tsf.2015.07.027
[5]	Йео А, Кай Й, Че Ф и др.(2017) Исследование повреждений и разрушения тонкопленочных многослойных структур посредством испытания на вдавливание с акустической эмиссией. Int J Mech Sci 128-129: 159-167. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2017.04.026
[6]	Воронин Н.А. (2019) Эффективная и истинная адгезионная прочность тонких защитных покрытий. Дж. Мах Ману Надежный 48: 320-327.DOI: 10.3103 / S105261881 50
[7]	Чен Дж., Лин З., Бык С.Дж. и др. (2009) Методы экспериментов и моделирования для оценки адгезии очень тонких покрытий к стеклу. J Phys D Appl Phys 42: 214003. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 42/21/214003
[8]	Абдул-Баки А., Ван дер Гиссен Э. (2001) Отслаивание прочной пленки от пластичной подложки во время разгрузки вдавливания. J Mater Res 16: 1396-1407. DOI: 10.1557 / JMR.2001.0195
[9]	Лу М., Се Х., Хуанг Х. (2013) Характеристика межфазной адгезии систем тонкая пленка / подложка с использованием расслаивания, вызванного вдавливанием: сфокусированный обзор. Key Eng Mater 533: 201-222.
[10]	Ruiz G, Pandolfi A, Ortiz M (2001) Трехмерное когезионное моделирование динамического разрушения в смешанном режиме. Int J Numer Meth Eng 52: 97-120. DOI: 10.1002 / nme.273
[11]	Ян Ю., Шанг Ф (2009) Моделирование зоны когезии межфазного расслоения в тонких пленках PZT. Int J Solids Struct 46: 2739-2749. DOI: 10.1016 / j.ijsolstr.2009.03.002
[12]	Ху Дж., Чжоу Ю.К., Томпсон Р.Г. (2008) Эффекты зоны когезии при оценке разрушения покрытия инструментов с алмазным покрытием. Surf Coat Tech 203: 730-735. DOI: 10.1016 / j.surfcoat.2008.08.029
[13]	Воронин Н.А. (2019) Расчет адгезионной прочности твердых покрытий с учетом пластичности материала подложки. Материалы 6-й Международной конференции « Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении », Москва: ИМАШ РАН 96-98.
[14]	Воронин Н.А. (2012) Композиционные и реальные твердости тонких покрытий. Adv Mater Res 560-561: 803-808. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / AMR.560-561.803
[15]	Воронин Н.А. (2018) Моделирование диаграммы вдавливания топокомпозитов. Дж. Мах Ману Надежный 47: 434-441. DOI: 10.3103 / S1052618818050138
[16]	Пономарев С.Д., Андреева Л.Е. (1980) Расчет упругих элементов машин и устройств с, М .: Машиностроение, 326.
[17]	Аргатов И.И., Сабина Ф.Дж. (2016) Мелкомасштабное вдавливание полупространства с эластичным покрытием: эффект податливой подложки. Int J Eng Sci 104: 87-96. DOI: 10.1016 / j.ijengsci.2016.04.008
[18]	Ли Д., Барбера Дж. Р., Таулесса М. Д. (2009) Вмятины в упругом полупространстве с изменяющимися по глубине свойствами материала. Int J Eng Sci 47: 1274-1283. DOI: 10.1016 / j.ijengsci.2008.08.005
[19]	Воронин Н.А. (2008) Влияние толщины покрытия и основного материала на механические свойства и несущую способность упрочненных поверхностей, В кн .: Москвитин Г.В., Методы поверхностного упрочнения деталей машин, , Москва: КРАСАНД, 91-122.

Все о 3003 Алюминий (свойства, прочность и применение)

Алюминий – самый распространенный элемент в земной коре, и в его металлической форме он является бесценным ресурсом для большинства отраслей промышленности.Существует множество типов металлического алюминия, называемых алюминиевыми сплавами, и каждый из них имеет свои уникальные свойства материала, которые подходят для любого количества задач. Процесс легирования включает введение металлических элементов (цинка, магния, меди и т. Д.) В основной металл (в данном случае алюминий) для улучшения свойств материала. Существует так много типов, что алюминиевые сплавы сами по себе стали классом металлов, и Алюминиевая ассоциация разработала четырехзначную систему именования, чтобы организовать их на основе легирующих элементов и общих характеристик.В этой статье будет рассказано о алюминиевом сплаве 3003, который является одним из наиболее широко распространенных и используемых типов алюминия. Этот сплав относится к серии сплавов 3ххх, в которых в качестве основного легирующего элемента используется марганец, и он считается одним из лучших алюминиевых сплавов общего назначения. В этой статье будут рассмотрены физические свойства, прочность и использование алюминия 3003, и из этого исследования станет ясно, сколько применений может иметь этот сплав.

Физические свойства алюминия 3003

Алюминиевые сплавы различаются по типам и процентному содержанию легирующих элементов.Сплавы с содержанием легирующих элементов <4% называются «деформируемыми» сплавами, а сплавы с содержанием до 22% - «литыми» сплавами. Эта статья касается только деформируемых сплавов, но между деформируемыми сплавами существует важное обозначение в зависимости от того, как они упрочняются. Некоторые деформируемые сплавы можно упрочнить с помощью высокотемпературного процесса, называемого термической обработкой (для получения дополнительной информации см. Нашу статью об алюминиевом сплаве 7075), или наклепа (иногда называемого «холодной обработкой»). Сплавы класса 3ххх не поддаются термообработке, то есть их можно упрочнить только с помощью процесса деформационного упрочнения.В этом методе упрочнения используется механическая деформация (прокатка, удар молотком и т. Д.), Чтобы изменить молекулярную структуру металла, сделав его более прочным, но менее пластичным. Для более подробного объяснения этого процесса, пожалуйста, прочтите все об алюминиевом сплаве 5052, другом распространенном сплаве, не поддающемся термообработке. Существует еще больше обозначений алюминиевого сплава 3003 в зависимости от того, как он упрочнен, но для краткости мы выделим только один тип - алюминий 3003 с закалкой h28 (3003-h28).

Алюминий типа 3003 определяется как сплав алюминия, номинально имеющий 0.12% Cu, 1,2% Mn и 98,6% Al. Обратите внимание, что эти процентные значения незначительно колеблются в зависимости от того, как изготовлен алюминиевый сплав, и другие следовые примеси могут быть обнаружены в естественных количествах. Алюминиевый сплав 3003 имеет довольно простой состав, в основном из-за того, что только определенное количество марганца может быть успешно добавлено к алюминию (~ 1,5% Mn) для изготовления сплава. Плотность алюминия 3003 составляет 2,73 г / см3 (0,0986 фунта / дюйм³).

Механические свойства

При указании алюминия 3003 должны быть известны определенные показатели, такие как предел текучести, предел прочности, прочность на сдвиг, модуль упругости и модуль сдвига.Как объяснялось ранее, все механические характеристики были взяты для алюминиевого сплава 3003-h28, но известно, что значения прочности незначительно меняются в зависимости от процесса закалки. Соответствующие меры кратко объясняются и резюмируются ниже в этом разделе и в Таблице 1, соответственно.

Предел текучести и предела прочности имеют важное значение для определения материала и представляют собой максимальное напряжение в определенных точках процесса деформации. Предел текучести для алюминиевого сплава 3003 составляет 186 МПа (27000 фунтов на квадратный дюйм), а предел прочности составляет 200 МПа (29000 фунтов на квадратный дюйм), что делает алюминий 3003 умеренно прочным материалом.Предел текучести чаще используется, поскольку он определяет максимальное напряжение перед пластической (или остаточной) деформацией, что является необходимым ограничением для статических приложений (конструкции, архитектура и т. Д.). Предел прочности – это максимальное напряжение, достигаемое во время пластической деформации, и оно полезно в определенных случаях, когда это применимо. Чтобы получить более полное представление об этих значениях, посетите нашу статью об алюминиевом сплаве 7075.

Алюминиевый сплав

3003 обычно вырезают из листового металла, где он подвергается сдвиговым напряжениям.Эти типы напряжений возникают из-за противодействующих сил вдоль плоскости, и их можно понять, представив ножницы, режущие бумагу. Когда лезвия ножниц закрываются, две противодействующие силы увеличиваются вдоль плоской плоскости бумаги, а силы сдвига деформируют или «разрезают» бумагу. Резка листового металла работает примерно так же, хотя и с гораздо более тяжелым оборудованием, чем ножницы, и с алюминием вместо бумаги. Мера устойчивости материала к напряжениям сдвига называется прочностью на сдвиг, и это важно знать для сплавов, которые можно использовать в качестве листового металла, таких как алюминий 3003.Для алюминиевого сплава типа 3003 прочность на сдвиг составляет 110 МПа (16000 фунтов на квадратный дюйм), что означает, что его относительно легко вырезать любой желаемой формы.

Реакция материала на определенные напряжения (или силы на некоторой площади) определяется его модулем упругости и модулем сдвига. Эти значения рассчитываются на основе эмпирических испытаний на нагрузку, когда возрастающее напряжение и его физическое воздействие на кусок сплава регистрируются на кривой зависимости напряжения от деформации. Модуль упругости и модуль сдвига – это просто наклон этих графиков в упругой области или области, где кусок алюминия будет непостоянно деформироваться (представьте себе резинку, где материал «возвращается» к своей исходной форме. ).Этот наклон является мерой сопротивления материала деформации и может быть полезен для общего понимания прочности материала. Для алюминия 3003 модуль упругости и модуль сдвига составляют 68,9 ГПа (10000 фунтов на квадратный дюйм) и 25 ГПа (3630 фунтов на квадратный дюйм), соответственно.

Таблица 1: Обзор механических свойств алюминиевого сплава 3003.

Механические свойства	Метрическая система	Английский
Предел прочности на разрыв	200 МПа	29000 фунтов на кв. Дюйм
Предел текучести при растяжении	186 МПа	27000 фунтов на кв. Дюйм
Прочность на сдвиг	110 МПа	16000 фунтов на кв. Дюйм
Модуль упругости	68.9 ГПа	10000 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Модуль сдвига	25 ГПа	3630 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Применение алюминия 3003

Алюминий типа 3003 считается самым популярным алюминиевым сплавом из-за его умеренной прочности, хорошей обрабатываемости и приемлемой коррозионной стойкости. Он превосходен во многих областях применения, причем во многих случаях он известен как «универсальный» сплав.Из-за этого трудно охватить все области применения алюминия 3003, но некоторые популярные области применения включают:

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор свойств, прочности и применения алюминия 3003. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах. У нас также есть направляющие для других типов алюминия, включая алюминий 5052, алюминий 6061 и алюминий 7075.

Модуль упругости д16т: Дюралюминий Д16Т – хим состав марки, где купить

состав, свойства, область применения, аналоги

Расшифровка марки Д16Т

Химический состав

Свойства материала

Область применения

Аналоги Д16Т

Сплав Д16, Д16Т, Д16М

Свойства Д16, Д16Т, Д16М

Термообработка Д16

Механические свойства алюминия – aluminium-guide.com

Что такое механические свойства?

Модуль упругости

Прочность при растяжении

Предел текучести

Удлинение (при разрыве)

Удлинение А

Удлинение А

Сдвиговая прочность

Коэффициент Пуассона

Твердость

Твердость Бринелля (HB)

Твердость Викерса (HV)

Усталость

Усталостная прочность

Усталостная выносливость

Механические свойства алюминия и алюминиевых сплавов

Шестигранник алюминиевый (дюралевый) ф46мм Д16Т

Марочник стали и сплавов – Алюминий, сплав алюминия Д16 : химический состав и свойства

Механические свойства алюминиевых сплавов – Механические свойства алюминия

Механические свойства алюминия

Что такое механические свойства?

Модуль упругости

Прочность при растяжении

Предел текучести

Удлинение (при разрыве)

Удлинение А

Удлинение А50мм

Сдвиговая прочность

Коэффициент Пуассона

Твердость

Твердость Бринелля (HB)

Твердость Викерса (HV)

Усталость

Усталостная прочность

Усталостная выносливость

Механические свойства алюминия и алюминиевых сплавов

Модуль упругости для стали, а также для других материалов

Модуль упругости — что это?

Механические свойства алюминиевых сплавов Амг, АМц

Вопрос 7. Алюминиевые сплавы, и их состав, свойства и особенности работы

Модуль Юнга (упругости) для стали и других материалов — определение, смысл

Химический состав и типичные механические свойства жаропрочных алюминиевых сплавов

Химический состав и механические свойства алюминиевых сплавов для ковки и штамповки

Литейные алюминиевые сплавы

Типичные механические свойства деформируемых алюминиевых сплавов.

Механические свойства алюминиевых сплавов

Прочность на смятие алюминиевых сплавов

Прочность на срез алюминиевых сплавов

Модуль Юнга (упругости)

Основные сведения

Физический смысл модуля Юнга

Модуль упругости и коэффициент Пуассона цветных металлов

Алюминиевые сплавы

Куперовские сплавы

Магниевые сплавы

Титановые сплавы

Благородные металлы

тугоплавкие металлы

Сплавы разные цветные

Список литературы

Откройте для себя системы Sonelastic

(PDF) Субмикросекундная прочность алюминиевого сплава D16T в помещении и на высоте температуры

Модуль упругости металлов

Особенности деформации и повреждения топокомпозита на пластичной подложке при инструментальном вдавливании

Аннотация

Список литературы

Все о 3003 Алюминий (свойства, прочность и применение)

Физические свойства алюминия 3003

Механические свойства