درخصوصیات مکانیکی آلومینیومعوامل کلیدی هستند که عملکرد آن را در برنامه های مختلف تعیین می کنند. این خواص بسته به آلیاژ و فرم مورد استفاده آلومینیوم متفاوت است (به عنوان مثال ، آلومینیوم خالص ، آلیاژهای آلومینیوم ، بازیگران ، ساخته شده). در زیر ویژگی های اصلی مکانیکی آلومینیوم وجود دارد:
1. استحکام کششی
تعریف: حداکثر آلومینیوم استرس می تواند در حالی که قبل از شکستن کشیده یا کشیده شده است مقاومت کند.
ارزش معمولی: آلومینیوم خالص دارای مقاومت کششی در اطراف است90 MPaبشر با این حال ، آلیاژهای آلومینیومی ، به ویژه آنهایی که دارای مس ، منیزیم و روی هستند ، می توانند از نقاط قوت کششی برخوردار باشند200 MPa تا 700 MPaبسته به آلیاژ و درمان خاص.
برنامه: آلیاژهای آلومینیومی با استحکام بالا در برنامه های هوافضا و خودرو استفاده می شود که در آن به استحکام کششی زیاد نیاز است.
2. قدرت عملکرد
تعریف: استرس که در آن آلومینیوم شروع به تغییر شکل پلاستیکی می کند ، یعنی نقطه ای که در هنگام برداشتن استرس دیگر دیگر به شکل اصلی خود باز نخواهد گشت.
ارزش معمولی: آلومینیوم خالص قدرت عملکردی دارد35 MPa، در حالی که آلیاژهای با استحکام می توانند برسند500 MPaیا بیشتر
برنامه: قدرت عملکرد برای برنامه هایی که مواد در معرض بارهای پایدار مانند تیرها و قاب های ساختاری قرار می گیرند ، مهم است.
3. انعطاف پذیری
تعریف: توانایی آلومینیوم در تغییر شکل در زیر استرس کششی ، که اغلب با توانایی مواد در تشکیل سیم یا ورق های نازک بدون شکستن مشخص می شود.
ارزش معمولی: آلومینیوم خالص بسیار انعطاف پذیر است و می تواند قبل از شکستگی دچار تغییر شکل قابل توجهی شود ، در حالی که آلیاژهای آلومینیومی با استحکام بالا انعطاف پذیر هستند.
برنامه: انعطاف پذیری باعث می شود آلومینیوم برای تشکیل فرآیندهای مانند نورد ، تمبر و کشیدن به ورق های نازک برای بسته بندی ، پانل های بدنه خودرو و سایر برنامه ها مناسب باشد.
4. کشیدگی
تعریف: مقداری که آلومینیوم قبل از شکستن آن می تواند کشیده شود ، معمولاً به عنوان افزایش درصد طول بیان می شود.
ارزش معمولی: کشیدگی می تواند از10 ٪ تا 50 ٪، بسته به آلیاژ. آلومینیوم خالص به طور معمول نسبت به آلیاژهای خود دارای کشیدگی بالاتری است.
برنامه: مواد با کشیدگی بالا برای برنامه هایی که در صورت نیاز به خمش یا تشکیل ، مانند تولید فویل آلومینیومی یا بسته بندی های انعطاف پذیر ، مفید هستند.
5. سختی
تعریف: مقاومت آلومینیوم در برابر تغییر شکل سطح ، خراش یا تورفتگی.
ارزش معمولی: سختی آلومینیوم در مقایسه با فلزات مانند فولاد نسبتاً کم است. سختی آلومینیوم خالص در اطراف است15 تا 25 برینلبشر آلیاژهای آلومینیوم می توانند از ارزش سختی برخوردار باشند60 تا 150 برینل، بسته به آلیاژ.
برنامه: آلیاژهای آلومینیومی با سختی بالاتر در هوافضا و کاربردهای نظامی برای مقاومت در برابر سایش بهبود یافته استفاده می شوند.
6. قدرت خستگی
تعریف: توانایی آلومینیوم برای مقاومت در برابر چرخه بارگذاری مکرر و تخلیه بدون شکست.
ارزش معمولی: استحکام خستگی به طور کلی برای آلومینیوم در مقایسه با فولاد پایین است ، اما در آلیاژها مانند می تواند بهبود یابد2024یا7075.
برنامه: استحکام خستگی یک ویژگی مهم در برنامه های کاربردی مانند بال هواپیما و اجزای خودرو است که در معرض بارهای چرخه ای قرار می گیرند.
7. مدول خاصیت ارتجاعی (مدول جوان)
تعریف: اندازه گیری سفتی آلومینیوم ، توصیف مقاومت مواد در برابر تغییر شکل الاستیک تحت استرس.
ارزش معمولی: مدول خاصیت ارتجاعی برای آلومینیوم در اطراف است69 GPA (Gigapascals)، که تقریباً یک سوم از مقدار فولاد است.
برنامه: این خاصیت برای کاربردهای ساختاری که در آن سفتی و تغییر شکل تحت بار بسیار مهم است ، مانند پل ها ، قاب های ساختمان و سازه های هوافضا بسیار مهم است.
8. نسبت پواسون
تعریف: نسبت کرنش جانبی به کرنش محوری در آلومینیوم هنگام کشش.
ارزش معمولی: نسبت پواسون برای آلومینیوم تقریباً است0.33.
برنامه: نسبت پواسون در طراحی مؤلفه هایی که در معرض تنش یا فشرده سازی قرار دارند ، مهم است و اطمینان حاصل می کند که آنها بیش از حد تحت بار تحریف نمی شوند.
9. قدرت برشی
تعریف: توانایی آلومینیوم برای مقاومت در برابر نیروهای برشی یا نیروهایی که باعث می شوند یک لایه از مواد بر روی دیگری بکشند.
ارزش معمولی: مقاومت برشی آلومینیوم به طور معمول در اطراف است60 MPaبرای آلومینیوم خالص ، اما می تواند متغیر باشد500 MPaبرای آلیاژهای آلومینیومی قوی تر.
برنامه: مقاومت برشی در برنامه هایی که اجزای آن در معرض نیروهایی قرار می گیرند که باعث برشی آنها می شوند ، مانند اتصال دهنده ها یا اتصالات ساختاری بسیار حیاتی است.
10. مقاومت در برابر خزش
تعریف: توانایی آلومینیوم برای مقاومت در برابر تغییر شکل آهسته و دائمی تحت استرس ثابت در طول زمان ، به ویژه در دماهای بالا.
ارزش معمولی: آلومینیوم در مقایسه با موادی مانند تیتانیوم یا فولاد مقاومت به خزش نسبتاً کم دارد.
برنامه: در حالی که آلومینیوم برای کاربردهای درجه حرارت بالا که به مقاومت در برابر خزش عالی نیاز دارند ایده آل نیست ، می توان در محیط های درجه حرارت متوسط مانند اجزای موتور و مبدل های حرارتی مورد استفاده قرار گرفت.
پایان:
خصوصیات مکانیکی آلومینیوم آن را به یک ماده بسیار متنوع تبدیل می کند. آن راسبک وزن, انعطاف پذیریوتقدرت کششی خوبآن را برای صنایعی مانند هوافضا ، خودرو ، بسته بندی و ساخت و ساز ایده آل کنید. با این حال ، آنمقاومت کمتریدر مقایسه با فولاد ومقاومت در برابر خستگیعوامل مهمی هستند که باید هنگام انتخاب آلومینیوم برای برنامه های خاص در نظر بگیرید. آلیاژهای آلومینیوم ، که متناسب با سایر عناصر هستند ، می توانند برای برآورده کردن نیازهای خاصیت مکانیکی خواستار شوند.
