Limita de curgere a aluminiului: aplicații, criterii de selecție și îndrumări practice

Când un cadru de mașină este construit cu extrudare de aluminiu 6061-T6, numărul care prezice prima îndoire permanentă este limita de curgere a aluminiului , nu rezistența la tracțiune. La temperatură T6, 6061 are o limită de curgere tipică de 276 MPa, astfel încât un element structural începe să ia un set în apropierea acelei solicitări, cu mult înainte de a fi atins ratingul de tracțiune de 290 MPa.

Acest lucru contează în cadrul cu fante în T, deoarece majoritatea îmbinărilor și grinzilor sunt proiectate pentru a rămâne elastice. Dacă un inginer dimensionează o deschidere doar cu rezistența maximă la tracțiune, cadrul se poate lăsa permanent cu mult înainte de a se fractura. Limita de curgere este limita practică de proiectare pentru structurile portante din aluminiu.

Ce este limita de curgere a aluminiului și de ce decide limitele cadrului?

Limita de curgere a aluminiului este tensiunea la care materialul începe să se deformeze plastic, exprimată în MPa sau ksi. Deoarece aluminiul nu are un prag de curgere ascuțit, inginerii folosesc tensiunea de rezistență la compensare de 0,2%.

Un exemplu simplu: un profil 6061-T6 cu o limită de curgere de 276 MPa poate fi încărcat la 180 MPa și poate reveni la forma inițială cu o marjă confortabilă. La 250 MPa, marginea este subțire, iar concentrațiile locale de tensiuni la marginile fantelor pot împinge materialul peste randament.

Consecința practică este că limita de curgere, nu duritatea sau rezistența la tracțiune, ar trebui să conducă la prima trecere de selecție a profilului pentru cadrele industriale, stațiile de lucru, carcasele și structurile cu mișcare liniară.

Valorile limitei de curgere a aluminiului în funcție de aliaj și temperatură

Limita de curgere tipică pentru aliajele obișnuite de aluminiu extrudat variază de la 34 MPa pentru 1100-O până la 503 MPa pentru 7075-T6. Tabelul de mai jos colectează valorile pe care le veți găsi în fișele de date ale furnizorilor și certificatele de fabrică.

Pentru apărători și pereți despărțitori, 6063-T5 este suficient. Pentru stâlpii și grinzile structurale, 6061-T6 este implicit comun. Când cadrul trebuie să suporte sarcini de serviciu mai mari, un profil de înaltă rezistență 3030 cu fantă în T este adesea cea mai mică secțiune care funcționează fără a trece la o serie mai mare.

HS-8-3030A Profil din aluminiu cu fantă în T de înaltă rezistență 3030 cu perete de 2,0 mm Acest profil de 30x30 mm folosește un perete îngroșat de 2,0 mm pentru a îmbunătăți capacitatea de încărcare a cadrelor structurale. Se potrivește aplicațiilor care necesită o rezistență mai mare decât apărătoarele de lumină standard, rămânând în același timp în seria compactă 3030. Vizualizare produs →

6061 vs 6063: Cum vă schimbă rezistența la curgere alegerea de extrudare

Pentru încadrarea cu fantă în T, alegerea practică este aproape întotdeauna între 6061-T6 și 6063-T6. 6061 oferă o limită de curgere mai mare și muchii prelucrate mai bine; 6063 oferă o suprafață mai netedă și o extrudare mai ușoară a secțiunilor subțiri sau complexe.

Pentru o îmbinare cu șuruburi pe o coloană a mașinii, rezistența de curgere mai mare a 6061 reduce riscul ca dinții fantelor să se adâncească sub preîncărcare. Dacă piesa este o carcasă cu un finisaj anodizat, 6063 este mai ușor de extrudat în secțiuni cu pereți subțiri și produce o suprafață mai uniformă. Pentru sarcini pe coloane peste aproximativ 25 kN, a profil 6061 rezistent cu un perete mai gros este punctul de plecare mai sigur.

HS-8-4040D Profil cu fantă în T 4040 pentru utilizare grea cu perete îngroșat de 3,2 mm Cu un perete de 3,2 mm și fără găuri pre-găurite, acest profil de 40x40 mm oferă găurire și filetare flexibile pentru conectori personalizați. Este o opțiune puternică pentru cadrele grele unde este necesară o rigiditate mai mare decât secțiunile mai ușoare. Vizualizare produs →

Ce modifică rezistența la curgere într-un profil din aluminiu extrudat?

După ce aliajul este fixat, temperarea are cel mai mare efect asupra limitei de curgere, urmată de lucru la rece, temperatură și forma secțiunii transversale. Aliajul de bază fixează tavanul; procesarea stabilește valoarea reală.

• Compoziția aliajului: Magneziul și siliciul din aliajele 6xxx produc faze de întărire în vârstă; cuprul și litiul cresc răspunsul în 2xxx; zincul cu magneziu conduce 7xxx la cele mai mari puteri.
• Tratament termic: T5 este răcit după extrudare și îmbătrânit artificial; T6 este tratat termic cu soluție, stins și îmbătrânit. În aliajele 6xxx, T6 crește limita de curgere cu 40-60% în comparație cu T5.
• Munca la rece: Întinderea și îndreptarea după extrudare mărește ușor limita de curgere, dar reduce alungirea. Acesta este motivul pentru care treapta finală și secvența de îndreptare fac parte din certificatul morii.
• Temperatura de serviciu: Expunerea prelungită peste 150 C poate reduce limita de curgere a 6061-T6 sub 200 MPa. Pentru medii fierbinți, selectați un aliaj stabil termic.
• Geometria secțiunii: Limita de curgere este o proprietate a materialului, dar limita de sarcină practică a unui profil depinde și de grosimea și forma peretelui, care controlează flambajul local înainte de cedarea în secțiuni subțiri.

Cum să aplicați datele privind randamentul atunci când cumpărați extrudate

Când cumpărați extrudate de aluminiu pentru un cadru portant, utilizați limita de curgere minimă din certificatul de moare, nu valoarea tipică dintr-o pagină de marketing.

1. Solicitați raportul de încercare la tracțiune pentru lot; ASTM B557 sau EN ISO 6892-1 sunt standarde comune.
2. Verificați codul de temperare complet. T6 și T651 au niveluri diferite de tensiune reziduală, ceea ce afectează stabilitatea prelucrarii.
3. Comparați forța minimă de curgere cu solicitarea aplicată în cel mai rău caz. Un factor de siguranță de 1,5 este podeaua pentru rame statice de interior; utilizați 2.0 sau mai mare pentru sarcini ciclice sau dinamice.
4. Verificați separat sarcinile nominale ale conectorului. Un profil la limita de curgere de 276 MPa va eșua în continuare la îmbinare dacă conectorul de colț sau preîncărcarea șurubului este subdimensionat.

Furnizori precum Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd. enumeră greutatea secțiunii, temperarea și finisarea suprafeței pe fiecare pagină de profil, ceea ce facilitează compararea ipotezelor de curgere înainte de a comanda lungimi personalizate. În vârful gamei standard de extrudare, un profil extragreu de 90 x 90 este adesea ultima secțiune standard selectată înainte ca o matriță personalizată să devină justificată.

HS-10-9090W Extrudare cu fantă în T 9090, foarte rezistentă, cu perete de 5,4 mm Acest profil de 90x90 mm are un perete ranforsat de 5,4 mm pentru rigiditate maximă la sarcini mari. Este poziționat ca extrudare standard de top înaintea matrițelor personalizate, ideală pentru încadrarea industrială pretențioasă cu deformare minimă. Vizualizare produs →

Întrebări frecvente privind limita de curgere a aluminiului