lakas ng ani ng aluminyo: Mga Application, Pamantayan sa Pagpili, at Praktikal na Patnubay
Kapag ang isang frame ng makina ay binuo gamit ang 6061-T6 aluminum extrusion, ang numerong hinuhulaan ang unang permanenteng baluktot ay ang lakas ng ani ng aluminyo , hindi ang lakas ng makunat. Sa T6 temper, ang 6061 ay may tipikal na yield strength na 276 MPa, kaya ang isang structural member ay nagsimulang kumuha ng set malapit sa stress na iyon, bago maabot ang 290 MPa tensile rating.
Ang lakas ng ani ay nagsasabi sa iyo kung saan nagtatapos ang nababanat na pag-uugali; sa itaas ng stress na iyon, hindi bumabalik ang profile.
Mahalaga ito sa pag-frame ng t-slot dahil ang karamihan sa mga joint at beam ay idinisenyo upang manatiling nababanat. Kung ang isang inhinyero ay may sukat ng isang span na may pinakamataas na lakas lamang, ang frame ay maaaring permanenteng lumubog nang matagal bago ito mabali. Ang lakas ng ani ay ang praktikal na limitasyon sa disenyo para sa mga istrukturang aluminyo na nagdadala ng pagkarga.
Ano ang Lakas ng Aluminum Yield at Bakit Ito Nagpapasya sa Mga Limitasyon ng Frame?
Ang lakas ng ani ng aluminyo ay ang diin kung saan ang materyal ay nagsisimulang mag-deform ng plastic, na ipinahayag sa MPa o ksi. Dahil ang aluminyo ay walang matalas na yield point, ginagamit ng mga inhinyero ang 0.2% offset proof stress.
0.2% offset proof stress ay ang stress na gumagawa ng permanenteng plastic strain na 0.2% pagkatapos alisin ang load. Ito ang tinatanggap na kahulugan ng lakas ng ani para sa mga aluminyo na haluang metal.
Isang simpleng halimbawa: ang isang 6061-T6 na profile na may yield strength na 276 MPa ay maaaring i-load sa 180 MPa at bumalik sa orihinal nitong hugis na may komportableng margin. Sa 250 MPa, manipis ang margin at ang mga lokal na konsentrasyon ng stress sa mga gilid ng slot ay maaaring itulak ang materyal na lampas sa ani.
Ang praktikal na kahihinatnan ay ang lakas ng ani, hindi ang katigasan o lakas ng makunat, ang dapat magmaneho sa unang pass ng pagpili ng profile para sa mga pang-industriyang frame, workstation, enclosure, at linear motion structures.
Mga Halaga ng Lakas ng Aluminum Yield ayon sa Alloy at Temper
Ang karaniwang lakas ng ani para sa mga karaniwang extruded na aluminyo na haluang metal ay mula 34 MPa para sa 1100-O hanggang 503 MPa para sa 7075-T6. Kinokolekta ng talahanayan sa ibaba ang mga halaga na makikita mo sa mga datasheet ng supplier at mga sertipiko ng mill.
Karaniwang lakas ng ani ng mga karaniwang aluminyo na haluang metal na ginagamit para sa mga extrusions.
Haluang metal at init ng ulo
Lakas ng ani (MPa)
Lakas ng ani (ksi)
Karaniwang aplikasyon
1100-O
34
5
Trim, nameplate, kagamitang kemikal
3003-H14
145
21
Mga palitan ng init, mga tangke ng imbakan
5052-H32
193
28
Mga panel ng dagat, mga tangke ng gasolina
6063-T5
110
16
Mga frame ng arkitektura, riles
6063-T6
214
31
Banayad na mga frame ng istruktura
6061-T6
276
40
Mga frame ng makina, jig, mabibigat na profile
7075-T6
503
73
Aerospace, mga high-stress na bahagi
Mga karaniwang halaga ng lakas ng ani mula sa talahanayan sa itaas, na naka-plot sa isang karaniwang sukat.
Para sa mga light guard at partition, sapat na ang 6063-T5. Para sa mga structural column at beam, 6061-T6 ang karaniwang default. Kapag ang frame ay dapat magdala ng mas mataas na pag-load ng serbisyo, ang isang mataas na lakas na 3030 t-slot na profile ay kadalasang pinakamaliit na seksyon na gumagana nang hindi lumilipat sa isang mas malaking serye.
Kung ang frame ay gumagamit ng cantilevered arm o overhead support, huwag sukatin ang mga miyembrong iyon sa 6063-T5 data; gumamit ng 6061-T6 o isang high-strength na 30-series na profile.
6061 vs 6063: Paano Binabago ng Yield Strength ang Iyong Extrusion Choice
Para sa pag-frame ng t-slot, ang praktikal na pagpipilian ay halos palaging nasa pagitan ng 6061-T6 at 6063-T6. Nag-aalok ang 6061 ng mas mataas na lakas ng ani at mas mahusay na machined na mga gilid; Nag-aalok ang 6063 ng mas makinis na ibabaw at mas madaling pag-extrusion ng manipis o kumplikadong mga seksyon.
6061-T6 para sa istraktura
Karaniwang lakas ng ani na 276 MPa; pinakamababang 240 MPa sa T6.
Mas mataas na tigas at mas mahusay na pagtutol sa thread strip sa tapped butas.
Mas gusto para sa mga base ng makina, jig, at load-bearing column.
6063-T6 para sa hitsura
Karaniwang lakas ng ani ng 214 MPa sa T6; mas mababa sa 6061.
Mas makinis na ibabaw para sa malinaw o may kulay na anodizing.
Mas mahusay na pagpuno ng sulok at mas madaling pagpilit ng manipis na pader.
Para sa isang bolted joint sa isang column ng makina, ang mas mataas na lakas ng yield ng 6061 ay binabawasan ang panganib ng pag-indent ng mga ngipin ng slot sa ilalim ng preload. Kung ang bahagi ay isang enclosure na may anodized finish, ang 6063 ay mas madaling i-extrude sa manipis na pader na mga seksyon at gumagawa ng mas pare-parehong ibabaw. Para sa mga load ng column sa itaas ng humigit-kumulang 25 kN, a heavy-duty 6061 profile na may mas makapal na pader ay ang mas ligtas na panimulang punto.
Anong Mga Pagbabago ang Nagbubunga ng Lakas sa isang Extruded Aluminum Profile?
Matapos maayos ang haluang metal, ang init ng ulo ay may pinakamalaking epekto sa lakas ng ani, na sinusundan ng malamig na trabaho, temperatura, at hugis ng cross-section. Ang base haluang metal ay nagtatakda ng kisame; itinatakda ng pagproseso ang aktwal na halaga.
Komposisyon ng haluang metal: Ang magnesiyo at silikon sa 6xxx na haluang metal ay gumagawa ng mga yugto ng pagpapatigas ng edad; tanso at lithium pagtaas ng tugon sa 2xxx; Ang zinc na may magnesium ay nagtutulak ng 7xxx sa pinakamataas na lakas.
Paggamot ng init: Ang T5 ay pinalamig pagkatapos ng pagpilit at artipisyal na edad; Ang T6 ay solusyon na pinainit, pinapatay, at natanda. Sa 6xxx alloys, pinapataas ng T6 ang lakas ng ani ng 40-60% kumpara sa T5.
Malamig na trabaho: Ang pag-stretch at pag-straight pagkatapos ng extrusion ay bahagyang nagpapataas ng yield strength ngunit binabawasan ang elongation. Ito ang dahilan kung bakit ang pangwakas na init ng ulo at straightening sequence ay bahagi ng mill certificate.
Temperatura ng serbisyo: Ang pinalawak na pagkakalantad sa itaas 150 C ay maaaring mabawasan ang 6061-T6 na lakas ng ani sa ibaba 200 MPa. Para sa mainit na kapaligiran, pumili ng thermally stable na haluang metal.
Geometry ng seksyon: Ang lakas ng ani ay isang materyal na pag-aari, ngunit ang praktikal na limitasyon ng pagkarga ng isang profile ay nakasalalay din sa kapal at hugis ng pader, na kumokontrol sa lokal na buckling bago magbunga sa manipis na mga seksyon.
Panuntunan sa disenyo: Gamitin ang pinakamababang lakas ng yield mula sa temper specification, at pagkatapos ay maglapat ng hiwalay na check para sa buckling sa thin-walled t-slot profiles.
Paano Mag-apply ng Data ng Lakas ng Yield Kapag Bumili Ka ng Mga Extrusions
Kapag bumili ka ng aluminum extrusions para sa isang load-bearing frame, gamitin ang pinakamababang yield strength mula sa mill certificate, hindi ang karaniwang halaga mula sa isang marketing page.
Humiling ng tensile test report para sa batch; Ang ASTM B557 o EN ISO 6892-1 ay mga karaniwang pamantayan.
I-verify ang buong temper code. Ang T6 at T651 ay may iba't ibang natitirang antas ng stress, na nakakaapekto sa katatagan ng machining.
Ihambing ang pinakamababang lakas ng ani sa iyong worst-case na inilapat na stress. Ang safety factor na 1.5 ay ang sahig para sa mga static na panloob na frame; gumamit ng 2.0 o mas mataas para sa cyclic o dynamic na pag-load.
Suriin nang hiwalay ang mga rating ng pag-load ng connector. Ang isang profile sa 276 MPa yield strength ay mabibigo pa rin sa joint kung ang corner connector o bolt preload ay maliit ang laki.
Ang isang datasheet na nagsasabing "lakas ng yield 276 MPa" para sa 6061-T6 ay kadalasang tumutukoy sa isang karaniwang halaga. Ang parehong haluang metal ay maaaring magkaroon ng minimum na 240 MPa sa mill certificate, kaya ang isang disenyo na gumagamit ng 276 MPa ay maaaring 13% na mas malapit sa ani kaysa sa inaasahan.
Ang mga supplier tulad ng Shanghai Huishuo Aluminum Industry Technology Co., Ltd. ay naglilista ng bigat ng seksyon, temper, at surface finish sa bawat pahina ng profile, na nagpapadali sa paghambing ng mga pagpapalagay sa lakas ng ani bago mag-order ng mga custom na haba. Sa itaas ng karaniwang hanay ng extrusion, ang isang napakabigat na 90 x 90 na profile ay kadalasang ang huling karaniwang seksyon na pinili bago maging makatwiran ang isang custom na amag.
Sa T6 temper, ang 6061 ay may tipikal na yield strength na 276 MPa at isang minimum na yield strength na 240 MPa. Sa annealed O temper, bumababa ito sa halos 55 MPa.
Ano ang lakas ng ani ng 6063 aluminyo?
Ang 6063-T6 ay may tipikal na lakas ng ani na humigit-kumulang 214 MPa, habang ang 6063-T5 ay nasa paligid ng 110 MPa. Sa pangkalahatan, ang 6063 ay mas mahina kaysa sa 6061 ngunit mas madaling ma-extrude na may mas magandang surface finish.
Pinapataas ba ng heat treatment ang lakas ng ani ng aluminyo?
Oo. Para sa 6xxx alloys, ang solution heat treatment na sinusundan ng artificial aging ay nagpapataas ng lakas ng ani. Ang T6 temper ay karaniwang nagbibigay ng 40-60% na mas mataas na yield strength kaysa sa T5 tempers sa parehong alloy.
Paano sinusukat ang lakas ng ani ng aluminyo?
Ito ay sinusukat gamit ang isang tensile test gamit ang 0.2% offset na paraan, karaniwang ayon sa ASTM B557 o ISO 6892-1. Itinatala ng pagsubok ang diin kung saan ang materyal ay nagpapakita ng 0.2% permanenteng plastic strain.
