الألومنيوم 7075 مقابل الألومنيوم 2024: ما هي فروق القوة؟

كثيرًا ما أرى المهندسين محتارين بين 7075 و2024. فهم يريدون قطعًا تبقى قوية تحت الضغط.

يوفر 7075 قوة شد أعلى، بينما يوفر 2024 قوة إجهاد جيدة مع حمولة قصوى أقل قليلاً.

دعنا نقارن بين هاتين السبيكتين عاليتي القوة وأين يتألق كل منهما.

ما هي فروق القوة بين 7075 و2024؟

عندما بدأت في صنع مكونات الطائرات لأول مرة، استخدمت كلا السبائكين في التركيبات والأقواس. كان أداءهما مختلفًا في اختبارات الإجهاد ودورات التعب.

يتميز 7075-T6 بقوة شد أعلى (حوالي 572 ميجا باسكال) من 2024-T3 (حوالي 469 ميجا باسكال). لكن 2024 لديها مقاومة إجهاد أفضل تحت التحميل الدوري.

تعمق أكثر مقارنة قوة الشد والإجهاد

قوة الشد (الحمل الساكن):

• 7075-T6: ~حوالي 572 ميجا باسكال
• 2024-T3: ~حوالي 469 ميجا باسكال

من الواضح أن 7075 أقوى في اختبارات الحمل الثابت. وغالباً ما يستخدم عندما تكون سعة التحميل القصوى مهمة.

قوة الخضوع (التشوه الدائم):

• 7075-T6: ~حوالي 503 ميجا باسكال
• 2024-T3: ~ 324 ميجا باسكال

وهذا يعني أن 7075 يقاوم الانحناء أو الخضوع أكثر.

قوة التعب (التحميل المتكرر):

يتعامل 2024 مع الإجهاد الدوري بشكل أفضل، مما يجعله مفضلاً للأجزاء التي تتعرض للاهتزاز أو دورات التحميل.

صنعت ذات مرة قوسين: أحدهما من 7075 والآخر من 2024. تحت اختبار الاهتزاز، صمدت الدعامة المصنوعة من 2024 لفترة أطول دون حدوث تشققات على الرغم من أنها تحمل أحمالاً أخف.

وقت الاختبار

ما هي السبيكة الأفضل لقطع غيار الطائرات؟

عند تصميم مكونات الطيران، وازنت بين القوة والتعب وقابلية التصنيع.

2024 هي الخيار المفضل لألواح جسم الطائرة وجلود الأجنحة نظرًا لعمرها الافتراضي الذي يسبب الإجهاد. أما 7075 فهو مثالي للأجزاء شديدة الإجهاد مثل التروس والركائز.

تعمّق أكثر: حالات استخدام الفضاء الجوي

2024-T3:

• قوة إجهاد ممتازة
• يحتفظ بالصلابة في درجات الحرارة المنخفضة
• تستخدم للجلود الهيكلية، والأضلاع، والتركيبات
• عرضة للتآكل ما لم تكن مغطاة أو مغطاة بطبقة من الطلاء

7075-T6:

• قوة ساكنة استثنائية
• تستخدم لتركيبات تروس الهبوط، ونقاط التحميل العالي
• عمر التعب أقل، ولكن يمكن تحمله في الدورات القصيرة
• يحتاج إلى حماية جيدة من التآكل

أمثلة على التطبيقات:

• جلود الأجنحة (2024):: الدورات الطويلة، والأحمال الخفيفة، والتعب الحرج
• تجهيزات معدات الهبوط (7075):: أحمال ثابتة عالية، دورات أقل

لقد قمت ذات مرة ببناء قوسين: جزء 2024 على جلد الجناح ووصلة 7075 على مسار تحميل. كلاهما يلبي الاحتياجات الهيكلية بكفاءة.

وقت الاختبار

كيف تقارن مقاومة التآكل؟

اختبرت كلتا السبيكتين في غرف الضباب الملحي والرطوبة. وكان سلوكهما مختلفاً في ظل التعرض.

2024 أكثر عرضة للتآكل، في حين أن 7075 يقاوم التآكل بشكل أفضل إلى حد ما - ولكن كلاهما يحتاج إلى طلاءات واقية للاستخدام الخارجي أو البحري.

تعمّق أكثر سلوك التآكل والحماية منه

المقاومة الجوهرية:

• 2024:: نحاس عالي (~ 4.4%) → مقاومة ضعيفة للتآكل
• 7075:: الزنك العالي (~ 5.6%) → مقاومة معتدلة للتآكل، ولكن عرضة للتشقق الإجهادي الناتج عن التآكل الإجهادي

العلاجات الوقائية:

المتانة البيئية:

• 2024:: يحتاج إلى تكسية أو طلاء ثقيل. غير مناسبة عارية في الهواء الرطب أو المالح.
• 7075:: أفضل، ولكنها لا تزال بحاجة إلى طلاء بأكسيد الألومنيوم أو مواد مانعة للتسرب لتجنب تآكل إجهاد الحواف.

حالة واقعية

صنعت تركيبتين، واحدة من كل سبيكة. تركت سبيكة 2024 مكشوفة و7075 بأكسيد الألومنيوم. في الأشهر الرطبة، تآكلت سبيكة 2024 في الحواف في غضون أسابيع. لم تظهر سبيكة 7075 المؤكسدة أي صدأ لسنوات.

وقت الاختبار

أيهما أسهل في الماكينة: 7075 أم 2024؟

في ورشة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الخاصة بي، كانت قابلية التشغيل الآلي مهمة. لقد اختبرت كلتا السبيكتين في نفس الظروف.

إن 2024 أسهل في الماكينة من 7075 - تراكم حرارة أقل وعمر أفضل للأداة. ولكن 7075 تقطع بشكل جيد وتتحمل تفاوتات ضيقة أيضًا.

تعمّق أكثر أداء التصنيع بالقطع والنصائح

تشكيل البُرادة وتآكل الأداة:

• 2024-T3:: أنعم، يشكّل رقائق طويلة، سهل التقطيع، ذو تشطيب جيد
• 7075-T6:: أكثر صلابة، تميل البُرادة إلى أن تكون قصيرة وكاشطة، وتآكل الأداة أسرع، وتحتاج إلى إعداد صلب

التفاوتات والتشطيبات:

• يمكن لكليهما الثبات ± 0.01؟ مم مع أدوات جيدة ومبرد جيد
• غالبًا ما ينتج عن 2024 تشطيبات أكثر سلاسة بسبب قلة الصلابة

الثقب وقطع الخيط:

• 2024 الصنابير جيداً
• يحتاج 7075 إلى سرعات صنبور أبطأ وصنابير ذات شكل القص

نصائح الطحن والحفر:

• 2024: حمولة برادة 0.3 ملم، سرعة 250-300 م/دقيقة
• 7075: 0.2 ملليمتر من حمولة البُرادة 0.2 ملليمتر، سرعة 200 متر/دقيقة، سائل تبريد مغمور أساسي

نتائج اختبار المحل الذي أجريته

قمت بتشغيل الفتحات جنبًا إلى جنب في أدوات 2024 و7075. استمرت أدوات 2024 لمدة 200 دقيقة تقريبًا قبل أن تبهت × 2 قبل أن تبهت × 2 أطول من أدوات 7075.

وقت الاختبار

الخاتمة

7075 أقوى في التحميل الساكن وأكثر ملاءمة للمكونات عالية الإجهاد. يوفر 2024 عمر إجهاد أفضل للتحميل المتكرر. كلاهما يحتاج إلى حماية ضد التآكل، كما أن 2024 أسهل في التشغيل الآلي. اختر بناءً على نوع الحمولة والبيئة واحتياجات التشغيل الآلي.