Каква е здравината на алуминий 7075 в сравнение със стоманата?

Колебаете се между алуминий и стомана за високопроизводителна част? Не пренебрегвайте издръжливостта - тя може да промени или разруши вашата конструкция.

Алуминият 7075 има по-ниска якост на счупване от стоманата. Стоманата е 2-6 пъти по-здрава, което я прави по-подходяща за удари, умора или студена среда.

Въпреки че алуминият 7075 е известен със съотношението между здравина и тегло, той не може да се сравнява със стоманата по отношение на абсорбирането на енергия преди счупване. Нека да разгледаме какво наистина означава здравина и кога всеки материал е най-добър.

Какво е определението за издръжливост?

Обърквате се с понятията здравина, твърдост и издръжливост? Не сте сами. Те не са едни и същи.

Здравината означава колко енергия може да поеме даден материал, преди да се разруши. Тя зависи както от здравината, така и от еластичността.

Какво всъщност измерва издръжливостта

Здравината е способността на даден материал да издържа на удар и да се съпротивлява на счупване. Технически, това е площ под кривата напрежение-деформация. Колкото повече енергия може да поеме, преди да се счупи, толкова по-здрава е тя.

Най-често използваната метрика в инженерството е:

• Устойчивост на разрушаване (K_IC), измерен в MPa-√m
• Използва се за оценка на устойчивостта на растеж на пукнатини

Ключови компоненти на издръжливостта

• Сила: Какъв товар може да носи
• Дуктилност: Доколко може да се разтегне или деформира, преди да се счупи
• Чувствителност на назъбване: Как реагира на дефекти или пукнатини

Материалите с висока якост са устойчиви на внезапни счупвания. Материалите с ниска твърдост могат да се напукат при стрес или удар.

Как се сравняват стойностите за издръжливост?

Мислите, че всички здрави материали са и издръжливи? Не съвсем.

Алуминият 7075 има якост на счупване ~29 MPa-√m, докато обикновените стомани варират от 50 до 175 MPa-√m. Стоманата обикновено е 2-6 пъти по-твърда.

Таблица: Стойности на якостта на счупване

Алуминият 7075 е здрав и лек. Но е сравнително крехък в сравнение със стоманата. Ако има вероятност вашата част да бъде подложена на удари, падания или силни вибрации, това е от значение.

Алуминият се напуква по-рано при концентрация на напрежение или удар. Способността на стоманата да поглъща удари, без да се разрушава, е причина тя все още да се използва в мостове, инструменти и брони.

В кои приложения стоманата има по-добри резултати?

Чудите се кога стоманата е по-добрият избор? Всичко зависи от напрежението, ударите и умората.

Стоманата превъзхожда алуминия в приложения, които са тежки от гледна точка на удари, умора и ниска температура, поради по-високата си якост.

Основни предимства на стоманата

• Устойчивост на удари: Стоманата поглъща повече енергия, без да се напуква
• Живот на умора: Издържа по-дълго при многократни цикли на натоварване
• Използване при студено време: Алуминият може да стане крехък; стоманата остава здрава
• Заваряемост: Стоманата се заварява по-лесно и запазва здравината си след заваряване

Типични приложения, при които стоманата печели

Алуминиевите части често се повреждат първи, когато са изложени на удар, пукнатини или дефекти. Стоманата устоява по-добре на тези фактори, което я прави по-безопасна за използване в структурни обекти или при работа с тежки инструменти.

Кога е за предпочитане алуминий 7075?

Смятате, че стоманата винаги е по-добра? Не съвсем. Алуминият има своето място.

Алуминият 7075 е идеален, когато се нуждаете от висока якост и ниско тегло, например в космическата индустрия, състезанията или леките рамки.

Защо алуминият печели в някои случаи

• Висока специфична якост: Силен спрямо теглото си
• Намаляване на теглото: Критично значение в превозни средства, велосипеди и самолети
• Обработваемост: По-лесно рязане, оформяне и пробиване
• Устойчивост на корозия: Добър с подходящо покритие или анодиране

Кога да изберете 7075

Алуминият 7075 осигурява достатъчна здравина за повечето натоварвания и може да бъде проектиран така, че да се избегнат точките на счупване. Той се представя особено добре там, където всеки грам е от значение.

Той не е предназначен за груба работа или заваряване, но е идеален за интелигентно проектирани леки конструкции.

Заключение

Алуминият 7075 е здрав и лек, но стоманата е много по-здрава. Ако ударите и умората са от ключово значение, стоманата печели. Ако теглото и обработваемостта са от най-голямо значение, 7075 блести. Изберете според реалните си нужди.