7075 alumiinium vs. 2024 alumiinium: Alumiinium: Millised on tugevuse erinevused?

Ma näen sageli, et insenerid on rebitud 7075 ja 2024 vahel. Nad tahavad osi, mis püsivad tugevana ka pinge all.

7075 pakub suuremat tõmbetugevust, samas kui 2024 annab hea väsimustugevuse veidi väiksema maksimaalse koormuse juures.

Võrdleme neid kahte kõrgtugevat sulamit ja seda, kus kumbki neist särama hakkab.

Millised on 7075 ja 2024 tugevuse erinevused?

Kui ma alustasin lennukikomponentide valmistamist, kasutasin mõlemat sulamit liitmike ja sulgude valmistamisel. Need toimisid koormuskatsetes ja väsimustsüklites erinevalt.

7075-T6 on suurema tõmbetugevusega (~572 MPa) kui 2024-T3 (~469 MPa). Kuid 2024 on tsüklilise koormuse korral parema väsimuskindlusega.

Sukeldu sügavamale: Tõmbetugevuse ja väsimustugevuse võrdlus

Tõmbetugevus (staatiline koormus):

• 7075-T6: ~572?MPa
• 2024-T3: ~469?MPa

7075 on staatilise koormuse katsetes selgelt tugevam. Seda kasutatakse sageli seal, kus on oluline maksimaalne kandevõime.

voolavuspiir (püsiv deformatsioon):

• 7075-T6: ~503?MPa
• 2024-T3: ~324?MPa

See tähendab, et 7075 peab paremini vastu paindumisele või järeleandmisele.

Väsimustugevus (korduv koormus):

2024 talub paremini tsüklilist väsimust, mistõttu seda eelistatakse vibratsiooni- või koormustsüklitele allutatud detailide puhul.

Kunagi tegin kaks klambrit: ühe 7075-st ja ühe 2024-st. Vibratsioonikatsete käigus kestis 2024 klamber kauem ilma pragudeta, kuigi see kandis kergemat koormust.

Viktoriini aeg:

Milline sulam on parem kosmosetööstusdetailide jaoks?

Lennunduslike komponentide projekteerimisel tasakaalustasin tugevust, väsimust ja valmistatavust.

2024 on oma väsimusaja tõttu parim valik kerelehtede ja tiibade nahkade jaoks. 7075 on ideaalne kõrge koormusega detailide, näiteks käikude ja harude jaoks.

Sukeldu sügavamale: Lennundus- ja kosmosevaldkonna kasutusjuhtumid

2024-T3:

• Suurepärane väsimustugevus
• Säilitab sitkuse madalatel temperatuuridel
• Kasutatakse konstruktsioonipindade, ribide ja liitmike jaoks.
• Korrosioonile vastuvõtlik, kui ei ole kaetud või polsterdatud.

7075-T6:

• Erakordne staatiline tugevus
• Kasutatakse maandumisseadmete liitmike, kõrge koormusega punktide puhul.
• Väsimisaeg on madalam, kuid lühikeste tsüklite puhul talutav.
• Vajab head korrosioonikaitset

Näidisrakendused:

• Tiibade nahad (2024): pikad tsüklid, kerged koormused, väsimuskriitiline
• Maandamismehhanismide liitmikud (7075): suured staatilised koormused, vähem tsükleid

Kunagi ehitasin kaks klambrit: 2024 osa tiiva nahale ja 7075 lüli koormusrajal. Mõlemad täitsid oma struktuurilised vajadused tõhusalt.

Viktoriini aeg:

Kuidas on korrosioonikindlus võrreldav?

Katsetasin mõlemat sulamit soolases udus ja niiskuskambris. Nad käitusid kokkupuutel erinevalt.

2024 on altim korrosioonile, samas kui 7075 peab sellele mõnevõrra paremini vastu, kuid mõlemad vajavad välitingimustes või meres kasutamisel kaitsekatteid.

Sukeldu sügavamale: Korrosioonikäitumine ja kaitse

Sisemine vastupanu:

• 2024: kõrge vase sisaldus (~4,4%) → halb korrosioonikindlus
• 7075: kõrge tsingisisaldusega (~5,6%) → mõõdukas korrosioonikindlus, kuid altid pingekorrosioonipragudele.

Kaitsevahendid:

Keskkonnakindlus:

• 2024: vajab katmist või tugevat katet. Ei sobi paljaks niiskes või soolases õhus.
• 7075: parem, kuid vajab siiski anodeerimist või hermeetikuid, et vältida servade pingekorrosiooni.

Reaalne juhtum:

Tegin kaks liitmikku, ühe igast sulamist. Jätsin 2024 palja ja 7075 anodeeritud. Niisketel kuudel korrodeerus 2024 servadest nädala jooksul. Anodeeritud 7075 ei näidanud aastaid roostet.

Viktoriini aeg:

Mida on lihtsam töödelda: 7075 või 2024?

Minu CNC-töökojas oli oluline töödeldavus. Katsetasin mõlemat sulamit samades tingimustes.

2024 on lihtsam töödelda kui 7075 - vähem kuumenemist ja parem tööriistade kasutusiga. Kuid 7075 lõikab hästi ja hoiab ka tihedaid tolerantse.

Sukeldu sügavamale: Töötlemisjõudlus ja näpunäited

Laastude teke ja tööriista kulumine:

• 2024-T3: pehmem, moodustab pikki laaste, lihtne lõigata, hea viimistlus
• 7075-T6: kõvem, laastud kipuvad olema lühikesed ja abrasiivsed, tööriistade kiirem kulumine, vajab jäika seadistust.

Tolerantsid ja viimistlus:

• Mõlemad suudavad heade tööriistade ja jahutusvedeliku abil hoida ±0,01?mm.
• 2024 annab väiksema kõvaduse tõttu sageli siledamad viimistlused.

Keermestamine ja keermelõikamine:

• 2024 kraanid hästi
• 7075 vajab aeglasemaid kraanikausi kiirusi ja lõikevormi kraanikausi.

Freesimise ja puurimise näpunäited:

• 2024: 0,3?mm laastukoormus, kiirus 250-300?m/min
• 7075: 0,2?mm laastukoormus, kiirus 200?m/min, hädavajalik jahutusvedeliku üleujutamine

Minu poe testi tulemused:

Ma jooksin kõrvuti 2024 ja 7075 pilud. 2024 tööriistad kestsid ~200?minutit enne tümpsumist ×2 kauem kui 7075.

Viktoriini aeg:

Kokkuvõte

7075 on staatilise koormuse korral tugevam ja sobib paremini suure koormusega komponentide jaoks. 2024 pakub korduvkoormuse korral paremat väsimusaja kestvust. Mõlemad vajavad kaitset korrosiooni eest ja 2024 on lihtsamini töödeldav. Valige vastavalt koormuse tüübile, keskkonnale ja töötlemisvajadustele.