7075 alumínium Vs. 2024 alumínium: Alumínium: Mik az erősségbeli különbségek?

Gyakran látom, hogy a mérnökök a 7075 és a 2024 között tépelődnek. Olyan alkatrészeket akarnak, amelyek stresszhatás alatt is erősek maradnak.

A 7075 nagyobb szakítószilárdságot, míg a 2024 jó fáradási szilárdságot biztosít, valamivel alacsonyabb maximális terhelés mellett.

Hasonlítsuk össze ezt a két nagyszilárdságú ötvözetet, és nézzük meg, hogy melyik hol csillog.

Milyen szilárdsági különbségek vannak a 7075 és a 2024 között?

Amikor először kezdtem el repülőgép-alkatrészeket készíteni, mindkét ötvözetet használtam szerelvényekben és konzolokban. A feszültségvizsgálatok és a fárasztási ciklusok során különbözőképpen viselkedtek.

A 7075-T6 nagyobb szakítószilárdsággal rendelkezik (~572 MPa), mint a 2024-T3 (~469 MPa). A 2024 azonban jobb fáradási ellenállással rendelkezik ciklikus terhelés alatt.

Merüljön mélyebbre: Szakító- és fáradási szilárdság összehasonlítása

Szakítószilárdság (statikus terhelés):

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

A 7075 egyértelműen erősebb a statikus terheléses vizsgálatokban. Gyakran használják ott, ahol a maximális terhelhetőség számít.

Folyáshatár (tartós alakváltozás):

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

Ez azt jelenti, hogy a 7075 jobban ellenáll a hajlításnak vagy a hajlításnak.

Fáradási szilárdság (ismételt terhelés):

A 2024 jobban kezeli a ciklikus fáradást, ezért a vibrációs vagy terhelési ciklusoknak kitett alkatrészeknél előnyösebb.

Egyszer két konzolt készítettem: egyet 7075-ből, egyet pedig 2024-ből. A rezgésvizsgálat során a 2024-es konzol tovább bírta repedés nélkül, annak ellenére, hogy kisebb terhelést viselt.

Kvízidő:

Melyik ötvözet jobb az űrtechnikai alkatrészekhez?

A repülőgép-alkatrészek tervezésekor a szilárdság, a fáradtság és a gyárthatóság között egyensúlyoztam.

A 2024 a törzslemezek és a szárnybőrök fáradási élettartama miatt a legelterjedtebb. A 7075 ideális az olyan nagy igénybevételnek kitett alkatrészekhez, mint a fogaskerekek és a gerendák.

Merüljön mélyebbre: Légiközlekedési felhasználási esetek

2024-T3:

• Kiváló fáradási szilárdság
• Alacsony hőmérsékleten is megőrzi szívósságát
• Szerkezeti héjakhoz, bordákhoz, szerelvényekhez használják.
• Korrózióra hajlamos, kivéve, ha bevonat vagy burkolat van rajta

7075-T6:

• Kivételes statikus szilárdság
• Leszállóegység-szerelvényekhez, nagy terhelésű pontokhoz használatos
• A fáradási élettartam alacsonyabb, de rövid ciklusokban elviselhető.
• Jó korrózióvédelemre van szükség

Példaalkalmazások:

• Szárnybőrök (2024): hosszú ciklusok, enyhe terhelés, fáradás kritikus
• Futómű szerelvények (7075): nagy statikus terhelések, kevesebb ciklus

Egyszer két konzolt építettem: egy 2024-es alkatrészt a szárnybőrre és egy 7075-ös láncszemet a teherpályára. Mindkettő hatékonyan teljesítette a szerkezeti igényeket.

Kvízidő:

Milyen a korrózióállóság?

Mindkét ötvözetet sós ködben és párakamrában teszteltem. Különbözőképpen viselkedtek az expozíció alatt.

A 2024 hajlamosabb a korrózióra, míg a 7075 valamivel jobban ellenáll neki, de mindkettőnek védőbevonatra van szüksége kültéri vagy tengeri használat esetén.

Merüljön mélyebbre: Korróziós viselkedés és védelem

Belső ellenállás:

• 2024: magas réztartalom (~4,4%) → gyenge korrózióállóság
• 7075: magas cinktartalom (~5,6%) → mérsékelt korrózióállóság, de hajlamos a feszültségkorróziós repedésre

Védő kezelések:

Környezeti tartósság:

• 2024: burkolatot vagy nehéz bevonatokat igényel. Nem alkalmas nedves vagy sós levegőn csupaszon.
• 7075: jobb, de még mindig szükség van eloxálásra vagy tömítőanyagokra, hogy elkerüljék az élfeszültség okozta korróziót.

Valós eset:

Két szerelvényt készítettem, egyet-egyet mindkét ötvözetből. A 2024-et csupaszon hagytam, a 7075-öt pedig eloxáltam. A párás hónapokban a 2024 heteken belül korrodált a széleinél. Az eloxált 7075-ösön évekig nem volt rozsda.

Kvízidő:

Melyiket könnyebb megmunkálni: 7075 vagy 2024?

Az én CNC-műhelyemben a megmunkálhatóság számított. Mindkét ötvözetet azonos körülmények között teszteltem.

A 2024 könnyebben megmunkálható, mint a 7075-ös - kevesebb hőfelhalmozódás és jobb szerszámélettartam. A 7075 azonban jól vág és a tűréshatárokat is megtartja.

Merüljön mélyebbre: Megmunkálási teljesítmény és tippek

forgácsképződés és szerszámkopás:

• 2024-T3: lágyabb, hosszú forgácsot képez, könnyen vágható, jó felületű
• 7075-T6: keményebb, a forgács általában rövid és koptató, gyorsabb szerszámkopás, merev beállításra van szükség.

Toleranciák és kivitelezés:

• Mindkettő ±0,01 mm-t tud tartani jó szerszámokkal és hűtőfolyadékkal.
• 2024 gyakran hoz simább felületek miatt kevesebb keménységű

Csapolás és menetvágás:

• 2024 csapok jól
• A 7075-öshöz lassabb csapolási sebességre és nyírócsapokra van szükség.

Marási és fúrási tippek:

• 2024: 0,3?mm forgácsterhelés, 250-300?m/perc sebesség
• 7075: 0,2 mm-es forgácsterhelés, 200 m/perc sebesség, elárasztott hűtőközeg nélkülözhetetlen

A boltban végzett teszteredményeim:

A 2024-es és a 7075-ös rések egymás mellett futottak. A 2024-es szerszámok ~200?percig bírták a tompulás előtt ×2-vel tovább, mint a 7075-ösök.

Kvízidő:

Következtetés

A 7075 erősebb statikus terhelés esetén, és jobban megfelel a nagy igénybevételnek kitett alkatrészekhez. A 2024 jobb fáradási élettartamot biztosít ismétlődő terhelés esetén. Mindkettőnek korrózió elleni védelemre van szüksége, és a 2024 könnyebben megmunkálható. Válasszon a terhelés típusa, a környezet és a megmunkálási igények alapján.