7075 알루미늄 대 2024 알루미늄: 강도의 차이점은 무엇인가요?

엔지니어들이 7075와 2024 사이에서 갈등하는 경우를 종종 봅니다. 그들은 스트레스에도 견고하게 유지되는 부품을 원합니다.

7075는 인장 강도가 높은 반면 2024는 최대 하중이 약간 낮으면서도 피로 강도가 우수합니다.

이 두 가지 고강도 합금과 각각의 장점을 비교해 보겠습니다.

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7075와 2024의 강도 차이는 무엇인가요?

처음 항공기 부품을 만들기 시작했을 때 저는 피팅과 브래킷에 두 가지 합금을 모두 사용했습니다. 스트레스 테스트와 피로 사이클에서 두 합금은 서로 다른 성능을 보였습니다.

7075-T6는 2024-T3(~469 MPa)보다 인장 강도(~572 MPa)가 더 높습니다. 그러나 2024는 주기적 하중 하에서 피로 저항성이 더 우수합니다.

자세히 알아보기: 인장 및 피로 강도 비교

인장 강도(정하중):

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

7075는 정하중 테스트에서 확실히 더 강합니다. 최대 부하 용량이 중요한 곳에서 자주 사용됩니다.

항복 강도(영구 변형):

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

즉, 7075는 굽힘이나 굴곡에 더 잘 견딥니다.

피로 강도(반복 부하):

합금	인장 강도(MPa)	피로 내구성 한계(MPa)
7075-T6	~572	~160
2024-T3	~469	~200

2024는 주기적 피로를 더 잘 처리하므로 진동이나 하중 사이클을 받는 부품에 선호됩니다.

저는 7075와 2024 두 가지 브래킷을 만든 적이 있습니다. 진동 테스트 결과 2024 브래킷은 더 가벼운 하중을 견뎌냈음에도 균열 없이 더 오래 지속되었습니다.

퀴즈 시간입니다:

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항공우주 부품에는 어떤 합금이 더 적합할까요?

항공우주 부품을 설계할 때는 강도, 피로도, 제조 가능성 사이에서 균형을 맞췄습니다.

2024는 피로 수명이 길기 때문에 동체 시트와 날개 스킨에 주로 사용됩니다. 7075는 기어와 스파처럼 응력이 높은 부품에 이상적입니다.

자세히 알아보기: 항공우주 사용 사례

2024-T3:

• 뛰어난 피로 강도
• 저온에서 인성 유지
• 구조용 스킨, 리브, 피팅에 사용
• 코팅 또는 피복하지 않으면 부식에 취약함

7075-T6:

• 탁월한 정적 강도
• 랜딩 기어 피팅, 고하중 지점에 사용
• 피로 수명은 낮지만 짧은 주기로는 견딜 수 있습니다.
• 우수한 부식 방지 기능 필요

애플리케이션 예시:

• 날개 스킨 (2024)긴 사이클, 가벼운 하중, 피로가 중요한 경우
• 랜딩 기어 피팅(7075)높은 정적 부하, 적은 주기

저는 날개 스킨의 2024 부품과 로드 경로의 7075 링크 두 개의 브래킷을 만든 적이 있습니다. 둘 다 구조적 요구 사항을 효율적으로 충족했습니다.

퀴즈 시간입니다:

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내식성은 어떻게 비교하나요?

염분 안개와 습도 챔버에서 두 합금을 모두 테스트했습니다. 두 합금은 노출 상태에 따라 다르게 행동했습니다.

2024는 부식에 더 취약한 반면 7075는 부식에 다소 더 잘 견디지만 둘 다 실외 또는 해양용으로 사용하기 위해서는 보호 코팅이 필요합니다.

더 자세히 알아보세요: 부식 거동 및 보호

내재적 저항:

• 2024높은 구리(~4.4%) → 낮은 내식성
• 7075높은 아연(~5.6%) → 중간 정도의 내식성을 갖지만 응력 부식 균열이 발생하기 쉽습니다.

보호 처리:

합금	처리되지 않은 부식 위험	공통 보호
2024	높음	클래딩, 알클래드, 아노다이징, 프라이머
7075	보통	알로딘, 하드 아노다이즈, 실러

환경적 내구성:

• 2024클래딩 또는 두꺼운 코팅이 필요합니다. 습하거나 염분이 많은 공기에는 적합하지 않습니다.
• 7075: 더 좋지만 가장자리 응력 부식을 방지하기 위해 아노다이징 또는 실런트가 필요합니다.

실제 사례:

두 개의 피팅을 각 합금으로 하나씩 만들었습니다. 2024는 노출된 상태로, 7075는 양극산화 처리된 상태로 두었습니다. 습한 달에는 2024가 몇 주 만에 가장자리에서 부식되었습니다. 양극산화 처리된 7075는 수년 동안 녹이 슬지 않았습니다.

퀴즈 시간입니다:

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어느 쪽이 더 가공하기 쉬울까요? 7075 또는 2024?

제 CNC 공장에서는 가공성이 중요했습니다. 두 합금을 동일한 조건에서 테스트했습니다.

2024는 7075보다 열 축적이 적고 공구 수명이 더 길어 가공이 더 쉽습니다. 그러나 7075는 절삭이 잘되고 공차도 엄격합니다.

자세히 알아보기: 가공 성능 및 팁

칩 형성 및 도구 마모:

• 2024-T3부드럽고, 긴 칩을 형성하고, 자르기 쉽고, 마무리가 좋습니다.
• 7075-T6더 단단함, 칩이 짧고 마모성, 공구 마모가 빠름, 뻣뻣한 설정 필요

허용 오차 및 마감:

• 둘 다 좋은 도구와 냉각수로 ±0.01?mm를 유지할 수 있습니다.
• 2024는 경도가 낮아 더 부드러운 마감을 얻을 수 있습니다.

탭핑 및 스레드 절단:

• 2024년 전망
• 7075는 느린 탭 속도와 전단 형태의 탭이 필요합니다.

밀링 및 드릴링 팁:

• 2024: 0.3?mm 칩 부하, 250-300?m/min 속도
• 7075: 0.2?mm 칩 부하, 200?m/min 속도, 플러드 냉각수 필수

내 상점 테스트 결과:

2024와 7075의 슬롯을 나란히 실행해 보았습니다. 2024 도구는 7075보다 무뎌지기까지 200분 정도 더 오래 지속되었습니다.

퀴즈 시간입니다:

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결론

7075는 정하중에 강하고 고응력 부품에 더 적합합니다. 2024는 반복적인 하중에 대해 더 나은 피로 수명을 제공합니다. 둘 다 부식에 대한 보호가 필요하며 2024는 가공이 더 쉽습니다. 하중 유형, 환경 및 가공 요구 사항에 따라 선택하십시오.