Tenmechanické vlastnosti hliníkasú kľúčové faktory, ktoré určujú jeho výkon v rôznych aplikáciách. Tieto vlastnosti sa líšia v závislosti od zliatiny a formy, v ktorej sa používa hliník (napr. Čistý hliník, zliatiny hliníka, obsadenie, vykreslené). Nižšie sú uvedené hlavné mechanické vlastnosti hliníka:
1. Pevnosť v ťahu
Definícia: Hliník s maximálnym stresom vydrží, keď je pred zlomením natiahnutý alebo ťahaný.
Typická hodnota: Čistý hliník má okolo90 MPA. Hliníkové zliatiny, najmä tie, ktoré majú medi, horčík a zinok200 MPa až 700 MPav závislosti od konkrétnej zliatiny a liečby.
Žiadosti: Hliníkové zliatiny s vysokou pevnosťou sa používajú v leteckých a automobilových aplikáciách, kde sa vyžaduje vysoká pevnosť v ťahu.
2. Výnosová sila
Definícia: Stres, pri ktorom hliník začína plasticky deformovať, tj bod, v ktorom sa po odstránení napätia už nebude vracať do pôvodného tvaru.
Typická hodnota: Čistý hliník má výnosovú silu asi35 MPA, zatiaľ čo zliatiny s vysokou pevnosťou môžu dosiahnuť500 MPaalebo viac.
Žiadosti: Výťažková sila je dôležitá pre aplikácie, v ktorých bude materiál vystavený trvalému zaťaženiu, napríklad v štrukturálnych lúčoch a rámcoch.
3. Ťažkosť
Definícia: Schopnosť hliníka deformovať pri ťahaní, často charakterizovaná schopnosťou materiálu vytvárať tenké drôty alebo listy bez zlomenia.
Typická hodnota: Čistý hliník je vysoko ťažký a pred zlomeninou môže podstúpiť významnú deformáciu, zatiaľ čo vysokohorské hliníkové zliatiny sú menej ťažné.
Žiadosti: Duklinnosť robí z hliníka vhodný na formovanie procesov, ako je valcovanie, razenie a kreslenie do tenkých listov na balenie, automobilové panely tela a ďalšie aplikácie.
4. Predĺženie
Definícia: Množstvo, pomocou ktorého sa môže hliník natiahnuť skôr, ako sa zlomí, zvyčajne vyjadrené ako percentuálne zvýšenie dĺžky.
Typická hodnota: Predĺženie sa môže pohybovať od10% až 50%, v závislosti od zliatiny. Čistý hliník má zvyčajne vyššie predĺženie ako jeho zliatiny.
Žiadosti: Materiály s vysokým predĺžením sú užitočné pre aplikácie, v ktorých sa vyžaduje ohýbanie alebo formovanie, napríklad pri výrobe hliníkovej fólie alebo flexibilného obalu.
5. Tvrdosť
Definícia: Odolnosť hliníka proti deformácii povrchu, poškriabaním alebo odsadením.
Typická hodnota: Hliníková tvrdosť je relatívne nízka v porovnaní s kovmi ako oceľ. Tvrdosť pre čistý hliník je okolo15 až 25 Brinell. Hliníkové zliatiny môžu mať hodnotu tvrdosti60 až 150 Brinell, v závislosti od zliatiny.
Žiadosti: Hliníkové zliatiny s vyššou tvrdosťou sa používajú v leteckých a vojenských aplikáciách na zlepšenie odporu opotrebenia.
6. Únava
Definícia: Schopnosť hliníka odolávať opakovaným cyklom zaťaženia a vykladania bez zlyhania.
Typická hodnota: Únava je všeobecne nižšia pre hliník v porovnaní s oceľou, ale môže sa zlepšiť v zliatinách, ako sú napríklad2024alebo7075.
Žiadosti: Únava Sila je kritickou vlastnosťou v aplikáciách, ako sú krídla lietadiel a automobilové komponenty, ktoré sú vystavené cyklickým zaťažením.
7. Modul pružnosti (Youngov modul)
Definícia: Miera tuhosti hliníka, opisuje rezistenciu materiálu voči elastickej deformácii pod stresom.
Typická hodnota: Modul pružnosti pre hliník je okolo69 GPA (Gigapascals), čo je asi jedna tretina hodnoty pre oceľ.
Žiadosti: Táto vlastnosť je dôležitá pre štrukturálne aplikácie, kde je kritická tuhosť a deformácia pri zaťažení, napríklad v mostoch, budove rámy a leteckých štruktúr.
8. Poissonov pomer
Definícia: Pomer laterálneho kmeňa k axiálnemu napätiu v hliníku pri natiahnutí.
Typická hodnota: Poissonov pomer pre hliník je približne0.33.
Žiadosti: Poissonov pomer je dôležitý pri navrhovaní komponentov vystavených napätiu alebo kompresii, čím sa zabezpečí, že pri zaťažení nadmerne skresľujú.
9. Strih
Definícia: Schopnosť hliníka odolávať šmykových síl alebo sily, ktoré spôsobujú, že jedna vrstva materiálu sa posúva cez druhú.
Typická hodnota: Strih hliníka je zvyčajne okolo60 MPApre čistý hliník, ale môže sa pohybovať až do500 MPaPre silnejšie hliníkové zliatiny.
Žiadosti: Strihová pevnosť je nevyhnutná v aplikáciách, kde sú komponenty vystavené silám, ktoré spôsobujú strihanie, napríklad v upevňovacích prvkoch alebo štrukturálnych spojoch.
10. Odpor
Definícia: Schopnosť hliníka odolávať pomaly a trvalej deformácii pri konštantnom napätí v priebehu času, najmä pri vysokých teplotách.
Typická hodnota: Hliník má pri vysokých teplotách relatívne nízky odpor na tečenia v porovnaní s materiálmi, ako je titán alebo oceľ.
Žiadosti: Aj keď hliník nie je ideálny pre vysokoteplotné aplikácie, ktoré si vyžadujú vynikajúci odolnosť voči tečúcim, môže sa použiť v prostredí stredne teploty, ako sú komponenty motora a výmenníky tepla.
Záver:
Mechanické vlastnosti hliníka z neho robia mimoriadne univerzálny materiál. Svojľahký, vysoká ťažnosťaDobrá pevnosť v ťahuUrobte z neho ideálny pre priemyselné odvetvia, ako je letecký priestor, automobilový priemysel, balenie a výstavba. Avšak jehonižšia silav porovnaní s oceľou aúnavasú dôležité faktory, ktoré je potrebné zvážiť pri výbere hliníka pre konkrétne aplikácie. Hliníkové zliatiny, ktoré sú prispôsobené iným prvkom, môžu byť navrhnuté tak, aby spĺňali náročnejšie požiadavky na mechanické vlastníctvo.
