Hoe sterk is aluminium

Wanneer we aan sterk materiaal denken, hetzij voor een project of in het algemene gesprek, is aluminium meestal niet het eerste materiaal dat in de geest van mensen opduikt . Velen relateren aluminium met keukenfolie, drinkblikken en opvouwbare meubels - producten die niet precies de belichaming van kracht zijn .}}}}}}}

Aan de andere kant is staal zeer waarschijnlijk van gedachten als u op zoek bent naar een sterk materiaal ., gevangenisbars, autoframes, ondersteuningsstraalbundels en schepen worden voornamelijk gemaakt van staal .

Is het verschil in sterkte tussen deze twee materialen zo groot? Zijn ze vergelijkbaar in de sterktecategorie? In dit artikel zullen we proberen aan te tonen dat onze opvattingen over de sterkte van deze twee materialen misschien niet volledig nauwkeurig zijn .

Wat is kracht? Verschillende soorten sterktemetingen in materialen

1. Yield Sterkte versus . ultieme sterkte

De stress-rekcurve in de bovenstaande figuur toont twee zeer belangrijke punten: opbrengststerkte en ultieme sterkte .

Opbrengstkracht verwijstTot de maximale hoeveelheid belasting die het materiaal kan weerstaan voordat het plastic (permanente) vervorming . tot dit punt lijdt, kan alle vervorming die het materiaal lijdt, worden teruggedraaid als de belasting wordt verwijderd . Denk aan dit als een rubberen band, wanneer u het rek, vervormt zonder te bereiken dat het zijn yield point wordt bereikt omdat het is om de oorspronkelijke vorm toe te passen.

Ultieme kracht,Aan de andere kant, is de maximale spanning waar een materiaal bestand is voor falen, of breuk . Alle vervorming die optreedt tussen de opbrengststerkte en maximale sterkte is plastic vervorming .

Deze stress-rekstest kan worden getrokken met behulp van verschillende soorten toegepaste krachten . De meest voorkomende wordt uitgevoerd door treksterkte toe te passen, namelijk te zeggen, door het materiaal uit elkaar te halen . Door deze test te doen, kunnen we de ultieme treksterkte van een materiaal bepalen, dat is de meest voorkomende metriek.

2. verschillende aluminium graad, verschillende sterkte

De ultieme treksterkte van aluminium is een zeer variabel kenmerk . Dit komt omdat aluminium in veel verschillende cijfers komt, afhankelijk van de gebruikte legeringselementen die worden gebruikt en in welke hoeveelheden, die elk een ander effect hebben op sterkte .

Hoewel sommige aluminium cijfers helemaal niet sterk zijn, zoals puur aluminium, dat een relatief zacht metaal is, kunnen sommige van zijn legeringen aanzienlijke sterkte bereiken .

3. Is aluminium sterk in vergelijking met staal?

Veel aluminium cijfers kunnen worden beschouwd als zeer hoge sterkte, zelfs vergelijkbaar met sommige staalsoorten ., niettemin, het vergelijken van monsters van dezelfde grootte van de sterkste aluminiumlegeringen en stalen legeringen, vaker wel dan niet, staal is de sterkste .

Als een voorbeeld, de maximale treksterkte van een van de algemeen gevonden sterkste aluminiumlegeringen, de AA 7068- T6 en een van de sterkste stalen legeringen, de AISI 1080, zijn respectievelijk 710MPa en 965MPA, respectievelijk .

Als u echter sterkte-gewichtsverhoudingen vergelijkt, dat wil zeggen, bedenkt u hoeveel sterkte elk materiaal per gewicht naar de tafel brengt, komen aluminiumlegeringen veel dichter bij staal dan u zich waarschijnlijk zou voorstellen . In sommige gevallen presteren ze zelfs beter dan staal .

Dit laat zien dat kracht alleen geen grote maatregel is bij het kiezen van een materiaal . Als u een zeer sterk materiaal wilt, maar beperkt bent door gewicht, kan aluminium een betere keuze zijn, of als u voornamelijk door ruimte beperkt bent, kan staal waarschijnlijk het voordeel halen .