Voor- en nadelen van aluminium ductiliteit

De taaiheid van een materiaal verwijst naar het vermogen om een ​​grote hoeveelheid inelastische vervorming te ondergaan totdat het breekt. Het wordt meestal beschouwd als een zachte eigenschap van elk materiaal. In werkelijkheid spelen ductiele materialen zoals aluminium echter een belangrijke rol in elke structurele toepassing. Aluminium, een van de meest gebruikte materialen in hoogbouw en wolkenkrabbers, heeft een goede vervormbaarheid. De taaiheid varieert echter afhankelijk van de warmtebehandeling die het heeft ondergaan en alle legeringsmaterialen die eraan zijn toegevoegd.

Hieronder beschrijven we eerst het belang van ductiliteit in structurele toepassingen en onderzoeken we vervolgens de voor- en nadelen van ductiliteit van aluminium.

Het belang van vervormbaarheid in structurele toepassingen

Vervormbaarheid en taaiheid zijn twee belangrijke eigenschappen van een materiaal die de laterale sterkte bepalen. Een materiaal met een goede ductiliteit kan een grote rek ondergaan voordat het bezwijkt.

Laten we, om de taaiheid beter te begrijpen, eens kijken naar een spanning-rekgrafiek van materiaal, hieronder weergegeven:

De vloeigrens geeft hier het punt weer waarop het materiaal een bepaalde belasting kan dragen voordat het begint te vervormen. Tot nu toe kan het materiaal terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm zodra de belasting is verwijderd, net als rubber.

Als we de belasting tot voorbij de vloeigrens verhogen, zal het materiaal plastische vervorming vertonen. Dat betekent dat het materiaal blijvende vervorming zal hebben, maar niet zal breken totdat de belasting het uiterste sterktepunt in de curve bereikt. Voorbij dat punt zal het materiaal scheuren voordat het volledig afbreekt.

De fase tussen de vloeigrens en de eindsterkte vertegenwoordigt de taaiheid van het materiaal. De taaiheid van een materiaal wordt gemeten in termen van ductiliteitsverhouding of ductiliteitsfactor, zoals hieronder weergegeven.

Idealiter zou de waarde tussen vier en vijf moeten zijn.

In het geval van een zeer ductiel materiaal liggen deze twee punten erg ver van elkaar, en dus kan het materiaal grote plastische vervorming ondergaan voordat het bezwijkt. In het geval van een bros materiaal is het echter het tegenovergestelde.

Verschillende metalen hebben verschillende taaiheid. Materialen zoals goud en zilver kunnen in dunne draden worden getrokken, omdat ze zeer ductiel zijn. Aan de andere kant zijn wolfraamcarbide en gietijzer zeer bros. Laten we het nu hebben over de vervormbaarheid van aluminium.

Voordelen van aluminium ductiliteit

Zuiver aluminium is ductiel van aard. Aluminium is er echter in verschillende kwaliteiten. De toevoeging van extra elementen en het type warmtebehandeling beïnvloeden de vervormbaarheid ervan.

De volgende tabel geeft een overzicht van de taaiheid van enkele veelgebruikte aluminiumlegeringen in vergelijking met enkele veelgebruikte staallegeringen.

Het is duidelijk dat alle vormen van aluminium een ​​betere ductiliteit hebben dan staal. Met daaropvolgende warmtebehandelingen bereikt aluminium een ​​hogere sterkte, maar dit gaat ten koste van de ductiliteit. Desalniettemin biedt de vervormbaarheid van aluminium een ​​essentieel voordeel in structurele toepassingen.

Bij een onverwachte overbelasting bezwijkt een brosse constructie (enkel uit staal) plotseling, terwijl een ductiele constructie (staal + aluminium) een gecontroleerde instorting ondergaat. De toevoeging van ductiliteit aan de ijzeren structuur door middel van balken of ophangkabels verhoogt het maximale potentieel als geheel; dus stort het op het moment van een aardbeving niet plotseling in, maar geeft het op een gecontroleerde manier mee. Dit kan levensreddend zijn, omdat het mensen in levensbedreigende situaties voldoende tijd geeft om te ontsnappen. Dit is de reden waarom ductiele materialen zoals aluminium worden gebruikt als het belangrijkste structurele element in aardbevingsgevoelige gebieden.

Nadelen van aluminium ductiliteit

Omdat aluminium een ​​relatief zacht materiaal is met een laag smeltpunt, kan het een uitdaging zijn om het te bewerken. Afhankelijk van de legeringselementen kan aluminium smelten als gevolg van warmte die wordt geproduceerd door de wrijving tussen het gereedschap en het werkstuk. Als gevolg hiervan kunnen zich gomachtige spanen rond het mes beginnen op te bouwen en bij elke beweging weerstand bieden aan het gereedschap. Wanneer er zich voldoende materiaal ophoopt, kan het blad het aluminium vastgrijpen, waardoor de machinist mogelijk letsel kan oplopen. Snijbladen kunnen ook snel verslijten vanwege de zachte maar schurende aard van aluminium, en de kosten die gepaard gaan met de aanschaf van nieuw gereedschap kunnen aanzienlijk zijn.

Het is belangrijk om het juiste snijgereedschap voor de klus te selecteren en de beste werkwijzen te volgen om snellere sneden te produceren met minimaal materiaalverlies. Zonder industriële zaagapparatuur en de juiste bladen (non-ferro/carbide getipt hout), is het onmogelijk om een ​​zuivere zaagsnede te krijgen met ductiele materialen zoals aluminium.

Door samen te werken met een ervaren metaalleverancier kunt u uw gewenste aluminium op maat snijden zonder geld uit te geven aan nieuwe gereedschappen of te worstelen met nieuwe technieken.

Koop hoogwaardig aluminium bij een ervaren leverancier

Al meer dan twee decennia levert Industrial Metal Service nieuw en gerecycled aluminium en aluminiumlegeringen aan de San Francisco Bay Area en daarbuiten. Onze brede voorraad omvat 6061 aluminium plaatmateriaal, stafmateriaal en rond materiaal, evenals 5080 aluminium gereedschapsplaat en MIC-6 aluminiumplaat. We leveren ook andere metalen zoals koper, titanium en speciale metalen zoals Hastelloy en Invar 36.

Profiteer van onze ultramoderne metaalzaagservices voor precisiegezaagd aluminium, elke keer weer. Met een oppervlakteafwerking van slechts 12 microinch kan onze MetlSaw NF12-T12 aluminiumplaten tot 12 inch dik aan en kan ze tot 3 meter lang snijden.