Знакомство с алюминием 1100
Алюминий марки 1100 известен как технически чистый алюминий, содержащий не менее 99,0% алюминия и не содержащий основных легирующих элементов, таких как медь, магний или цинк. Поскольку он очень чистый, он обладает невероятной коррозионной стойкостью, отличной электропроводностью и чрезвычайно легко сгибается и принимает форму. Однако у этой чистоты есть недостаток-: она очень мягкая. Он не предназначен для выдерживания тяжелых нагрузок, поэтому перед использованием материала в качестве несущей -несущей нагрузки необходимо понимать силу сдвига.
Что такое прочность на сдвиг?
Прочность на сдвиг – это способность материала сопротивляться порезам или разрезанию противодействующими силами. В металлообработке напряжение сдвига возникает во время операций резки, когда завод режет алюминиевую пластину гильотинным станком; у заклепок и болтов, когда две скрепленные между собой пластины пытаются скользить мимо друг друга, а болт и отверстие испытывают напряжение сдвига; и в соединениях труб, когда жидкость давит на соединение или фитинг, создавая боковое давление. Как показывает инженерное правило, для алюминиевых сплавов прочность на сдвиг обычно составляет от 60% до 70% от предельной прочности материала на разрыв.
Таблица прочности на сдвиг для алюминия 1100
Точная прочность на сдвиг зависит от состояния, поскольку сталь 1100 нельзя упрочнить термической обработкой, а для придания прочности на заводах используется холодная обработка, такая как прокатка или волочение. Типичные значения: 1100-O имеет прочность на сдвиг 55-60 МПа, полностью отожжен и чрезвычайно пластичен, легко сгибается, но слаб при сдвиговых нагрузках.. 1100-H12 имеет прочность на сдвиг 60–65 МПа, четвертьтвердую с хорошим балансом изгиба и базовой прочности.. 1100-H14 имеет прочность 65–75 МПа, полутвердую и наиболее распространенную коммерческую закалку, более прочную, но труднее сгибаемую. плотно. 1100-H112 имеет давление около 60 МПа в заводском состоянии, обычно используется для промышленных труб и экструзии без специального контроля холодной обработки. Всегда проверяйте конкретный характер перед расчетом предельных нагрузок.
Факторы, влияющие на прочность трубы 1100
Холодная обработка — единственный способ повысить прочность чистого алюминия: чем больше стан прокатывает или тянет металл, тем выше становится прочность на сдвиг. Толщина стенок также имеет значение, поскольку более толстые стенки просто обеспечивают больше материала, способного противостоять силам резания; Труба диаметром 5 мм выдерживает воздействие сдвига намного дольше, чем труба диаметром 1 мм. Производственный процесс также имеет значение: бесшовная труба имеет одинаковую прочность по всему телу, а сварная труба имеет сварной шов, где тепло сварки локально возвращает металл к отожженному состоянию O, снижая его прочность на сдвиг в шве. Рабочая температура также имеет значение: алюминий теряет прочность при высоких температурах, поэтому труба, по которой передаются горячие химикаты при температуре 150 градусов по Цельсию, будет иметь значительно меньшую прочность на сдвиг, чем стандартный номинал.
1100 Алюминий по сравнению с другими сплавами
По сравнению с обычными сплавами, 1100 имеет прочность на сдвиг 55-75 МПа и используется для химической обработки и глубокой вытяжки.. 3003 имеет 70-95 МПа для общего использования-и кухонной утвари. 5052 имеет 120-160 МПа для морских деталей и корпусов из листового металла. 6061-T6 имеет более 200 МПа для каркасов конструкций и тяжелонагруженных деталей, а также высокопрочных сплавов 7ххх может превышать 330 МПа. Вывод ясен: алюминий 1100 является строго неконструкционным материалом. Если деталь будет подвергаться большим нагрузкам, вибрации или срезающим силам, вместо нее следует выбрать 5052 или 6061.
Подходящие и неподходящие приложения
Алюминий 1100 подходит для химического оборудования, где чистый алюминий устойчив к агрессивным химическим веществам; линии пищевой промышленности, где они не-токсичны и их легко содержать в чистоте; электрические приложения, такие как шины и заземление, где прочность не является приоритетом; и линии передачи жидкости низкого-давления без высокого внутреннего давления или гидроудара. Он не подходит для несущих-конструкций, таких как опоры крыши, тяжелые рамы или основания машин; сосуды высокого-давления, стенки труб которых разрушаются под воздействием чрезмерного внутреннего давления; или точки крепления-для тяжелых условий эксплуатации, где тяжелые болты и заклепки скрепляют основные компоненты. В производстве низкая прочность на сдвиг на самом деле является преимуществом при резке листового металла, поскольку при резке 1100 инструмент изнашивается медленнее по сравнению с более твердыми сплавами, и он обычно используется для легких заклепочных соединений в воздуховодах и вывесках систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также для сильно изогнутых охлаждающих змеевиков в теплообменниках, где давление жидкости остается намного ниже точки разрушения.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Какова прочность на сдвиг алюминия 1100-H14?
Ответ: Прочность на сдвиг алюминия 1100-H14 составляет примерно 65-75 МПа. Закалка H14 полутвердая, прочнее, чем полностью отожженный алюминий закалки О, но все же относительно мягкая по сравнению с легированными металлами.
Вопрос: Подходит ли алюминий 1100 для использования в конструкциях?
О: Алюминий No. 1100 имеет очень низкий предел текучести и прочность на сдвиг и может сгибаться, деформироваться или рваться под структурными нагрузками. Его следует использовать только там, где требуется высокая чистота, коррозионная стойкость или электропроводность.
Вопрос: Как прочность на сдвиг соотносится с прочностью на разрыв в 1100?
A: Прочность на сдвиг обычно составляет от 60% до 65% от предельной прочности на разрыв; например, если прочность на разрыв составляет 110 МПа, прочность на сдвиг составляет около 65 МПа.
Вопрос: Можно ли использовать алюминий марки 1100 для работы под давлением?
О: Только для применений с очень низким-давлением. Поскольку прочность на сдвиг составляет 55-75 МПа, высокое внутреннее давление приведет к растяжению и разрушению стенок трубы; для высокого давления требуется более прочный сплав, например 5052 или 6061.
Вопрос: Какой алюминиевый сплав имеет самую высокую прочность на сдвиг?
Ответ: Среди распространенных сплавов серия 7xxx, такая как 7075-T6, имеет самую высокую прочность на сдвиг, часто превышающую 330 МПа, а 6061-T6 также прочна - более 200 МПа.
Вопрос: Почему заводы любят резать алюминий марки 1100?
Ответ: Потому что его низкая прочность на сдвиг упрощает обработку; гильотинные и штамповочные станки изнашиваются гораздо медленнее при резке 1100 по сравнению с более твердыми сплавами.
