6063t6抗剪强度docWord文档下载推荐.docx
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表6・10给出了铝合金的各向异性。
表6・10铝合金的各向异性
合金位向
0.2%屈服应力/MPa
拉伸强度/MPa
延伸率/%
Al-Zn-Mg-Cu(7075)
纵向(L)
“523
570
15.5
长横向(LT)
482上
552
12.0
矩横向(ST)
445
527
7.5
ST/L比
0.85
0.93
0.48
Al-Cu-Mg(2014)
441
477
14.0
423
471
10.5
短横向(ST)
404
449
4.0
0.91
0.94
0.29
在铝中添加Si.Cu、Mg.Zn等合金元索形成各种铝合金后,由于固溶强化、沉淀强化和第二相强化的作用,可以使铝合金的强度大幅度地提高。
当铝合金中强化相过于粗大(如变形铝合金发生过时效,铸造铝合金变质处理不良或未经变质处理时)、集中分布
图6-25裂纹沿粗大第二相扩展
(第二相沿晶界析出,偏析造成的枝晶间共晶、离异共晶等)、或者是几何形状不好等,都会带来铝合金的力学性能降低,尤其是合金的塑性和韧性的降低,对于加工和使用不利。
从图6-25可见裂纹沿粗大第二相扩展。
铝合金与其他金属材料一样,
当强度水平因合金化和热处理而提高时,其韧性会降低,应力作用下的腐蚀断裂也成为危险因素。
因此,对于髙强度铝合金,出于安全考虑,断裂韧性和应力腐蚀断裂便成为重要的性能考核指标,对其有很严格的要求。
对于用于国防、航空航天和汽车、舰船等重要应用的铝合金,.对其疲劳寿命有很高的要求。
一般来讲,由于铝合金的熔点低,其耐热温度不高。
但添加一
些合金元素的耐热铝合金也有较好的热强度和抗蠕变性能。
表6-11给出了常用铸造铝合金的力学性能。
表6・12为常用变
形铝合金的力学性能。
表6-11常用铸造铝合金的力学性能
合金代号
铸造
方法
热处理状态
抗拉强度^b/MPa
屈服强度
%.2/MPq
断后延伸率&
/%
抗压屈服强度
5-0.2/MPa
硬度
HBS
抗剪强度rb/MPa
旋转弯曲疲劳强度e_i/MPa
F
165
125
6.0
—
一
T1
170
140
2.0
145
60
55
T4
200
110
150
45
S
T5
220
120
4.0
T6
225
3.5
70
180
ZL101
T7
235
205
2.0
215
75
5.0
185
J
230
275
■
5・0
90
160
7.0
3.0
—・
ZL101A
195
6.0
285
80
ZL102
SB
175
40
YL102
Y
115
1.8
ZL104
255
85
Q
1.5
65
240
.170
3.0
Z1405
260
250
0.5
295
•ZL105A
270
330
10.0
传造
抗拉强度%/MPa
屈服强度%.2/MPa
旋转弯曲疲劳强度<
r_i/MPa
130
1.5
ZL107
245
3・0
95
ZL109
325
.295
105
ZL111
380
6・0
290
100
YL112
YL113
1.0
ZL114A
315
345
280
ZL116
O
I
300
360
255〜305
0.4〜
130〜
-—
ZL117
235〜295
0・3〜
120〜
0.8
YL117
317
<
ZL201
10
ZL201A
365〜370
440〜470
17〜19
8〜15
275〜285
ZL2O2
0・5
・、
62
ZL203
&
5
50
ZL204A
440
395
5.2
340
70〜90
斷后延仲率氐/%
旋转弯曲疲劳强度c_i/MPa
抗压屈
抗剪
铸造方法
J0.2/MPa
强度
d一0.2/MPa
强度rb/MPa
480
13
ZL2O5A
510
430
7
495
455
3.4
ZL206
365
305
135
265
ZL207
190
0.5
1.6
1.3
ZL208
210
ZL2O9
485
2.5
460
5,0
450
6
——
A201.0
9.0
—*
R模量
315*C
385
11■
206.0
11.7
370
320
12
S、R
420
9
BAJI10
5
14
520
390
ZL401
3
ZL402
s
表672常用变形铝合金的力学性能
合金
状态
%.2/MPa
叫/MP8
d/%
/HB
抗剪强度
/MPa
我劳强度
1060
28
69
43
19
48
21
H12
76
83
16
23
H14
97
26
34
H16
103
8
30
H18
124
131
35
1100
41
117
32
138
38
152
44
2A12
308
371
456
4032
114
5005
25
159
172
179
.193
4
5AO2
•80
5A03
22
58
14.5
5AO5
20
310
18
5A06
5A12
400
••
500
580
合金1
7b/MPa
8/%
硬度/HB
疲劳强度
6061
155
241
176
207
6063
214
73
7001
625
675
7075
17
6.4.2拉伸试验
拉伸试验是测定铝合金产品综合力学性能的最通常应用的试验方法。
拉伸试验采用一定规格的试样,在材料试验机上进行测试。
拉伸试样可以是圆棒状试样(浇注的试棒,或从铸锭.型材上切
取),见图6-26,也可以是板状试样(由板、带材上切取)或其他截面的试样。
通过拉伸试验可以检验材料在外力作用下抵抗断裂的能力和变形的能力,获得材料的强度(屈服强度、抗拉强度)和塑性(延伸率、断面收缩率)的数据,从而为加工工艺、化学成分和微观组织调整提供依据,同时也是作为产品综合力学性能评定的依据。
拉伸试样选取位置按需要而确定,以具有代表性为原则。
对于一般铝加工产品在中部、头部和尾部选取试样。
试样的规格视铸锭横截面尺寸按表6-13而定,尽可能选取5号标准圆试样。
在铸锭上切取拉伸试验用料时要考虑加工余量。
试样数量可根据需要和可
能确定,为了使数据具有代表性,通常选取三个平行试样,取拉伸数据平均值。
对于铸件检验,可同炉浇注拉伸试棒进行力学性能测试。
表6・13铝合金拉伸圆试样的基本尺寸
试样种类(短试样)
1
2
基本尺寸/mm
D
L
118
6.4.3硬度试验
硬度试验是对材料力学性能检验最常用且非常简便易行的方法。
可在理化实验室进行,亦可用于在线生产检验。
可用于对原材料的性能进行检验,亦可用于半成品和成品的性能测试。
由于铝合金绝对强度不高,属于中低强度的金属材料,其硬度测试主要采用布氏硬度法,即在一定的载荷下,以一定直径的硬质合金球(^2.5mm,05mm,GlOmm)压入材料表面的方法测试材料抵抗压入的能力。
一定状态下材料的硬度值与其抗拉强度有较好的对应关系,可以通过硬度值换算出强度的大致数据,因此,硬度测试可以用来检验材料的整体力学性能。
硬度测试在试样准备、实验设备与操作上比拉伸试验简单得多,这也是硬度测试能够在生产检验中得到普遍应用的原因。
通常的操作是,选取材料的不同截面或部位,测试面要平整,其粗糙度参数&
一般不大于1.6pm,进行三点以上的测试,测量各压痕直径,取其算术平均值作为测试结果。
布氏硬度计可以测试铝及铝合金的宏观硬度。
当特殊需要时,还可以采用其他的硬度测试方法进行性能测试。
例如,试样尺寸较小、太薄或者需要测试某些特定微小局部的性能时,可以采用维氏硬度法测试铝合金的硬度。
其压头为四棱锥形,相对压入面积较小,尤其是采用小负荷维氏硬度计(载荷小于5kg)时。
小负荷硬-度计在对产品进行测试时,甚至不会明显造成材料表面损伤。
对于在微观层次上的材料性能变化,例如,测试偏析、偏聚、第二相、夹杂等的性质,或变形组织造成的各向异性性质的判断分析时,还
可采用显微硬度测试方法,显微硬度的测试原理与技术和一般维氏硬度没有区别,只是载荷更小,压痕尺寸测M:
需要在显微放大的条件下进行。
特定材料与状态的各种硬度值以及拉伸实验值之间的换算关系可以在相关材料手册中査到。
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