Технологические испытания алюминиевых сплавов

Прочность на смятие алюминиевых сплавов

Прочность на смятие алюминия также трудно определять, испытывать и связывать с обычными прочностными свойствами, как и для других металлов. Смятие часто является важным критерием для конструкций с применением соединений на заклепках и болтах и поэтому «прочность на смятие» является широко признанной характеристикой. Прочность на смятие весьма произвольно определяют как давление (на единицу эффективной площади смятия), прилагаемое шпилькой в круглом отверстии. Это отверстие предварительно раздают на 2 % от исходного диаметра (рисунок 1). Эта прочность для большинства алюминиевых сплавов составляет 1,8 от прочности при растяжении (временного сопротивления) (рисунок 2).

ispytanie-na-smjatie

Рисунок 1

prochnost-aljuminievyx-splavov-smjatie-srez-tverdost-plastichnost

Рисунок 2

Прочность на срез алюминиевых сплавов

Схема нагружения при испытании на срез приведена на рисунке 3. Для деформируемых алюминиевых сплавов отношение прочности на срез к прочности при растяжении различается в зависимости от химического состава и метода изготовления от 0,5 до 0,75 (см. рисунок 2). В случае отсутствия данных по прочности на срез ее обычно принимают 0,55 от прочности при растяжении.

ispytanie-na-srez

Рисунок 3 

Заклепки из марок алюминия и сплавов AlMn (серия 3ххх) изготовляют методами холодной деформации с достижением прочности на срез до 200 МПа. Заклепки из термически упрочняемых сплавов изготовляют в отожженном состоянии, затем   сразу подвергают закалке и естественному старению с достижением прочности на срез до 260 МПа.

Твердость алюминиевых сплавов

Сопротивление материала местной пластической деформации, возникающей при внедрении в него более твердого  тела – индентора — является приблизительным индикатором состояния сплава и поэтому широко применяется при контроле продукции. Для алюминиевых сплавов применяют методы Бринелля (стальной шарик), Викерса (алмазная пирамидка) и Шора (падающий алмазный конус). Твердость по Бринеллю изменяется от 20 единиц для чистого алюминия до 175 единиц для термически упрочненного сплава 7075 (см. рисунок 2). По показаниям твердости, как правило, не вычисляют их прочность при растяжении, как это обычно делают для сталей, так как для алюминиевых сплавов соотношение этих двух характеристик далеко от постоянного.

Испытания пластичности алюминиевых сплавов 

Относительное удлинение образца при испытании на растяжение является полезной информацией, но ее не достаточно для полного представления о пластических свойствах сплава. Поэтому для различных видов продукции в зависимости от ее назначения применяют различные дополнительные технологические испытания.

Для оценки способности металла к последующей формовке часто применяют простые испытания на загиб. Полоса из изделия изгибают на 90° или 180° на оправках заданного диаметра. Применяя последовательно уменьшающиеся диаметры оправок можно получить минимальный радиус загиба, при котором не возникают трещины. Для труб критерием может быть степень ее сплющивания.

Для оценки пластичности листов, например, для глубокой штамповки, часто применяют испытание по Эриксену, при котором полусферический пуансон заданных размеров вдавливается в образец листа, установленный в специальной матрице, с образованием чашеобразной лунки (рисунок 4). Глубина полученной лунки (до образования трещины) определяется по показаниям соответствующих шкал испытательного прибора. Эта глубина является индикатором пригодности металла, например, к глубокой штамповке.

ispytanie-po-eriksenu

Рисунок 4

Ценность этого испытания заключается в том, оно способно выявлять такие дефекты металла как крупнозернистая структура и чрезмерная анизотропия свойств. При крупном зерне получается сильно шероховатая поверхность лунки или раннее разрушение из-за местного утонения. Анизотропия свойств оказывает влияние на форму разрушения в лунке – при отсутствии анизотропии оно распространяется по окружности.  

Ссылка: TALAT 1501

Запись опубликована в рубрике Свойства. Добавьте в закладки постоянную ссылку.