Data:11 lutego 2025 21:37

Jakie aluminium jest najtwardsze?

Twardość metalu jest cechą, jak dobrze materiał jest odporny na lokalne odkształcenia plastyczne. Istnieje kilka różnych skal i systemów mierzących twardość metalu takiego jak aluminium.

Skala twardości aluminium w zależności od metody

Jeśli chodzi o określenie twardości, najczęściej stosuje się skalę Mohsa. System ten określa twardość na podstawie zużycia powierzchni – zarysowania jednego materiału innymi materiałami. Jeśli materiał A może zarysować materiał B, to materiał A jest twardszy niż B. Skala ta jest używana prawie wyłącznie do minerałów i kamieni szlachetnych, ale można ją również zastosować do metali. W tym przypadku Twardość aluminium kształtuje się na poziomie 2,75 i jest pomiędzy cyną a miedzią.

Metoda twardości Rockwella porównuje dwa wcięcia wykonane w materiale. Jeden wykonany z małym obciążeniem, drugi z dużym obciążeniem. Unikalną cechą skali Rockwella jest to, że koreluje ona liniowo z wytrzymałością materiału na rozciąganie. Twardość Rockwella jest zwykle zarezerwowana dla twardszych materiałów. Twardość aluminium mieści się tu w przedziale 20 – 25 punktów. I podobnie jak w przypadku Mohsa znajduje się pomiędzy cyną a miedzią.

Skala twardości Brinella jest powszechnie akceptowaną miarą twardości materiałów. Polega na wciśnięciu kulki ze stali (lub węglika wolframu w przypadku twardszych materiałów) w badany element ze stałą i znaną siłą. Im bardziej miękki materiał, tym głębiej wniknie kulka i odwrotnie. Następnym krokiem jest dokonanie pomiaru średnicy powstałego wycisku. Skala twardości aluminium przy tej metodzie to 15 punktów.

Skala twardości Vickersa wykorzystuje kwadratowy diament w kształcie piramidy, który odciska się w materiale. Następnie dokonuje się pomiaru. Wielkość wycisku określa, jak głęboko został on wepchnięty w materiał. Następnie stosuje się wzór w celu określenia twardości materiału. Aluminium notuje tu twardość 160 – 350 punktów.

Skala twardości aluminium w zależności od stopu

Aluminium jest najczęściej łączone z miedzią, cynkiem, magnezem, krzemem, manganem i litem. Dodawane są również niewielkie dodatki chromu, tytanu, cyrkonu, ołowiu, bizmutu i niklu. Istnieje ponad 300 stopów kutych, z czego 50 jest w powszechnym użyciu. Zwykle są one identyfikowane za pomocą systemu czterocyfrowego, który powstał w USA i jest obecnie powszechnie akceptowany. Tabela stopów aluminium zazwyczaj szereguje je od najtwardszych po najmniej odporne na odkształcenia. Jednak skala twardości aluminium nie zawsze odzwierciedla właściwości konkretnego stopu.

Odlewane a kute aluminium

Stopy aluminium można ogólnie podzielić na dwie kategorie: stopy aluminium odlewane i stopy aluminium do obróbki plastycznej. Stopy aluminium odlewane to takie, które zawierają w składzie > 22% pierwiastków stopowych. Zawartość procentowa pierwiastków stopowych ma ogromny wpływ na właściwości materiału. Aluminium traci swoją plastyczność w miarę dodawania większej ilości pierwiastków stopowych, przez co większość stopów odlewniczych jest podatna na pękanie. I odwrotnie, stopy kute pozwoliły projektantom zwiększyć wytrzymałość aluminium, odporność na korozję, przewodność itp., Przy jednoczesnym zachowaniu plastyczności i innych korzystnych właściwości.

Odlewane stopy aluminium mają zazwyczaj niską temperaturę topnienia i wytrzymałość na rozciąganie w porównaniu do aluminium kutego. Najpowszechniej stosowanym stopem aluminium jest stop aluminiowo-krzemowy, który charakteryzuje się dużą zawartością krzemu, co umożliwia łatwe odlewanie stopu. Całość i właściwości poszczególnych stopów pokazuje tabela stopów aluminium. Najtwardsze stopy aluminium

Tabela stopów aluminium wskazuje, że te najtwardsze to stopy serii 7xxx. Mają jednak dużą wadę – są podatne na korozję naprężeniową. Skala twardości aluminium jest tu wysoka ze względu na zastosowane pierwiastki. Najczęściej jest to od 1 do 9% cynku, od 1 do 3% magnezu, a dla niektórych stopów – do 3,0% miedzi, aluminium. Stopy te wzmacnia się poprzez obróbkę cieplną. Zastosowania tych stopów związane są z ich dużą wytrzymałością. To — inżynieria lotnicza, sprzęt wojskowy i sprzęt energetyki jądrowej. Ponadto wykorzystuje się je w budownictwie, a także do produkcji sprzętu sportowego, na przykład kijów narciarskich i rakiet tenisowych.