Что такое алюминий 5052?
алюминий 5052 представлен во многих типах, известных как сплавы, и каждый обеспечивает уникальные преимущества в зависимости от выбранного сплава. Сплав — это улучшенный инженерный материал, созданный путем добавления уникальных элементов в базовый металл. В этой статье в качестве базового металла рассматривается алюминий, а эти уникальные элементы могут быть кремний, медь, цинк и/или многие другие металлические элементы. Эти «легирующие» элементы могут повышать прочность, электропроводность, устойчивость или химические свойства базового металла и делать его более универсальным как инженерный материал. Алюминий легко легируется, поэтому существует множество серий алюминиевых сплавов, организованных Ассоциацией алюминия (AA Inc.) на основе их легирующих элементов, каждая из которых имеет четырехзначное название. Сплав алюминия 5052 будет основным фокусом этой статьи, он относится к серии 5xxx алюминиевых сплавов, или тем, которые используют магний в качестве основного легирующего элемента (для лучшего понимания номенклатуры алюминиевых сплавов, пожалуйста, посетите нашу статью о сплаве 6061). Физические, механические и химические свойства алюминия 5052 будут выделены в этой статье, чтобы показать, что он является незаменимым ресурсом для некоторых важных применений.
Физические свойства алюминия 5052
Как было объяснено ранее, алюминиевые сплавы имеют определенные процентные содержания легирующих элементов, которые улучшают свойства материала; эти проценты важны, потому что они различают один сплав от другого, особенно внутри одной серии. Тип алюминия 5052 содержит 97,251% Al, 2,51% Mg и 0,251% Cr, а его плотность составляет 2,68 г/см³ (0,0968 фунта/дюйм³). Обычно сплав алюминия 5052 прочнее других популярных сплавов, таких как алюминий 3003, и также обладает улучшенной коррозионной стойкостью благодаря отсутствию меди в составе.
Свойства сплава алюминия 5052 зависят от того, как он подвергался холодной обработке или был сделан прочнее с помощью процесса упрочнения за счет работы. При обработке или постоянном изменении формы (например, сгибание, формование, прокатка и т.д.) металлы, такие как алюминий, увеличивают свою прочность, но уменьшают пластичность. Это связано с молекулярной структурой металла, но для краткости этого объяснения достаточно знать, что существуют механические методы для повышения прочности алюминиевых сплавов. Существует несколько различных процедур упрочнения 5052 алюминия, но в этой статье используются значения прочности для упрочненного сплава 5052-H32. Обратите внимание, что этот сплав не может быть упрочнен с помощью термической обработки, что выгодно другим алюминиевым сплавам, таким как 7075 или 6061 (более подробную информацию о термической обработке можно найти в соответствующих статьях).
Механические свойства
Есть некоторые важные показатели, которые нужно знать при понимании механических свойств инженерного материала, и все они суммированы в таблице 1 ниже.
Первые два важных значения — модуль упругости и сдвиговая модуль, которые отражают реакцию материала на осевые (тянущие/толкающие) и сдвиговые (скручивающие/резательные) силы соответственно. Эти показатели определяются эмпирически с помощью стресс-тестов, и модуль упругости и сдвиговая модуль алюминия 5052 составляют 70,3 ГПа (10 200 кси) и 25,9 ГПа (3 760 кси) соответственно.
Предел текучести и предел прочности также являются ключевыми значениями при указании материала. Они представляют собой максимальное напряжение, вызывающее эластическую (временную) и пластическую (постоянную) деформацию. Для более глубокого понимания этих значений посетите нашу статью о сплаве 7075. Предел текучести обычно является наиболее важным показателем в статических приложениях, где материал не должен подвергаться постоянной деформации (например, в конструкционных целях). Однако предел прочности может быть необходим в определенных случаях, поэтому его знание не повредит. Сплав алюминия 5052 имеет предел текучести 193 МПа (28 000 psi) и предел прочности на растяжение 228 МПа (33 000 psi), что означает его умеренную прочность по сравнению с некоторыми популярными сплавами.
Сдвиговая прочность — это прочность материала при сдвиге его opposing forces along a plane. Сплав алюминия 5052 часто подвергается этому виду нагрузки, так как он обычно штамповка из листового металла. По сути, сила штампа противодействует силе листа на рабочей поверхности, срезая (или режа) металл через перпендикулярную плоскость (или самую тонкую сторону листа). Для более интуитивного понимания этих значений посетите нашу статью о сплаве 6061. Сдвиговая прочность алюминия 5052 составляет 138 МПа (20 000 psi), что снова является умеренно более прочным, чем некоторые другие распространенные сплавы.
Обзор механических свойств сплава алюминия 5052.
| Механические свойства | Метрическая система | Английский |
| Максимальная прочность на растяжение | 228 МПа | 33000 psi |
| Предел текучести при растяжении | 193 МПа | 28000 psi |
| Сдвиговая прочность | 138 МПа | 20000 psi |
| Модуль упругости | 70.3 ГПа | 10200 ksi |
| Коэффициент сдвига | 25.9 ГПа | 3760 ksi |
Коррозионная стойкость алюминия 5052
алюминий 5052 сплав особенно полезен благодаря повышенной стойкости к щелочным средам. Все алюминиевые сплавы образуют оксидный слой при контакте с воздухом/водой, что защищает химически активный алюминий от дальнейшей реакции с окружающей средой. Степень коррозионной стойкости зависит от температуры, химических веществ в воздухе и близлежащей рабочей среды; однако при обычных условиях алюминий 5052 показывает отличную устойчивость. Алюминий типа 5052 не содержит меди, что означает, что он не склонен к коррозии в соленой воде, которая может атаковать и ослаблять медные металлокомпозиты. Поэтому сплав алюминия 5052 является предпочтительным для морских и химических применений, где другие алюминиевые сплавы со временем ослабевают. Алюминий 5052 при контакте с щелочной почвой может вызывать коррозийные эффекты, такие как ямки, но это трудно обобщить из-за высокой вариативности состава почвы. Благодаря высокому содержанию магния 5052 особенно хорошо сопротивляется коррозии от концентрированной азотной кислоты, аммиака и гидроксида аммония. Любые другие щелочные эффекты можно устранить с помощью защитного покрытия, что делает сплав алюминия 5052 очень привлекательным для применения в условиях, требующих инертного, но прочного материала.
Применение алюминия 5052
алюминий 5052 превосходит по прочности другие популярные сплавы и обладает повышенной коррозионной стойкостью. Эти характеристики позволяют алюминию 5052 успешно использовать в морской промышленности, а также в электронике и химической сфере. Области применения алюминия 5052 очень разнообразны, но к наиболее заметным относятся:
Объемные сосуды
Морское оборудование
Электронные корпуса
Электронные шасси
Гидравлические трубы
Медицинское оборудование
Хардварные знаки
XTJ — ведущий OEM-производитель, который занимается предоставлением комплексных решений от прототипа до производства. Мы гордимся тем, что являемся сертифицированной системой управления качеством ISO 9001, и стремимся создавать ценность в каждом клиентском взаимодействии. Мы достигаем этого через сотрудничество, инновации, улучшение процессов и исключительное мастерство.
