알루미늄 항복 강도: 응용 분야, 선택 기준 및 실제 지침

기계 프레임이 6061-T6 알루미늄 압출로 제작된 경우 첫 번째 영구 굽힘을 예측하는 숫자는 알루미늄 항복 강도 , 인장강도가 아닙니다. T6 템퍼에서 6061은 276 MPa의 일반적인 항복 강도를 가지므로 구조 부재는 290 MPa 인장 등급에 도달하기 훨씬 전에 해당 응력 근처에서 세트를 시작합니다.

대부분의 조인트와 빔은 탄성을 유지하도록 설계되었기 때문에 이는 T-슬롯 프레임에서 중요합니다. 엔지니어가 최대 인장 강도만을 사용하여 스팬 크기를 조정하면 프레임이 파손되기 오래 전에 영구적으로 처질 수 있습니다. 항복 강도는 내하중 알루미늄 구조물의 실제 설계 한계입니다.

알루미늄 항복 강도는 무엇이며 프레임 한계를 결정하는 이유는 무엇입니까?

알루미늄 항복 강도는 재료가 소성 변형되기 시작하는 응력으로 MPa 또는 ksi로 표시됩니다. 알루미늄은 날카로운 항복점이 없기 때문에 엔지니어는 0.2% 오프셋 방지 응력을 사용합니다.

간단한 예: 항복 강도가 276 MPa인 6061-T6 프로파일은 180 MPa까지 로드될 수 있으며 편안한 여유를 갖고 원래 모양으로 돌아갈 수 있습니다. 250 MPa에서는 마진이 얇고 슬롯 가장자리의 국부적인 응력 집중으로 인해 재료가 항복을 넘어설 수 있습니다.

실질적인 결과는 경도나 인장 강도가 아닌 항복 강도가 산업용 프레임, 워크스테이션, 인클로저 및 선형 모션 구조에 대한 프로파일 선택의 첫 번째 단계를 주도해야 한다는 것입니다.

합금 및 템퍼에 따른 알루미늄 항복 강도 값

일반적인 압출 알루미늄 합금의 일반적인 항복 강도 범위는 1100-O의 경우 34MPa에서 7075-T6의 경우 503MPa입니다. 아래 표에는 공급업체 데이터시트와 공장 인증서에서 찾을 수 있는 값이 수집되어 있습니다.

라이트 가드 및 파티션의 경우 6063-T5이면 충분합니다. 구조 기둥 및 보의 경우 6061-T6이 일반적인 기본값입니다. 프레임이 더 높은 서비스 하중을 견뎌야 하는 경우 고강도 3030 T-슬롯 프로파일은 더 큰 시리즈로 이동하지 않고도 작동하는 가장 작은 섹션인 경우가 많습니다.

HS-8-3030A 2.0mm 벽을 갖춘 고강도 3030 T-슬롯 알루미늄 프로파일 이 30x30mm 프로파일은 두꺼운 2.0mm 벽을 사용하여 구조 프레임의 하중 용량을 향상시킵니다. 컴팩트한 3030 시리즈를 유지하면서 표준 라이트 가드보다 더 높은 강도가 요구되는 용도에 적합합니다. 제품보기 →

6061 대 6063: 항복 강도가 압출 선택을 어떻게 변화시키는가

T-슬롯 프레이밍의 경우 실용적인 선택은 거의 항상 6061-T6과 6063-T6 사이입니다. 6061은 더 높은 항복 강도와 더 나은 가공 모서리를 제공합니다. 6063은 표면이 더 매끄럽고 얇거나 복잡한 부분을 더 쉽게 압출할 수 있습니다.

기계 기둥의 볼트 체결부의 경우 6061의 더 높은 항복 강도는 예압 시 슬롯 톱니가 눌려지는 위험을 줄여줍니다. 부품이 양극 산화 처리된 인클로저인 경우 6063은 얇은 벽 부분에서 압출하기가 더 쉽고 더 균일한 표면을 생성합니다. 대략 25kN 이상의 기둥 하중의 경우, 견고한 6061 프로파일 벽이 더 두꺼울수록 출발점이 더 안전해집니다.

HS-8-4040D 3.2mm 두께의 벽을 갖춘 헤비듀티 4040 T-슬롯 프로파일 3.2mm 벽과 사전 드릴링된 구멍이 없는 이 40x40mm 프로파일은 맞춤형 커넥터를 위한 유연한 드릴링 및 태핑을 제공합니다. 가벼운 부분보다 더 높은 강성이 필요한 무거운 프레임에 적합한 강력한 옵션입니다. 제품보기 →

압출 알루미늄 프로파일의 항복 강도는 어떻게 변화합니까?

합금이 고정된 후 템퍼는 항복 강도에 가장 큰 영향을 미치고 냉간 가공, 온도 및 단면 형상이 그 뒤를 따릅니다. 기본 합금은 천장을 설정합니다. 처리는 실제 값을 설정합니다.

• 합금 구성: 6xxx 합금의 마그네슘과 실리콘은 노화 경화 단계를 생성합니다. 2xxx에서 구리 및 리튬 증가 반응; 마그네슘이 함유된 아연은 7xxx를 최고의 강도로 만듭니다.
• 열처리: T5는 압출 후 냉각되고 인위적으로 노화됩니다. T6은 용체화 열처리, 담금질 및 시효 처리된 제품입니다. 6xxx 합금에서 T6은 T5에 비해 항복강도를 40~60% 높입니다.
• 냉간 작업: 압출 후 신장 및 교정은 항복 강도를 약간 증가시키지만 연신율은 감소합니다. 이것이 바로 최종 템퍼링 및 교정 순서가 공장 인증서의 일부인 이유입니다.
• 서비스 온도: 150C 이상에서 장시간 노출되면 6061-T6 항복 강도가 200MPa 미만으로 감소할 수 있습니다. 더운 환경에서는 열적으로 안정적인 합금을 선택하십시오.
• 단면 형상: 항복 강도는 재료 특성이지만 프로파일의 실제 하중 한계는 얇은 단면에서 항복하기 전에 국부적인 좌굴을 제어하는 벽 두께와 모양에 따라 달라집니다.

압출재 구매 시 항복 강도 데이터를 적용하는 방법

내하중 프레임용 알루미늄 압출재를 구매할 때 마케팅 페이지의 일반적인 값이 아닌 밀 인증서의 최소 항복 강도를 사용하십시오.

1. 배치에 대한 인장 시험 보고서를 요청합니다. ASTM B557 또는 EN ISO 6892-1이 일반적인 표준입니다.
2. 전체 템퍼 코드를 확인하세요. T6과 T651은 잔류 응력 수준이 다르며 이는 가공 안정성에 영향을 미칩니다.
3. 최소 항복 강도를 최악의 경우 적용 응력과 비교하십시오. 1.5의 안전 계수는 정적 실내 프레임의 바닥입니다. 순환 또는 동적 하중에는 2.0 이상을 사용하십시오.
4. 커넥터 부하 등급을 별도로 확인하십시오. 모서리 커넥터 또는 볼트 예압의 크기가 작은 경우 항복 강도가 276MPa인 프로파일은 접합부에서 여전히 파손됩니다.

Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd.와 같은 공급업체는 각 프로필 페이지에 단면 중량, 성질 및 표면 마감을 나열하므로 맞춤형 길이를 주문하기 전에 항복 강도 가정을 더 쉽게 비교할 수 있습니다. 표준 압출 범위의 최상위에 있는 매우 무거운 90 x 90 프로파일은 맞춤형 금형이 정당화되기 전에 선택되는 마지막 표준 단면인 경우가 많습니다.

HS-10-9090W 5.4mm 벽을 갖춘 초대형 9090 T-슬롯 압출 이 90x90mm 프로파일은 강화된 5.4mm 벽을 특징으로 하여 높은 하중에서 최대의 강성을 제공합니다. 이는 맞춤형 금형 이전에 최고의 표준 압출재로 자리매김하여 처짐을 최소화하면서 까다로운 산업용 프레임에 이상적입니다. 제품보기 →

알루미늄 항복 강도 FAQ