In dit overzicht worden vijf veelgebruikte gesmede aluminiumlegeringen met elkaar vergeleken: 1050, 2024, 5052, 6063 en 7075. De tabellen geven een overzicht van het gehalte aan magnesium, silicium, mangaan, koper, chroom, zink en ijzer; het smeltbereik, de dichtheid, de thermische uitzetting, de thermische geleidbaarheid, de soortelijke warmte en de elektrische weerstand; en de rek, hardheid, de Poisson-verhouding, de afschuifsterkte, de elasticiteitsmodulus, de treksterkte en de vloeigrens. In de toelichtingen worden de toepassingen, de warmtebehandelbaarheid, de corrosiebestendigheid, de ductiliteit en het belang voor de lucht- en ruimtevaart van de 1000-, 2000-, 5000-, 6000- en 7000-series toegelicht. Het artikel behoudt de door de bron vermelde procesomstandigheden, eenheden, materiaalkwaliteiten en technische verbanden ter praktische referentie.
Aluminiumlegeringen worden op grote schaal gebruikt in ruimtevaartmechanismen vanwege hun lage dichtheid en hoge specifieke sterkte. Tot de nadelen behoren een lage stijfheid en hardheid, een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt en gevoeligheid voor adhesieve slijtage en schuren, waardoor een oppervlaktebehandeling nodig is om de tribologische prestaties te verbeteren. Wanneer een paar onderdelen van een aluminiumlegering onder vacuüm tegen elkaar schuift, vertoont dit een hoge en variabele wrijvingscoëfficiënt (μ > 0,5). In de onderstaande tabellen staan de samenstelling en de fysische en mechanische eigenschappen van gangbare aluminiumlegeringen vermeld. Deze legeringen bevatten verschillende hoeveelheden versterkende elementen zoals Mg, Cu, Si en Zn.
| Aluminiumlegering | 1050 | 2024 | 5052 | 6063 | 7075 |
|---|---|---|---|---|---|
| Chemische samenstelling (% gew.; rest Al) | |||||
| Mg | 0.05 | 1.2-1.8 | 2.2-2.8 | 0.45-0.9 | 2.1-2.9 |
| Si | 0.25 | 0.5 | 0.2-0.6 | ||
| Mn | 0.05 | 0.3-0.9 | |||
| Cu | 0.05 | 3.8-4.9 | 0.1 | 1.2-1.6 | |
| Cr | 0.1 | 0.15-0.35 | 0.1 | 0.18-0.28 | |
| Zn | 0.07 | 0.25 | 0.1 | 5.1-6.1 | |
| Fe | 0.4 | 0.5 | 0.35 | ||
| Fysische eigenschappen | |||||
| Smeltpunt (°C) | 650-660 | 500-640 | 593-649 | 600-652 | 477-638 |
| Dichtheid (g/cm3) | 2.71 | 2.77 | 2.7 | 2.71 | 2.8 |
| Thermische uitzettingscoëfficiënt (×10−6/K) | 24 | 24 | 23.5 | 23.4 | 23.6 |
| Warmtegeleidingsvermogen [W/(m·K)] | 237 | 113 | 135-160 | 180-218 | 121 |
| Soortelijke warmte [J/(kg·K)] | 920 | 920 | 921 | 880 | 962 |
| Elektrische weerstand (μΩ·cm) | 2.67E-08 | 4.6E-08 | 5.1E-08 | 3.3E-08 | 5.7E-08 |
| Mechanische eigenschappen | |||||
| Rek (%) | 40/4 | 22A/18T | 25A/7T | 15A/12T | 17A/11T |
| Hardheid (HB) | 18-44 | 47A/125T | 45A/100T | 115A/73T | 60 A/150 t |
| Hardheid (HV) | 8-22 | 30-50 | |||
| Charpy-slagproef (ft·lb/in) | |||||
| Poisson-coëfficiënt | −0,35 | −0,35 | −0,35 | −0,35 | −0,35 |
| Afschuifsterkte (MPa) | 30-80 | 124A/537T | 125A/175T | 69A/151T | 151A/331T |
| Trekmodulus (Young) (GPa) | 70.6 | 73 | 65-75 | 67 | 72 |
| Treksterkte (MPa) | 70/175 | 186A/495T | 193A/290T | 90A/290T | 227A/572T |
| Ultieme buigsterkte (MPa) | |||||
| Vloeigrens σ0.2 (MPa) | 28-150 | 76A/395T | 89A/255T | 48A/270T | 103A/503T |
Opmerking: A staat voor gegloeid en T voor verouderd.
Alle legeringen in de tabel zijn bewerkbare aluminiumlegeringen. De 1000-serie bestaat uit commercieel zuiver aluminium met een lage sterkte en een goede vervormbaarheid. De 2000-serie bevat koper en magnesium, biedt een hoge sterkte en kan warmtebehandeld worden, hoewel koper de corrosiebestendigheid vermindert. Magnesium is het belangrijkste legeringselement in de 5000-serie, die een goede corrosiebestendigheid en betere mechanische eigenschappen heeft dan de 1000-, 3000- en 4000-serie. De warmtebehandelbare 6000-serie heeft een lagere corrosiebestendigheid dan de 5000-serie, maar voldoet aan algemene technische eisen. De 7000-serie wordt voornamelijk gebruikt voor gespecialiseerde toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en kan warmtebehandeld worden; koper vermindert de corrosiebestendigheid en lasbaarheid, maar zorgt voor een aanzienlijke versterking.
Deel uw tekening, materiaal, tolerantiedoel of toepassingsvraag. Ons engineeringteam kan de bewerkingsroute bekijken en een praktische volgende stap voorstellen.
Materiaalgids
Deze tabel bevat gegevens over de chemische samenstelling en de mechanische eigenschappen van bewerkte aluminiumlegeringen die veel worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart. De samenstellingsgegevens hebben betrekking op de 1100-serie, ...
Artikel lezenMateriaalgids
Dikke, zeer sterke gelaste aluminiumconstructies vereisen een hoge warmte-inbreng, maar vervormen gemakkelijk als gevolg van snelle warmtegeleiding en thermische uitzetting. In deze handleiding wordt uitgelegd...
Artikel lezenMateriaalgids
De microstructuren van aluminiumlegeringen zijn afhankelijk van de samenstelling, het giet- of bewerkingsverloop en de warmtebehandeling. In deze referentie worden de kenmerkende fasen in gegoten Al-Si, Al-Cu, Al-Mg, ... beschreven.
Artikel lezenMateriaalgids
Additieve fabricage met aluminium maakt het mogelijk om lichtgewicht, complexe onderdelen te vervaardigen die moeilijk te produceren zijn met alleen conventionele giet-, smeed- of verspaningstechnieken. In deze gids worden...
Artikel lezen
