All About 5052 Aluminum (Properties, Strength and Uses)

Guides

Nykyaikaista kaupallista alumiinia on monenlaista, niin sanottuja seoksia, ja jokainen tarjoaa ainutlaatuisia etuja riippuen valitusta seoksesta. Seos on parannettu tekninen materiaali, joka on valmistettu lisäämällä ainutlaatuisia elementtejä perusmetalliin. Tässä artikkelissa kyseinen perusmetalli on alumiini, ja nämä ainutlaatuiset elementit voivat olla piitä, kuparia, sinkkiä ja/tai monia muita metallisia elementtejä. Nämä ”seosaineet” voivat lisätä perusmetallin lujuutta, johtavuutta, joustavuutta tai kemiallisia ominaisuuksia ja tehdä siitä monipuolisemman teknisenä materiaalina. Alumiinia on helppo seostaa, joten on olemassa lukuisia alumiiniseossarjoja, jotka The Aluminum Association (AA Inc.) on järjestänyt seosaineiden perusteella ja joille on annettu nelinumeroinen nimi. Tässä artikkelissa keskitytään pääasiassa 5052-alumiiniseokseen, joka kuuluu alumiiniseosten 5xxx-sarjaan eli niihin seoksiin, joissa käytetään magnesiumia ensisijaisena seosaineena (jos haluat paremman käsityksen alumiiniseosten nimikkeistöstä, tutustu artikkeliin 6061-alumiiniseoksesta). Tässä artikkelissa korostetaan 5052-alumiinin fysikaalisia, mekaanisia ja kemiallisia ominaisuuksia osoittaaksemme, että se on korvaamaton voimavara joihinkin elintärkeisiin sovelluksiin.

5052-alumiinin fysikaaliset ominaisuudet

Kuten aiemmin selitettiin, alumiiniseoksilla on tietyt prosentuaaliset osuudet seosaineita, jotka parantavat materiaaliominaisuuksia; nämä prosentuaaliset osuudet ovat tärkeät, koska ne erottavat metalliseoksen toisistaan, erityisesti saman sarjan sisällä. Tyypin 5052 alumiini sisältää 97,25 % Al, 2,5 %Mg ja 0,25 %Cr, ja sen tiheys on 2,68 g/cm3 (0,0968 lb/in3). Yleensä 5052-alumiiniseos on vahvempi kuin muut suositut seokset, kuten 3003-alumiini, ja sillä on myös parempi korroosionkestävyys, koska sen koostumuksessa ei ole kuparia.

5052-alumiiniseoksen ominaisuudet vaihtelevat sen mukaan, miten sitä kylmämuokataan tai vahvistetaan työkarkaisuprosessin avulla. Kun metallit, kuten alumiini, työstetään tai niiden muotoa muutetaan pysyvästi (taivutus, muokkaus, valssaus jne.), niiden lujuus kasvaa, mutta muovattavuus heikkenee. Tämä on seurausta metallin molekyylirakenteesta, mutta tämän selityksen lyhyyden vuoksi riittää, että tiedät, että on olemassa mekaanisia menetelmiä, joilla alumiiniseoksista saadaan vahvempia. 5052-alumiiniseoksen työstökarkaisuun on useita eri menetelmiä, mutta tässä artikkelissa käytetään H32-karkaistun 5052-alumiiniseoksen (5052-H32) lujuusarvoja. Huomaa, että tätä seosta ei voida lujittaa lämpökäsittelyllä, josta muut alumiiniseokset, kuten 7075-alumiini tai 6061-alumiini, hyötyvät (lisätietoja lämpökäsittelystä on kyseisissä artikkeleissa).

Mekaaniset ominaisuudet

Teknisen materiaalin mekaanisten ominaisuuksien ymmärtämisessä on joitakin tärkeitä mittareita, jotka on tiivistetty alla olevaan taulukkoon 1.

Kaksi ensimmäistä tärkeää arvoa ovat kimmomoduuli ja leikkausmoduuli, jotka kuvaavat materiaalin vastetta aksiaalisille (veto-/työntö-) ja leikkausvoimille (kierto-/leikkausvoimat). Nämä mitat on määritetty empiirisesti rasituskokeiden avulla, ja 5052-alumiinin kimmomoduulin on todettu olevan 70,3 GPa (10 200 ksi) ja leikkausmoduulin 25,9 GPa (3 760 ksi).

Myötölujuus ja murtolujuus ovat myös keskeisiä arvoja, jotka on tiedettävä materiaalia määriteltäessä. Ne edustavat suurinta jännityksen määrää, joka aiheuttaa elastisen (ei-pysyvän) ja plastisen (pysyvän) muodonmuutoksen. Jos haluat syvällisemmän käsityksen näistä arvoista, käy artikkelissamme kaikki 7075-alumiiniseoksesta. Myötölujuus on yleensä merkittävin arvo staattisissa sovelluksissa, joissa materiaali ei saa koskaan muuttua pysyvästi (kuten rakennesovelluksissa). Murtolujuus voi kuitenkin olla tarpeen tietyissä tapauksissa, joten sen tunteminen ei välttämättä haittaa. Alumiiniseos 5052:n myötölujuus on 193 MPa (28 000 psi) ja murtovetolujuus 228 MPa (33 000 psi), mikä tarkoittaa, että se on kohtalaisen luja verrattuna joihinkin muihin suosittuihin seoksiin.

Leikkauslujuus on materiaalin lujuus silloin, kun vastakkaiset voimat ”leikkaavat” sitä tasossa. 5052-alumiiniseos altistuu usein tälle rasitukselle, koska se on yleisesti stanssattu metallilevystä. Pohjimmiltaan leimasimen voima vastustaa levyn voimaa työpinnalla, leikkaamalla (tai leikkaamalla) metallia kohtisuorassa tasossa (tai ohutlevyn ohuimmassa ulottuvuudessa). Jos haluat intuitiivisemman käsityksen näistä arvoista, vieraile artikkelissamme 6061-alumiiniseoksesta. 5052-alumiiniseoksen leikkauslujuus on 138 MPa (20000 psi), mikä on taas kohtalaisen vahvempi kuin jotkut muut yleiset seokset.

Taulukko 1: Yhteenveto 5052-alumiiniseoksen mekaanisista ominaisuuksista.

Korroosionkestävyys

5052 Alumiiniseos on erityisen käyttökelpoinen, koska se kestää paremmin syövyttäviä ympäristöjä. Kaikki alumiiniseokset muodostavat ilman/veden läsnä ollessa oksidikerroksen, joka suojaa kemiallisesti aktiivista alumiinia reagoimasta edelleen ulkoisen ympäristön kanssa. Korroosionkestävyys riippuu lämpötilasta, ilmassa olevista kemikaaleista ja lähimmästä työympäristöstä; ympäristöolosuhteissa 5052-alumiini kestää kuitenkin poikkeuksellisen hyvin. Tyypin 5052 alumiini ei sisällä kuparia, mikä tarkoittaa, että se ei korroosioidu helposti suolavesiympäristössä, joka voi hyökätä ja heikentää kuparimetallikomposiitteja. Siksi 5052-alumiiniseos on suositeltavin seos meri- ja kemikaalisovelluksiin, joissa muu alumiini heikkenisi ajan myötä. 5052-alumiini voi emäksisen maaperän läsnä ollessa aiheuttaa korroosiovaikutuksia, kuten pistesyöpymistä, mutta tätä on vaikea yleistää maaperän koostumuksen suuren vaihtelun vuoksi. Korkean magnesiumpitoisuutensa ansiosta 5052 kestää erityisen hyvin väkevän typpihapon, ammoniakin ja ammoniumhydroksidin aiheuttamaa korroosiota. Kaikki muut syövyttävät vaikutukset voidaan lieventää/poistaa käyttämällä suojakerrospinnoitetta, mikä tekee 5052-alumiiniseoksesta erittäin houkuttelevan sovelluksissa, joissa tarvitaan inerttiä mutta sitkeää materiaalia.

Applications of 5052 Aluminum

5052-alumiini on vahvempi kuin muut suositut seokset ja sillä on parempi korroosionkestävyys. Näiden ominaisuuksien ansiosta 5052-alumiini menestyy erinomaisesti meriteollisuudessa sekä elektroniikka- ja kemikaalisovelluksissa. 5052-alumiinin käyttökohteet ovat laajat, mutta joitakin merkittäviä käyttökohteita ovat:

• Painealukset
• Merenkulkulaitteet
• Elektroniikkakotelot
• Elektroniikkakotelot
• Hydrauliikkaputket
• Lääketieteelliset laitteistot
• Konekyltit

nimittääksemme vain muutaman yleisen esimerkin.

Yhteenveto

Tässä artikkelissa esitettiin lyhyt yhteenveto 5052-alumiinin ominaisuuksista, lujuudesta ja sovelluksista. Jos haluat tietoja muista tuotteista, tutustu lisäoppaaseihimme tai käy Thomas Supplier Discovery Platformissa etsimässä mahdollisia hankintalähteitä tai katsomassa yksityiskohtia tietyistä tuotteista. Meillä on myös oppaita muista alumiinityypeistä, kuten 6061-, 7075- ja 3003-alumiinista.

Muut alumiiniartikkelit

• Top Aluminum Suppliers and Manufacturers in the USA
• Different Types of Aluminum Grades (Properties and Uses)
• All About 6061 Aluminum (Properties, Strength and Uses)
• All About 7075 Aluminum (Properties, Lujuus ja käyttö)
• Kaikki 2024 Alumiini (Ominaisuudet, lujuus ja käyttö)
• Kaikki 6063 Alumiini (Ominaisuudet, lujuus ja käyttö)
• Kaikki 3003 Alumiini (Ominaisuudet, lujuus ja käyttö)
• 6061 Aluminum vs. 7075 Aluminum – Differences in Properties, Strength and Uses
• 6061 Aluminum vs. 6063 Aluminum – Differences in Properties, Strength and Uses
• 6061 Aluminum vs. 6063 Aluminum – Differences in Properties, Strength and Uses. 5052 Alumiini – Erot ominaisuuksissa, lujuudessa ja käyttötarkoituksissa
• 6061 Alumiini vs. 2024 Alumiini – Erot ominaisuuksissa, lujuudessa ja käyttötarkoituksissa
• 3003 Alumiini vs. 6061 Alumiini – Erot ominaisuuksissa, lujuudessa ja käyttötarkoituksissa