Wszystko o aluminium 5052 (właściwości, wytrzymałość i zastosowania)

Christian Cavallo

Nowoczesne komercyjne aluminium występuje w wielu rodzajach, zwanych stopami, a każdy z nich zapewnia unikalne korzyści w zależności od wybranego stopu. Stop jest ulepszonym materiałem inżynieryjnym, wykonanym przez dodanie unikalnych elementów do metalu bazowego. W tym artykule, metalem bazowym jest aluminium, a tymi unikalnymi elementami mogą być krzem, miedź, cynk i/lub wiele innych elementów metalicznych. Te elementy „stopowe” mogą zwiększyć wytrzymałość, przewodność, odporność lub właściwości chemiczne metalu bazowego i uczynić go bardziej uniwersalnym jako materiał inżynieryjny. Aluminium jest łatwo stopowe, więc istnieje wiele serii stopów aluminium, które zostały zorganizowane przez The Aluminum Association (AA Inc.) w oparciu o ich elementy stopowe, a każdy z nich otrzymał czterocyfrową nazwę. 5052 stopu aluminium będzie głównym przedmiotem tego artykułu, który pochodzi z serii 5xxx stopów aluminium, lub tych, które używają magnezu jako podstawowy element stopowy (dla lepszego zrozumienia nomenklatury stopów aluminium, odwiedź nasz artykuł wszystko o 6061 stopu aluminium). Fizyczne, mechaniczne i chemiczne właściwości aluminium 5052 zostaną podkreślone w tym artykule, aby pokazać, że jest to nieoceniony zasób dla niektórych istotnych aplikacji.

Właściwości fizyczne aluminium 5052

Jak wyjaśniono wcześniej, stopy aluminium mają określone procenty pierwiastków stopowych, które poprawiają właściwości materiału; te procenty są ważne, ponieważ odróżniają jeden stop od drugiego, zwłaszcza w ramach tej samej serii. Typ 5052 aluminium zawiera 97,25% Al, 2,5%Mg i 0,25%Cr, a jego gęstość wynosi 2,68 g/cm3 (0,0968 lb/in3). Ogólnie rzecz biorąc, stop aluminium 5052 jest silniejszy niż inne popularne stopy, takie jak aluminium 3003, a także ma lepszą odporność na korozję ze względu na brak miedzi w jego składzie.

Właściwości stopu aluminium 5052 różnią się w zależności od tego, jak jest on obrabiany na zimno, lub wzmocniony przy użyciu procesu utwardzania pracy. Po obróbce, lub trwale zmienione w kształcie (myśleć gięcia, formowania, walcowania, itp.), metale takie jak aluminium będzie wzrost wytrzymałości, ale spadek ciągliwości. Jest to konsekwencją struktury molekularnej metalu, ale dla zwięzłości tego wyjaśnienia, wystarczy wiedzieć, że istnieją mechaniczne metody, aby stopy aluminium stały się mocniejsze. Istnieje kilka różnych procedur utwardzania stopu aluminium 5052, ale w tym artykule wykorzystano wartości wytrzymałości z utwardzonego H32 stopu aluminium 5052 (5052-H32). Należy pamiętać, że ten stop nie może być wzmocniony w procesie obróbki cieplnej, z którego korzystają inne stopy aluminium, takie jak aluminium 7075 lub aluminium 6061 (więcej informacji na temat obróbki cieplnej można znaleźć w tych odpowiednich artykułach).

Właściwości mechaniczne

Istnieją pewne ważne metryki, które należy znać podczas rozumienia właściwości mechanicznych materiału inżynierskiego, a wszystkie one są podsumowane w tabeli 1 poniżej.

Pierwsze dwie ważne wartości to moduł sprężystości i moduł ścinania, które reprezentują odpowiedź materiału na siły osiowe (ciągnące/pchające) i ścinające (skręcające/przecinające), odpowiednio. Środki te są ustalane empirycznie z wykorzystaniem testów obciążeniowych, a moduł sprężystości i moduł ścinania dla aluminium 5052 wynoszą odpowiednio 70,3 GPa (10 200 ksi) i 25,9 GPa (3 760 ksi).

Granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie są również głównymi wartościami, które należy znać podczas określania materiału. Reprezentują one maksymalną wartość naprężenia, które powoduje odkształcenie sprężyste (nietrwałe) i plastyczne (trwałe). Aby uzyskać bardziej dogłębne zrozumienie tych wartości, odwiedź nasz artykuł o stopie aluminium 7075. Granica plastyczności jest zazwyczaj najbardziej istotną wartością w zastosowaniach statycznych, gdzie materiał nie może się trwale odkształcić (np. w zastosowaniach konstrukcyjnych). Jednakże, granica plastyczności może być konieczna w szczególnych przypadkach, więc nie zaszkodzi ją poznać. Stop aluminium 5052 ma granicę plastyczności 193 MPa (28,000 psi) i wytrzymałość na rozciąganie 228 MPa (33,000 psi), co oznacza, że jest umiarkowanie mocny w porównaniu z innymi popularnymi stopami.

Wytrzymałość na ścinanie to wytrzymałość materiału, gdy jest on „ścinany” przez przeciwne siły wzdłuż płaszczyzny. Stop aluminium 5052 jest często narażony na ten stres, ponieważ jest on powszechnie tłoczony z blachy. Zasadniczo, siła stempla przeciwstawia się sile płyty na powierzchni roboczej, ścinając (lub tnąc) metal przez płaszczyznę prostopadłą (lub najcieńszy wymiar blachy). Dla bardziej intuicyjnego zrozumienia tych wartości, zapraszamy do odwiedzenia naszego artykułu wszystko o 6061 stopu aluminium. Wytrzymałość na ścinanie stopu aluminium 5052 wynosi 138 MPa (20000 psi), co jest ponownie umiarkowanie silniejsze niż niektóre inne popularne stopy.

Tabela 1: Podsumowanie właściwości mechanicznych dla stopu aluminium 5052.

Odporność na korozję

5052 stop aluminium jest szczególnie przydatny ze względu na zwiększoną odporność na środowiska żrące. Wszystkie stopy aluminium tworzą warstwę tlenku w obecności powietrza/wody, która chroni chemicznie aktywne aluminium przed dalszą reakcją ze środowiskiem zewnętrznym. Odporność na korozję zależy od temperatury, chemikaliów zawartych w powietrzu i najbliższego środowiska pracy, jednak w warunkach otoczenia, aluminium 5052 zachowuje się wyjątkowo dobrze. Aluminium typu 5052 nie zawiera miedzi, co oznacza, że nie ulega łatwo korozji w środowisku słonej wody, która może atakować i osłabiać kompozyty miedziano-metalowe. Stop aluminium 5052 jest więc preferowanym stopem do zastosowań morskich i chemicznych, gdzie inne aluminium osłabiłoby się z czasem. Aluminium 5052 w obecności alkalicznej gleby może powodować efekty korozyjne, takie jak wżery, ale jest to trudne do uogólnienia ze względu na dużą zmienność składu gleby. Ze względu na wysoką zawartość magnezu, 5052 jest szczególnie odporne na korozję wywołaną stężonym kwasem azotowym, amoniakiem i wodorotlenkiem amonu. Wszelkie inne efekty żrące mogą być złagodzone/usunięte przez zastosowanie powłoki ochronnej, co czyni stop aluminium 5052 bardzo atrakcyjnym dla zastosowań, które wymagają obojętnego, a zarazem wytrzymałego materiału.

Zastosowanie aluminium 5052

5052 aluminium jest mocniejsze niż inne popularne stopy i ma zwiększoną odporność na korozję. Te cechy pozwalają 5052 aluminium wyróżniać się w przemyśle morskim, jak również w elektronice i zastosowaniach chemicznych. Zastosowania aluminium 5052 są rozległe, ale niektóre godne uwagi aplikacje obejmują:

• Statki ciśnieniowe
• Sprzęt morski
• Obudowy elektroniczne
• Podwozia elektroniczne
• Rurki hydrauliczne
• Sprzęt medyczny
• Znaki towarowe

aby wymienić tylko kilka popularnych przykładów.

Podsumowanie

Ten artykuł przedstawił krótkie podsumowanie właściwości, wytrzymałości i zastosowań aluminium 5052. Aby uzyskać informacje na temat innych produktów, zapoznaj się z naszymi dodatkowymi przewodnikami lub odwiedź platformę Thomas Supplier Discovery Platform, aby zlokalizować potencjalne źródła dostaw lub zapoznać się ze szczegółami dotyczącymi konkretnych produktów. Posiadamy również przewodniki na temat innych rodzajów aluminium, w tym aluminium 6061, aluminium 7075 i aluminium 3003.

Inne artykuły o aluminium

• Top Aluminum Suppliers and Manufacturers in the USA
• Różne rodzaje gatunków aluminium (Właściwości i zastosowania)
• Wszystko o aluminium 6061 (Właściwości, wytrzymałość i zastosowania)
• Wszystko o aluminium 7075 (Właściwości,
• Wszystko o aluminium 2024 (Właściwości, Wytrzymałość i Zastosowania)
• Wszystko o aluminium 6063 (Właściwości, Wytrzymałość i Zastosowania)
• Wszystko o aluminium 3003 (Właściwości, Wytrzymałość i Zastosowania)
• 6061 Aluminium vs. 7075 Aluminum – Różnice we właściwościach, wytrzymałości i zastosowaniach
• 6061 Aluminum vs. 6063 Aluminum – Różnice we właściwościach, wytrzymałości i zastosowaniach
• 6061 Aluminum vs. 5052 Aluminium – Różnice we właściwościach, wytrzymałości i zastosowaniach
• 6061 Aluminium vs. 2024 Aluminium – Różnice we właściwościach, wytrzymałości i zastosowaniach
• 3003 Aluminium vs. 6061 Aluminium – Różnice we właściwościach, wytrzymałości i zastosowaniach

.