アルミニウム降伏強さ: 用途、選択基準、および実践的なガイダンス

機械フレームが 6061-T6 アルミニウム押し出し材で作られている場合、最初の永久的な曲がりを予測する数値は アルミニウムの降伏強さ 引張強さではありません。 T6 焼き戻しでは、6061 の典型的な降伏強さは 276 MPa であるため、構造部材は、引張定格 290 MPa に達するかなり前に、その応力近くで変形し始めます。

ほとんどのジョイントやビームは弾性を保つように設計されているため、T スロット フレームではこれが重要になります。エンジニアが極限引張強度のみでスパンのサイズを決定すると、フレームが破損するずっと前に永久に垂れ下がってしまう可能性があります。降伏強度は、耐荷重アルミニウム構造の実際的な設計限界です。

アルミニウムの降伏強度とは何ですか?また、それがフレームの制限を決定する理由は何ですか?

アルミニウムの降伏強さは、材料が塑性変形し始める応力であり、MPa または ksi で表されます。アルミニウムには鋭い降伏点がないため、エンジニアは 0.2% のオフセット耐力を使用します。

簡単な例: 降伏強度が 276 MPa の 6061-T6 プロファイルは、180 MPa まで負荷をかけても、余裕を持って元の形状に戻ります。 250 MPa ではマージンが薄く、スロットの端での局所的な応力集中により材料が降伏を超えて押し出される可能性があります。

実際的な結果として、産業用フレーム、ワークステーション、エンクロージャ、および直線運動構造のプロファイル選択の最初の段階では、硬度や引張強さではなく、降伏強さを重視する必要があります。

合金および焼き戻し別のアルミニウムの降伏強さの値

一般的な押出アルミニウム合金の一般的な降伏強さは、1100-O の 34 MPa から 7075-T6 の 503 MPa の範囲です。以下の表は、サプライヤーのデータシートと工場証明書に記載されている値をまとめたものです。

ライトガードや間仕切りには6063-T5で十分です。構造柱と梁の場合、6061-T6 が一般的なデフォルトです。フレームがより高い使用負荷を運ぶ必要がある場合、多くの場合、高強度 3030 T スロット プロファイルが、より大きなシリーズに移行することなく機能する最小セクションになります。

HS-8-3030A 高強度 3030 T スロット アルミニウム プロファイル、壁厚 2.0 mm この 30x30mm のプロファイルは、構造フレームの耐荷重を向上させるために厚さ 2.0mm の壁を使用しています。コンパクトな3030シリーズでありながら、標準のライトガードよりも高い強度が必要な用途に適しています。 製品を見る→

6061 vs 6063: 降伏強度が押出成形の選択をどのように変えるか

T スロット フレームの場合、実際的な選択肢はほとんどの場合、6061-T6 と 6063-T6 の間です。 6061 はより高い降伏強度と優れた機械加工エッジを提供します。 6063 はより滑らかな表面を提供し、薄いセクションや複雑なセクションの押し出しが容易になります。

機械コラムのボルト接合の場合、6061 の降伏強度が高いため、予荷重がかかったときにスロットの歯がへこむリスクが軽減されます。部品が陽極酸化仕上げのエンクロージャである場合、6063 は薄肉セクションでの押し出しが容易で、より均一な表面が得られます。約 25 kN を超えるカラム荷重の場合、 頑丈な 6061 プロファイル より厚い壁から始めるのがより安全です。

HS-8-4040D 厚さ 3.2 mm の頑丈な 4040 T スロット プロファイル 壁厚が 3.2 mm で、事前に開けられた穴がないこの 40x40 mm プロファイルは、カスタム コネクタに柔軟な穴あけとタッピングを提供します。軽量セクションよりも高い剛性が必要な重いフレームに最適なオプションです。 製品を見る→

アルミニウム押出形材の降伏強度を変えるものは何ですか?

合金が固定された後、降伏強度に最も大きな影響を与えるのは焼き戻しであり、次に冷間加工、温度、断面形状が続きます。ベース合金が天井を形成します。処理により実際の値が設定されます。

• 合金組成: 6xxx 合金のマグネシウムとシリコンは時効硬化相を生成します。銅とリチウムは 2xxx の応答を増加させます。亜鉛とマグネシウムは、7xxx を最高の強度に高めます。
• 熱処理： T5 は押出後に冷却され、人工的に熟成されます。 T6 は溶体化熱処理、焼入れ、時効処理が施されています。 6xxx 合金では、T6 は T5 と比較して降伏強度を 40 ～ 60% 高めます。
• 冷間加工: 押出後に引き伸ばして矯正すると、降伏強度はわずかに増加しますが、伸びは減少します。最終的な焼き戻しと矯正手順が工場証明書の一部となっているのはこのためです。
• 使用温度: 150℃を超える温度に長時間さらされると、6061-T6 の降伏強度が 200 MPa 未満に低下する可能性があります。高温環境の場合は、熱的に安定した合金を選択してください。
• 断面形状: 降伏強度は材料特性ですが、プロファイルの実際の荷重制限は壁の厚さと形状にも依存し、薄肉部分で降伏する前の局所的な座屈を制御します。

押出成形品を購入する際に降伏強度データを適用する方法

耐荷重フレーム用のアルミニウム押出材を購入する場合は、マーケティング ページの標準値ではなく、工場証明書から得られる最小降伏強度を使用してください。

1. バッチの引張試験レポートをリクエストします。 ASTM B557 または EN ISO 6892-1 が一般的な規格です。
2. 完全なテンパーコードを確認します。 T6 と T651 は残留応力レベルが異なり、加工の安定性に影響します。
3. 最小降伏強度を最悪の場合の適用応力と比較します。安全係数 1.5 は、静的な屋内フレームの床です。周期的または動的荷重には 2.0 以降を使用してください。
4. コネクタの定格負荷を個別に確認してください。コーナー コネクタまたはボルトの予圧が小さすぎると、降伏強度 276 MPa のプロファイルでも接合部で破損します。

Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd. などのサプライヤーは、断面の重量、質質、表面仕上げを各プロファイル ページにリストしているため、カスタムの長さを注文する前に降伏強度の仮定を比較することが容易になります。標準的な押し出し範囲の最上位にある、非常に重い 90 x 90 プロファイルは、多くの場合、カスタム金型が正当化される前に選択される最後の標準セクションです。

HS-10-9090W 壁厚 5.4 mm の超高耐久 9090 T スロット押出 この 90x90mm のプロファイルは、強化された 5.4mm の壁を備えており、高荷重下でも最大の剛性を実現します。カスタム金型の前の最高標準押出成形品として位置付けられており、たわみを最小限に抑えた要求の厳しい産業用フレームに最適です。 製品を見る→

アルミニウムの降伏強度に関するよくある質問