Kako se pločevina iz aluminija 2017 izkazuje pri odpornosti na utrujanje?

Osnovni mehanizmi zmogljivosti pri utrujanju

2017-ova trdnost proti cikličnemu napetostnemu stanju izhaja iz treh ključnih dejavnikov:
Nanosi, bogati z bakerjem: Nano veliki Al₂Cu nanosi ovirajo premik dislokacij in upočasnjujejo nastanek razpok pod vplivom ponavljajočih se obremenitev.

Fine zrno struktura: Nadzorovana termomehanska obdelava ustvari enakoosna zrna, ki enakomerno porazdelijo napetost in zmanjšajo lokalno poškodbo.

Optimizacija površine: Gladko strojno obdelavo (Ra ≤ 1,6 μm) in anodizacijo (8–15 μm oksidni sloj) zmanjšujeta mesta koncentracije napetosti.

Po toplotni obdelavi T4 doseže njegova utrujenostna trdnost 130 MPa pri 10⁷ ciklih – prekašnjuje 2024-T3 (90 MPa) v cikličnih scenarijih in ohranja stabilnost pri višjih temperaturah (do 150 °C) bolje kot 7075-T6.

Ciljne industrijske uporabe

Letalstvo: Rebra krila in okvirji trupa zaslužijo na njegovi vzdržljivosti, da prenesejo milijone letalskih ciklov, s čimer zmanjšajo stroške vzdrževanja za 30 % v primerjavi s 6061-T6.

Avtomobilizem: Vzmetenja in hišice križastih spojk prenesejo vibracije na cestah in trajajo 30 % dlje kot alternativa 5052-H32.

Težka mehanizacija: Hidravlični cilindri v rudarski opremi ponujajo 2–3-krat daljšo življenjsko dobo v primerjavi s litino.

Namigi za optimizacijo uporabe

Prednostno izberite toplotno obdelavo T4 za najboljšo odpornost proti utrujanju (T6 poveča statično trdnost, vendar zmanjša ciklično vzdržljivost).

Uporabite anodiziranje tipa II ali prašno prevleko, da preprečite razpoke zaradi korozije in utrujanja.

Izogibajte se grobim površinam po obdelavi, da odpravite tveganje koncentracije napetosti.