VM111 Materialen - vormgeven van dunne plaat.pdf - Induteq

tabel 5.24 Overzicht codering van enkele veel voorkomende leveringstoestanden (NEN-EN 515)
xxxx-F: zoals gefabriceerd
xxxx-O: gegloeide toestand (kneedlegering)
xxxx
H1
H2
H3
H4
Hx2
Hx4
Hx6
Hx8
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T8
35
uitsluiten koudvervormd
koudvervormd en gegloeid
koudvervormd en gestabiliseerd bij lage temperatuur
koudvervormd en gemoffeld
¼ hard
½ hard
¾ hard
maximaal hard
mate van koudvervorming
warmvervormen, afschrikken, natuurlijk verouderen
warmvervormen, afschrikken, koudvervormen, natuurlijk verouderen
oplossend gloeien, koudvervormen, natuurlijk verouderen
oplossend gloeien, natuurlijk verouderen
warmvervormen, afschrikken, kunstmatig verouderen
oplossend gloeien, kunstmatig verouderen
oplossend gloeien, koudvervormen, kunstmatig verouderen
niet warmtebehandelbare legeringen
warmtebehandelbare legeringen
5.3.3 2xxx legeringen
De 2xxx legeringen hebben goede vermoeiingseigenschappen
maar zijn helaas matig bestand tegen corrosie. Ze zijn
over het algemeen niet geschikt voor toepassingen in de
open lucht. Om de weerstand tegen corrosie te verbeteren
wordt soms een dun laagje zuiver aluminium op het materiaal
aangebracht door middel van walsen (cladding). Een
veel toegepaste legering in de vliegtuigbouw, EN AW 2024,
wordt meestal in gecladde uitvoering gebruikt. Een voorbeeld
van de mechanische eigenschappen in de diverse
leveringsvormen van EN AW 2024 volgens NEN-EN 485
is te zien in tabel 5.25. Indien 2xxx legeringen direct na
oplosgloeien en afschrikken worden gedeformeerd, kan ook
hier het Portevin-LeChatelier effect optreden (dit wordt
verder toegelicht bij de 5xxx legeringen). Na enkele uren
natuurlijk verouderen wordt het effect, in tegenstelling
tot de 5xxx legeringen, niet meer waargenomen.
Een vroeger veel toegepaste legering in deze groep is
AA 2036 T4 (komt niet voor in de Europese norm); deze
wordt bij kamertemperatuur vervormd. Deze legering is
ontwikkeld als een concurrent voor staal en alternatief in
automobielconstructies. Figuur 5.6 laat de overeenkomsten
zien in sterkte-eigenschappen van de AA 2036 T4 en
staal DC05. Het vervangen van staal door aluminium heeft,
door de beperkte taaiheid en r-waarde van aluminium, in
het algemeen ook gereedschapaanpassingen tot gevolg.
Voor delen met hogere sterkte wordt EN AW 2014, een
legering met 3,9 - 5,0% Cu en andere elementen, toegepast
en warmtebehandeld, hetgeen resulteert in een treksterkte
van 450 MPa in T4 toestand. Tot de ontwikkeling
van de 7xxx serie was deze legering de basis voor de
lucht- en ruimtevaartindustrie. Ook vandaag de dag worden
nog vele tonnen van dit materiaal gebruikt.
figuur 5.6
Overeenkomst in sterkte-eigenschappen van de
AA 2036 T4 legering met staal DC 05
Na afschrikken van 450 ºC kunnen bij de EN AW 2014
legering rekken van 30% worden bereikt. Dit is voldoende
voor eenvoudige vormen, hoewel veroudering bij kamertemperatuur
optreedt en de taaiheid afneemt.
Een verdere ontwikkeling leverde de AA 2004 legering,
de eerste superplastische aluminiumlegering. Dit is een
Al-Cu-Zr legering, met een korrelgrootte kleiner dan 5 µm,
die wel 800% uni-axiale rek kan bereiken bij 430 ºC en
een reksnelheid van 2×10 –3 s –1 . Deze legering wordt,
als plaat, vooral gebruikt in de lucht- en ruimtevaart.
tabel 5.25 Mechanische eigenschappen van EN AW 2024 [Al Cu4Mg1] (NEN-EN 485)
dikte [mm] R p0,2 [MPa] R m [MPa]
rek na breuk
A 50 [%]
buigradius 1)
hardheid
HBS
toestand
van tot min. max. min. max. min. 180º 90º
O ≥ 0,4 1,5 140 220 12 0,5 s 0 0 s 0 55
1,5 3 140 220 13 2 s 0 1 s 0 55
3 6 140 220 13 3 s 0 1,5 s 0 55
T4 ≥ 0,4 1,5 275 425 12 4 s 0 120
1,5 6 275 425 14 5 s 0 120
T3 ≥ 0,4 1,5 290 435 12 4 s 0 4 s 0 122
T351 2) 1,5 3 290 435 14 4 s 0 4 s 0 123
3 6 290 440 14 5 s 0 5 s 0 124
T42 ≥ 0,4 6 260 425 15 119
T8 ≥ 0,4 1,5 400 460 5 5 s 0 138
T851 1,5 6 400 460 6 7 s 0 138
T62 ≥ 0,4 12,5 345 440 5 129
1) s 0 = oorspronkelijke plaatdikte.
2) Aanzienlijk kleinere buigradii kunnen direct na het oplosgloeien worden bereikt.