Eksamensprojekt Diplom Maskin - Danmarks Tekniske Universitet

More documents

Recommendations

Info

3. Indledning 3.1. Aluminium generelt Aluminium er det metal der er størst mængde af i jordskorpen, hvor det udgør ca. 8 % af vægten. Aluminium blev første gang fremstillet af Ørsted i 1825, men de tekniske vanskeligheder med at producere det i større mængder, blev først overvundet i 1886. Her opdagede franskmanden Paul Lois Héroult og amerikaneren Martin Hall den proces til fremstilling af aluminium som, næsten uændret, stadig bruges i dag. Siden da er anvendelsen af aluminium steget støt, og den årlige produktion på verdensplan var i 2004 ca. 30 millioner tons [2]. Grunden til den stigende brug skyldes bl.a. at aluminium har stor styrke, lav vægt, stor termisk og elektrisk ledeevne, god formbarhed, pæn overflade og god korrosionsbestandighed. Der hvor man søger at erstatte stålkonstruktioner med aluminium, er det ofte for at spare vægt. Aluminiums massefylde er ca. 1/3 af ståls, men derfor vejer en færdig konstruktion ikke en 1/3 af en tilsvarende stålkonstruktion. Da der skal kompenseres for aluminiums lavere stivhed og styrke ender konstruktionen ofte med at veje halvdelen ift. almindeligt stål og 2/3 ift. højstyrkestål. Men denne vægtbesparelse gør en verden til forskel inden for mange brancher. 3.2. Aluminiumlegering 7075 T6 På figur 1 er vist en tabel med legeringselementerne i legering 7075 [3]. Som det fremgår af tabellen er det et meget højt legeret metal, hvoraf zink er det primære legeringselement. 7075 T6 har meget høj styrke og bruges derfor til hårdt belastede dele. Inden for flyindustrien har det set rimelig anvendelse, da man på grund af den høje styrke har kunnet optimere konstruktionsdelene til lavere vægt. Når man kigger på de mekaniske egenskaber for 7075 T6 i nedenstående tabel, kan man se at styrkemæssigt er legeringen sammenlignelig med stål, endog højstyrkestål. Til gengæld fremgår det også af tabellen, at elasticitetsmodulet kun er en 1/3 af ståls, hvilket, som tidligere nævnt, kan give problemer i konstruktioner hvor udbøjning og stabilitet er en vigtig faktor. Ved brug af 7075 T6 inden for flyindustrien, er den traditionelle samlingsmetode nitning. Figur 1. Legeringselementer Grunden til at man er tilbageholdende med at bruge svejsning, er den væsentlige styrkeforringelse der forekommer i den varmepåvirkede zone. Almindeligt konstruktionsstål f.eks. S275JR Svejsbart højstyrkestål f.eks. E StE 500 Aluminium 7075 T6 Brudspænding 430-530 N/mm 2 610-780 N/mm 2 570 N/mm 2 Flydespænding 275 N/mm 2 470 N/mm 2 470 N/mm 2 Elasticitetsmodul 2,1 10 5 N/mm 2 2,1 10 5 N/mm 2 7 10 4 N/mm 2
4. Teori 4.1. Aluminiums opbygning Metallers fysiske, kemiske og mekaniske egenskaber kan forklares ud fra deres atom-, krystal- og mikrostruktur. Elasticitetsmodulet kan beskrives ved at kigge på bindingskræfterne mellem de enkelte atomer, og en egenskab som styrke er bestemt af krystal- og mikrostrukturen af det pågældende materiale. Da det er sidstnævnte egenskab der vil blive fokuseret på i dette projekt, er teorien om aluminiums krystalstruktur relevant at være bekendt med. En beskrivelse af dette kan ses i Bilag H. Mikrostrukturen vil blive undersøgt i senere afsnit. 4.2. Effekterne af legeringselementerne i AA7075 En komplet beskrivelse af alle komponenterne i legering 7075, og deres betydning for materialet, kan ses i bilag J. I dette afsnit vil kun de komponenter der er meget betydningsfulde for 7075 blive gennemgået ([4] + [5] + [18]). Zink Zink er det vigtigste legeringselement i 7xxx serien. Zink anvendes næsten aldrig alene, da det medfører en stor modtagelighed over for spændingskorrosion. Hvis zink optræder sammen med magnesium bliver legeringen meget modtagelig over for modningshærdning. Denne kombination resulterer i en legering med meget stor styrke. Magnesium Tilsætningen af magnesium øger styrken væsentligt, uden at det sker på bekostning af en stor reduktion i duktiliteten. Det øger korrosionsbestandigheden og svejsbarheden markant. Kobber Aluminiumslegeringer med kobber er vigtige inden for aluminiumsindustrien. Tilsætningen af kobber bevirker en mulighed for modningshærdning, baseret på dannelsen af fasen CuAl2. Tilsætningen af kobber bevirker altid dårligere korrosionsegenskaber, dog forbedrer det modstanden mod spændingskorrosion. Hvis kobber tilsættes en legering med Zn og Mg og små mængder af Cr og Mn dannes de stærkeste aluminiumslegering der er kommercielt tilgængelig. Det er her 7075 hører under. I Zn-Mg-Cu systemet, er det Zn og Mg der kontrollerer modningshærdningen, hvorimod kobber øger hastigheden hvorved modningen foregår.
Page 1 and 2: Eksamensprojekt Diplom Maskin Vejle
Page 3 and 4: Institut for Produktion og Ledelse
Page 5: 6.6. Fejlkilder....................
Page 9 and 10: er, jo større er sandsynligheden f
Page 11 and 12: ønsker at kigge på forskellige fa
Page 13 and 14: På det ternære Al-Mg-Zn tilstands
Page 15 and 16: Buetyper Der findes forskellige må
Page 17: 4.6.3. Typiske svejsefejl ved MIG-s
Page 20 and 21: der kan regne sig frem til temperat
Page 22 and 23: 2) T ( 2 , t) T 0 2 Q d 2 Ligning 2
Page 24 and 25: Fejl under svejseforsøgene 1) Trå
Page 26 and 27: 5.3.2. Ætsemiddel I litteraturen k
Page 28 and 29: De større partikler er (Fe,Mn)Al6,
Page 31 and 32: Svejsning nr. / Hastighed Heat inpu
Page 33 and 34: Det ses at hårdhedsprofilen stemme
Page 35 and 36: Hvis ellers der kunne findes et til
Page 37 and 38: De områder billederne viser er sve
Page 39 and 40: 6.5.2. Sammenligning mellem model o
Page 41 and 42: På figur 45 er vist det ternære t
Page 43 and 44: 6.7. Videregående forsøg Der er m
Page 45 and 46: 8. Litteraturliste [1] MIG fagproje
Page 47: [29] Maskin Ståbi. Af Helge Krex m

Eksamensprojekt Diplom Maskin - Danmarks Tekniske Universitet

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?