Mechanische Eigenschappen van aluminium Deel 3
Taaiheid
Vroeg werk met betrekking tot de hoogvastere aluminiumlegeringen was voornamelijk gericht op het maximaliseren van de treksterkte-eigenschappen van materiaal voor vliegtuigconstructies. Daarna verschoof de nadruk in de ontwikkeling van legeringen weg van de treksterkte als allesoverheersend kenmerk en werd er meer aandacht geschonken aan het gedrag van legeringen onder de grote verscheidenheid aan omstandigheden die zich bij het dagelijks gebruik voordoen.
Treksterkte beheerst de weerstand tegen breuk als gevolg van mechanische overbelasting maar, in aanwezigheid van scheuren of andere onvolkomenheden, is het de taaiheid, en meer in het bijzonder de breuktaaiheid, van de legering die de belangrijkste parameter wordt. Evenals bij andere metalen neemt de taaiheid van aluminium af als het algehele sterkteniveau wordt verhoogd door te legeren en het geven van een warmtebehandeling. Eisen met betrekking tot een minimum breuktaaiheid worden steeds stringenter en bij de hoogvaste legeringen is het noodzakelijk om een bovengrens te stellen aan het niveau van de rekgrens die veilig kan worden gebruikt door de ontwerper. Scheuruitbreiding in commerciële aluminiumlegeringen vindt plaats via de ductiele, vezelachtige modus die gepaard gaat met de groei en het samenvallen van holtes die ontstaan door scheuring of door decohesie aan het grensvlak met tweede-fasedeeltjes en de matrix (zie afbeelding 10).
De belangrijke metallurgische factoren zijn dan ook:
1.De verdeling van deeltjes die kunnen scheuren.
2.De weerstand van de deeltjes en hun grensvlakken met de matrix tegen splijting en decohesie.
3.De lokale spanningsconcentraties die het samenvallen van holtes versnellen.
Afb. 10 Microstructuur van een aluminium gietlegering waarin het scheurpad is beïnvloed door grove siliciumdeeltjes; V = 700X.
Afb. 11 Vlakke-spanning-breuksterkte van commerciële Al-Cu-Mg-plaatlegeringen met uiteenlopende niveaus ijzer en silicium [7].
4.De korrelafmetingen ingeval bij dit...