6061 与 7075 铝：哪一种更适合您的项目？

想一想金属汤匙。如果您在手柄上轻轻按下，它会弯曲一点，但放手后立即弹回。不过，更努力地推动，勺子会永久弯曲。那时，您已经超越了汤匙的屈服强度。在本文中，我们将探讨屈服强度的含义，与相关思想（如拉伸强度和弹性限制）进行比较，以及为什么在现实世界中它很重要。我们还将研究影响强度和常见材料的典型值的因素。 什么是屈服强度？ 屈服强度是材料开始永久变形的应力水平。简而言之，这是材料停止反弹（弹性行为）并以无法完全逆转的方式弯曲或伸展的点。在屈服强度以下，当您卸下力时，材料恢复为原始形状（就像弹簧可以追溯到其长度）。超过屈服强度，材料永远改变了：它已经屈服了，这意味着它已经经历了塑性变形。 为了更好地理解这一点，让我们分解两个关键术语：压力和压力。应力是将力施加到材料除以其横截面区域的材料，或仅仅是材料内部力的强度。您可以将其视为压力，但压力描述了内部反应而不是外部推动。应变是材料在响应中的变化多少，计算为长度的变化除以原始长度。当我们策划压力抵抗压力时，我们会得到一个应力 - 应变曲线这显示了材料随着负载的增加的表现。 在应力 - 应变曲线的早期，材料的行为表现：压力和应变是成比例的（根据Hooke定律的直线），一旦去除负载，材料就会恢复其原始形状。该区域的末端是弹性限制 - 占地，某些变形仍然是永久性的。屈服强度标志着从弹性行为到塑性行为的转变，并定义了可逆变形和不可逆变形之间的边界。 对于许多延性金属，例如低碳钢，这种过渡是逐渐而不是锋利的。为了始终定义屈服强度，工程师经常使用0.2％的偏移方法：他们绘制一条平行于曲线弹性部分的线，但变为0.2％应变。该线相交曲线的点被视为屈服强度。这提供了一种实用，标准化的方法，即使不存在明显的产量点，也可以测量屈服强度。 屈服强度与拉伸强度 正如我们所定义的那样，屈服强度是材料开始永久变形的压力。拉伸强度（通常称为终极拉伸强度（UTS））是材料破裂之前可以承受的最大压力。一旦达到该点，材料将不再承担额外的负载，并且很快就会裂缝。 两者都描述了材料对压力的反应，但它们代表不同的限制：屈服强度标志着永久变形的开始，而拉伸强度则标志着断裂点。例如，在拉动钢棒时，它首先会弹性伸展。超越屈服强度，并实现永久伸长率。继续前进，直到达到拉伸强度为止，杆最终将抢购。 在实践设计中，工程师更多地专注于产量强度，因为组件必须保持功能，而不会造成持久损坏。拉伸强度仍然很重要，但通常标志着失败条件永远不会在服务中发生。 除拉伸强度外，屈服强度还经常与其他两个概念相混淆： 弹性极限：弹性极限是材料可以承受的最大应力，一旦去除负载，仍将完全返回其原始形状。低于此极限，所有变形都是弹性和可逆的。在许多情况下，弹性极限非常接近屈服强度，因此两者通常被视为相同。尽管弹性极限标志着精确的物理边界，但屈服强度提供了标准化的工程值，可以始终如一地测量并用于安全设计。 比例极限：该术语来自应力 - 应变曲线的线性部分。比例限制是遵循胡克定律的压力和压力直接比例增加的点。它通常发生在弹性极限和屈服强度之前。在这一点之外，曲线开始弯曲 - 尽管材料仍然具有弹性，但这种关系不再是完美的线性。 影响力强度的因素 屈服强度无法保持固定 - 它可以根据几种物质和环境因素而改变。这是一些最常见的： 材料组成（合金元素） 金属的构成对其产量强度产生了重大影响。在金属中，添加合金元素可以使它们变得更坚固。例如，当添加碳，锰或铬等元素时，钢的强度也会增强 - 尽管碳也更脆。铝合金从铜，镁或锌等元素中获得强度。这些添加物在金属内部产生了微小的障碍，从而阻止了位错运动（塑性变形的原子级载体），从而提高了强度。简而言之，金属的“食谱”可以使弯曲更难或更容易。这就是为什么苏打中的铝易于柔软而柔软的，而飞机机翼中的铝（与其他金属混合在一起）具有更高的屈服强度。 晶粒尺寸（微观结构） 通常，较小的晶粒意味着更高的强度，这是霍尔 - 格什关系描述的趋势。原因是晶界充当脱位运动的障碍，因此更细的谷物会产生更多的障碍，并使金属更强壮 - 到达一点点。冶金学家通过控制的固化或热机械处理来完善晶粒尺寸。例如，许多高强度的钢和超合金用非常细的晶粒设计以最大化屈服强度，而晶粒非常大的金属往往更容易产生。 热处理 金属加热和冷却的方式可以改变其结构，从而改变其屈服强度。退火（缓慢加热和冷却）软金属，降低其屈服强度，并通过缓解内部应力来使其更具延展性。淬火（在水或油中快速冷却）将结构锁定到坚硬的，压力的状态，大大提高了屈服强度，但也使金属变脆。为了恢复平衡，淬灭通常是回火，一个适度的加热步骤，可改善韧性。 通过选择正确的热处理，制造商可以根据应用使金属更难或更柔软。例如，对弹簧钢进行处理以达到高屈服强度，因此它可以弯曲而不会变形，而钢丝首先要退火以易于塑形，然后再加强。 制造过程（冷工作） 如何机械处理材料也可以改变其屈服强度。冷工作（在室温下变形金属，例如冷滚动或冷图）通过称为工作硬化的机制提高了强度。当您将金属变形时，您会在其晶体结构中引入错位和纠缠，这使得进一步变形更加困难 - 实际上，金属随着变形而变得更强壮。这就是为什么在热卷（不工作）条件下，冷滚动钢通常比同一钢具有更高的屈服强度。 温度和环境 根据经验，大多数金属在高温下会失去屈服强度。热使金属变软，因此可以用较小的力变形。在非常低的温度下，有些材料变得更加脆弱。它们塑性变形的能力降低了，因此尽管屈服应力在技术意义上可能会增加，但它们比产量更有可能破裂。 诸如腐蚀或辐射等环境因素也会降解材料。腐蚀会产生凹坑或减少横截面区域，从而有效减少结构在屈服之前可以承受的负载。例如，生锈的钢梁在载荷下可能会产生的厚度比未腐蚀的束较低，因为其有效厚度会降低，并且来自锈蚀的微裂缝会浓缩压力。 产量不同材料的强度 应力 - 应变曲线提供了一种简单的方法来比较不同材料对负载的反应方式。在上图中，我们可以看到四个典型的行为。随着压力的增加，每个反应都不同，其屈服强度反映了这些差异。 脆性材料：脆性材料，例如玻璃或陶瓷，几乎没有塑性变形。他们沿着几乎直线直线直至突然断裂。他们的屈服强度非常接近他们的最终力量，因为他们并没有真正“屈服” - 它们中断。 强但不是延性材料：某些材料（例如高强度钢）可以承受高应力，但显示有限的延展性。它们具有很高的屈服强度，这意味着它们可以很好地抵抗永久性变形，但是在破裂之前并没有伸展太多。 […]

什么是管道线？ 管螺纹是螺丝线程专为连接管道和配件而设计。它们允许将管道拧紧在一起，形成一个紧密的压力密封，用于流体或气体。管道线程有两种基本类型： 锥形线直径逐渐减小，形成锥状形状。 平行（直）线沿其长度保持恒定直径。 锥形管螺纹对于实现泄漏密接头尤为重要。当雄性和雌性锥形线被拧紧时，它们会互相楔入并形成压缩拟合度。这种锥形楔子会产生密封和强大的机械固定。但是，即使是经济良好的金属线的间隙也很小，因此通常将密封剂（例如水管工的PTFE胶带或管道涂料）应用于螺纹上，以填充任何空隙并确保完全无泄漏的连接。 另一方面，平行（直（直）管道线不提供密封；他们拧在一起而无需楔入。直线螺纹通常用扁平的洗衣机，O形环或垫圈密封，以防止泄漏。两种类型的线程都是常见的，但是选择取决于应用程序的密封需求。例如，花园软管使用带有橡胶洗衣机的直线来密封，而钢制管道则使用带胶带的锥形线。 什么是Tap Drill图表？ Tap Drill图表是一张表格，可以告诉您在敲击线程之前要使用哪个钻头。钻得太大的孔，螺纹将很浅，容易泄漏。钻得太小，在切割过深的螺纹时，水龙头可能会结合甚至破裂。遵循图表可为您提供最佳的线程参与度，通常约为75％，这可以使强度与轻松敲击。换句话说，大约四分之三的全螺纹高度形成，在敲击过程中产生强烈的固定，没有过多的扭矩。在下一部分中，我们将重点介绍北美最常见的管道螺纹标准：NPT：NPT，并为NPT管道TAPS提供全面的Tap Drill图表。 了解NPT（国家管道锥度）线程 NPT代表国家管道锥线。它是美国和加拿大用于管道，空气软管，燃油管线和许多其他应用的标准锥形管线。如果您曾经将PTFE（Teflon）胶带包裹在管道或安装中，那么您很可能已经使用了NPT线。这些线的比例为1:16，这意味着每16英寸长的直径增加1英寸（每英尺约0.75英寸）。相对于管道的中心线，这对应于1.79°半角度。这似乎似乎很小，但是足以确保雄性NPT拟合被拧入女性端口，它们越远，螺纹楔子更紧密，从而产生了自封的干扰。 NPT使用与标准的美国螺纹相同的60°螺纹轮廓，但具有扁平的波峰和根源，以增加强度。在ANSI/ASME B1.20.1中定义了所有临界维度和公差，包括每英寸线（TPI），音高直径限制和线程接合长度。管道尺寸由名义内径（例如½“或¾”）命名，但该数字不能反映实际的外径。例如，¾“ NPT管道的测量约为1.050”。此外，由于诸如BSPT和NP之类的标准共享标称大小，但使用不同的音高或线程表单，因此您必须指定名义大小（以匹配OD）和TPI（以匹配线程螺距）以选择正确的点击或拟合。 为了给出正式的NPT几何感，以½英寸的NPT线程为例：它具有14个TPI和16个锥度的1个。螺纹形式是扁平的60°“ V”，其半角度的圆锥形为1°47'24''（1.7899°），与中心线同样应用于男性和女性线。当您手动安装配件时，大约3-4个线（“ L1尺度长度”）的尺寸很小；然后，使用扳手添加另外1.5-3个“扳手化妆”线以完成密封。 您经常会看到商店的速记，例如“ MIP/FIP”或“ MNPT/FNPT”（雄性/雌性铁管或NPT），以区分外部线和内部线，而ANSI则将其称为外部或内部NPT，但昵称使其很快识别出哪个在商店地面上。 NPT线程如何工作 因为雄性和女性线都是锥形的，因此拧紧它们会产生楔子效果。螺纹侧面互相挤压，形成一个机械强度且非常紧密的关节。您会注意到，只需几回合后，正确收紧的NPT关节就会感到贴合 - 这是锥度完成工作的锥度。不过，NPT线程并不是完全防漏的。螺纹之间存在很小的螺旋间隙，如果您不使用密封剂，则可能会泄漏。这就是为什么安装程序在组装前将雄性螺纹包裹在液体/粘贴密封剂上的雄性线：它可以润滑螺纹并填充微间隙，从而确保气体或水密密封。在燃油气或液压系统中，切碎的胶带可以堵塞阀，技术人员通常更喜欢糊密封剂。 NPT线程的应用 NPT线程在日常和工业环境中无处不在。住宅水和天然气管道依赖于NPT配件来可靠泄漏。气动工具和空气压缩机在软管，阀门和快速连接耦合器上使用NPT连接器。在汽车和重型机械中，NPT配件可为传感器（例如油压发件人）和流体线（制动或冷却液系统）提供，并为其简单起见以及广泛的现成零件而珍贵。由于符合ANSI的水龙头，死亡和配件都遵循相同的规格，因此您可以不用担心混合品牌。这种通用的兼容性使NPT成为北美的首选管道。 NPT Tap Drill图表 当在孔中创建内部NPT螺纹（例如，敲击管道装件或储罐中的一个孔中的孔）时，您必须首先钻一个适当的尺寸孔。由于NPT螺纹是锥形的，因此钻孔通常比水龙头的最大直径小一点，以使水龙头随着锥度的前进而切割锥度。下面是通用管道尺寸的全面NPT Tap钻图： 名义管尺寸（英寸）每英寸线（TPI）点击钻（英寸）抽气钻（mm）线程参与（％）1/16270.2426.15〜75％1/8270.3328.43〜75％1/4180.4375（7/16英寸）11.11〜75％3/8180.5625（9/16英寸）14.29〜75％1/2140.7031（45/64英寸）17.86〜75％3/4140.9063（29/32“）23.02〜75％111½1.1406（1-9/64英寸）28.97〜75％1¼11½1.4844（1-31/64英寸）37.70〜75％1½11½1.7188（1-23/32英寸）43.66〜75％211½2.2188（2-7/32英寸）56.36〜75％2½82.6250（2-5/8“）66.67〜75％383.2500（3-1/4英寸）82.55〜75％3½83.7500（3-3/4英寸）95.25〜75％484.2500（4-1/4英寸）107.95〜75％ 笔记： 上面列出的Tap Drill尺寸假定直接敲击而无需转换。线程参与度（％）表示已达到的全线深度的百分比 - 典型的管道螺纹典型，平衡关节强度和敲击扭矩。括号中的钻头大小是标准字母或折射尺寸的标准尺寸（例如1/8-27 NPT使用字母Q钻，0.332“）。 管道水龙头是锥形的，因此您必须深入到足够深的深处以形成正确的螺纹锥度。制造商通常会指定所需的卷入线数，也可以使用NPT插头量表进行验证。定期退缩以清除芯片并在挖掘金属时使用切割液 - 水管水龙头由于直径较大和锥度而去除大量材料。 如果有锥形介孔器，您可以先用1:16锥形铰刀在攻击之前将钻孔钻孔。这会减少敲击扭矩，并可以在孔的末端稍微增加螺纹互动。但是，大多数字段和DIY应用都使用上面显示的直钻和tap方法，该方法提供了足够紧密的接头。 将NPT与其他线程类型进行比较 NPTF（国家管道锥度燃料） 这是一个干密封的锥形管螺纹，通常称为dryseal NPT或管道螺纹燃料。它具有与标准NPT相同的锥度（1:16）和线螺距，也具有60°螺纹角度。关键区别在于螺纹的顶峰和根设计：NPTF线在波峰和根上的间隙为零，从而形成了一种干扰拟合，可将金属对金属固定而无需任何密封剂。这使得NPTF非常适合对超透露率敏感的应用，即使是微小的泄漏或密封剂污染也是不可接受的。尽管NPTF和NPT具有尺寸并将其物理贴合，但仅交配NPTF雄性和女性会产生干密封。 NPTF由ANSI/ASME B1.20.3定义，而标准NPT则使用B1.20.1。 典型用途：高压液压系统；燃料系统；和其他流体功率应用（例如，制动系统组件或燃油轨配件）。 NPS（国家管道直线） 该螺纹标准具有与相应的NPT大小相同的螺纹角，形状和音高，但它是直（平行）而不是锥形的。虽然NPS线将拧到相同尺寸和TPI的NPT拟合上，但其缺乏锥度会阻止楔形密封件，并且可能会泄漏。 NPS线用于机械连接或由O形圈或垫圈等单独元素提供密封的地方。 典型用途：电导管螺纹（通常称为NPSM），消防软管耦合或大型直径水管工会以及燃气灯笼或老式的管道工会，密封垫圈或垫圈会产生密封。 […]

数控铣削是数控加工的一种，由于采用多点铣刀刀具切削效率高、精度高，在制造业中得到普遍应用。