Кожен сплав містить певний відсоток легуючих елементів, які надають базовому алюмінію певних корисних властивостей. В алюмінієвому сплаві 2024 року цей відсоток елементів номінально становить 4,4% міді, 1,5% магнію та 0,6% марганцю. Цей розподіл пояснює, чому алюміній 2024 року відомий своїми висока міцність, оскільки мідь, магній і марганець значно підвищують міцність алюмінієвих сплавів. Однак ця потужність має і недолік. Високий вміст міді в алюмінії 2024 року значно знижує його стійкість до корозії. Зазвичай присутні незначні кількості домішок (кремнію). , залізо, цинк, титан тощо), але ці допуски встановлюються лише навмисно на вимогу покупця. Його щільність становить 2,77 г/см3 (0,100 фунтів/дюйм3), що трохи вище, ніж у чистого алюмінію (2,7 г/см3, 0,098 фунтів). /in3).2024 алюміній дуже легко піддається механічній обробці та має хорошу механічну обробку, що дозволяє його різати та екструдувати за потреби.
Як уже згадувалося, необроблені алюмінієві сплави 2024 піддаються корозії легше, ніж більшість інших алюмінієвих сплавів. Виробники обходять це, покриваючи ці сприйнятливі сплави шаром корозійно-стійкого металу (так званий «гальванізація» або «плакування»). Це покриття іноді має високу міцність. чистоти алюмінію або навіть іншого сплаву, і він найбільш популярний у плакованих металевих листах, де первинний сплав може бути затиснутий між шарами оболонки. Плакований алюміній настільки популярний, що ряд продуктів AlClad був розроблений і широко використовується для забезпечення найкращого обидва світи для слабо корозійних сплавів, таких як 2024. Ця розробка робить алюміній 2024 особливо корисним, оскільки його міцність може бути досягнута там, де оголені сплави зазвичай погіршуються.
Деякі алюмінієві сплави, такі як серії 2xxx, 6xxx і 7xxx, можна зміцнити за допомогою процесу, який називається термічною обробкою. Процес передбачає нагрівання сплаву до певної температури для змішування або «гомогенізації» легуючих елементів в основний метал, а потім загартування в розчині, щоб зафіксувати елементи на місці. Цей етап називається «теплова обробка розчином». Ці елементи нестабільні, і коли заготовка охолоджується, вони випадають з алюмінієвого «розчину» у вигляді сполук (наприклад, атоми міді випадуть в осад у вигляді Al2Cu). Ці сполуки збільшують загальну міцність сплаву шляхом взаємодії з мікроструктурою алюмінію, процес, відомий як «старіння». Розуміння термічної обробки розчину та процесу старіння є важливим, оскільки алюміній 2024 випускається багатьох типів і має позначення. наприклад 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 тощо, залежно від того, як виконуються ці дії.
Найкращі міцні якості алюмінію типу 2024 походять не лише від його складу, а й від процесу термічної обробки. Існує багато різних процедур або «загартування» алюмінію (враховуючи позначення -Tx, де x — це число від 1 до 5 цифр). ), і хоча вони є одним і тим же сплавом, усі вони мають свої власні унікальні властивості. Перша цифра після «T» вказує на основний метод термічної обробки, а додаткові цифри від другої до п’ятої вказують на конкретну якість виготовлення. Наприклад, у відпуск 2024-T42, «4» вказує на те, що сплав піддається термічній обробці та природному старінню, але «2» вказує на те, що метал має бути термічно оброблений покупцем. Система може заплутатися, тому в цій статті ми відображатиме значення міцності лише для більш простого загартованого алюмінію 2024-T4.
Існують певні механічні властивості, які можна використовувати для визначення алюмінієвих сплавів. Для таких сплавів, як алюміній 2024, деякі важливі вимірювання — межа міцності, межа текучості, міцність на зсув, міцність на втому, а також модулі пружності та зсуву. Ці значення дадуть уявлення про оброблюваність, міцність і потенційне використання матеріалу та підсумовані в таблиці 1 нижче.
Межа текучості та межа міцності – це максимальні напруги, які спричиняють непостійну та постійну деформацію зразків зі сплаву, відповідно. Для більш глибокого обговорення цих значень не соромтеся відвідати нашу статтю про алюмінієвий сплав 7075. Вони важливі, коли сплави використовуються в статичних додатках, де не повинно виникати постійних деформацій, наприклад, у будівлях або обладнанні безпеки. Алюміній 2024 має вражаючі межі текучості 469 МПа (68 000 фунтів на квадратний дюйм) і 324 МПа (47 000 фунтів на квадратний дюйм), що робить його привабливим для високоміцних виробів. конструкційні матеріали, такі як алюмінієві труби.
Нарешті, модуль пружності та модуль зсуву — це параметри, які показують, наскільки «пружним» матеріал може деформуватися. Вони дають гарне уявлення про стійкість матеріалу до постійної деформації. Алюмінієвий сплав 2024 має модуль пружності 73,1 ГПа (10600 ksi) і модуль зсуву 28 ГПа (4060 ksi), що навіть вище, ніж у інших високоміцних авіаційних сплавів, таких як алюміній 7075.
Алюміній типу 2024 має відмінну механічну обробку, хорошу оброблюваність, високу міцність і може мати антикорозійне покриття, що робить його чудовим вибором для літаків і транспортних засобів.
Час публікації: 30 червня 2022 р