Каждый сплав содержит определенный процент легирующих элементов, которые придают базовому алюминию определенные полезные свойства. В алюминиевом сплаве 2024 года эти процентные содержания элементов номинально составляют 4,4% меди, 1,5% магния и 0,6% марганца. Эта разбивка объясняет, почему алюминий 2024 года известен своей высокая прочность, так как медь, магний и марганец значительно повышают прочность алюминиевых сплавов. Однако у этой силы есть и обратная сторона. Высокая доля меди в алюминии 2024 значительно снижает его коррозионную стойкость. Обычно присутствуют следовые количества примесных элементов (кремний , железо, цинк, титан и т. д.), но эти допуски специально даны по запросу покупателя. Его плотность составляет 2,77 г/см3 (0,100 фунта/дюйм3), что немного выше, чем у чистого алюминия (2,7 г/см3, 0,098 фунта). /дюйм3).Алюминий 2024 очень легко обрабатывается и обладает хорошей обрабатываемостью, что позволяет при необходимости резать и экструдировать его.
Как уже упоминалось, чистые алюминиевые сплавы 2024 подвержены коррозии легче, чем большинство других алюминиевых сплавов. Производители обходят эту проблему, покрывая эти восприимчивые сплавы слоем коррозионно-стойкого металла (так называемое «гальваническое покрытие» или «плакирование»). Иногда это покрытие является высокопрочным. чистый алюминий или даже другой сплав, и он наиболее популярен в плакированных металлических листах, где первичный сплав может быть зажат между слоями плакирования. Плакированный алюминий настолько популярен, что был разработан и широко используется ряд продуктов AlClad, чтобы обеспечить лучшее из оба мира для слабокоррозионных сплавов, таких как 2024. Эта разработка делает алюминий 2024 особенно полезным, поскольку его прочность может быть достигнута там, где обычно деградируют голые сплавы.
Некоторые алюминиевые сплавы, такие как серии 2ххх, 6ххх и 7ххх, можно упрочнить с помощью процесса, называемого термической обработкой. Этот процесс включает нагрев сплава до определенной температуры для смешивания или «гомогенизации» легирующих элементов с основным металлом, а затем закалка в растворе для фиксации элементов на месте. Этот этап называется «термической обработкой раствором». Эти элементы нестабильны, и при охлаждении заготовки они осаждаются из алюминиевого «раствора» в виде соединений (например, атомы меди будут осаждаться (как Al2Cu). Эти соединения увеличивают общую прочность сплава за счет взаимодействия с микроструктурой алюминия, процесс, известный как «старение». например 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 и т. д., в зависимости от того, как выполняются эти шаги.
Наилучшие прочностные качества алюминия типа 2024 обусловлены не только его составом, но и процессом термообработки. Существует множество различных процедур или «закалки» алюминия (с учетом обозначения -Tx, где x - длинное число от 1 до 5 цифр). ), и хотя они представляют собой один и тот же сплав, все они имеют свои уникальные свойства. Первая цифра после «Т» указывает на основной метод термообработки, а необязательные цифры со второй по пятую указывают на конкретное качество изготовления. Например, в в состоянии 2024-T42 «4» указывает на то, что сплав подвергается термообработке на твердый раствор и естественному старению, а «2» указывает на то, что металл должен быть подвергнут термообработке покупателем. Система может запутаться, поэтому в этой статье мы покажет значения прочности только для более простого закаленного алюминия 2024-T4.
Существуют определенные механические свойства, которые можно использовать для определения алюминиевых сплавов. Для таких сплавов, как алюминий 2024, некоторыми важными измерениями являются предел прочности, предел текучести, прочность на сдвиг, усталостная прочность, а также модули упругости и сдвига. Эти значения дадут представление о обрабатываемости, прочности и потенциальном использовании материала, которые приведены в Таблице 1 ниже.
Предел текучести и предел прочности являются максимальными напряжениями, которые вызывают непостоянную и постоянную деформацию образцов сплава соответственно. Для более подробного обсуждения этих значений не стесняйтесь посетить нашу статью об алюминиевом сплаве 7075. используются в статических приложениях, где не должна возникать постоянная деформация, например, в зданиях или оборудовании для обеспечения безопасности. Алюминий 2024 года имеет впечатляющий предел прочности и предел текучести 469 МПа (68 000 фунтов на квадратный дюйм) и 324 МПа (47 000 фунтов на квадратный дюйм), что делает его привлекательным для высокопрочных конструкционные материалы, такие как алюминиевые трубы.
Наконец, модуль упругости и модуль сдвига — это параметры, которые показывают, насколько «эластичен» данный материал при деформации. Они дают хорошее представление о сопротивлении материала остаточной деформации. Алюминиевый сплав 2024 имеет модуль упругости 73,1 ГПа. (10 600 фунтов на квадратный дюйм) и модуль сдвига 28 ГПа (4060 фунтов на квадратный дюйм), что даже выше, чем у других высокопрочных авиационных сплавов, таких как алюминий 7075.
Алюминий типа 2024 обладает отличной обрабатываемостью, хорошей обрабатываемостью, высокой прочностью и может быть защищен от коррозии плакировкой, что делает его отличным выбором для применения в самолетах и транспортных средствах.
Время публикации: 30 июня 2022 г.