Jokainen seos sisältää tietyt prosenttiosuudet seosaineita, jotka antavat perusalumiinille tiettyjä hyödyllisiä ominaisuuksia. Vuoden 2024 alumiiniseoksessa nämä alkuaineprosentit ovat nimellisesti 4,4 % kuparia, 1,5 % magnesiumia ja 0,6 % mangaania. Tämä erittely selittää, miksi 2024 alumiini tunnetaan korkea lujuus, koska kupari, magnesium ja mangaani lisäävät suuresti alumiiniseosten lujuutta.Tällä teholla on kuitenkin haittapuolensa.Kuparin suuri osuus vuoden 2024 alumiinissa vähentää huomattavasti sen korroosionkestävyyttä.Epäpuhtauselementtejä (pii) on yleensä pieniä määriä. , rauta, sinkki, titaani jne.), mutta näille annetaan vain tarkoituksellisesti ostajan pyynnöstä toleranssit. Sen tiheys on 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), mikä on hieman korkeampi kuin puhtaan alumiinin (2,7 g/cm3, 0,098 lb). /in3).2024-alumiini on erittäin helppo työstää ja sillä on hyvä työstettävyys, joten se voidaan leikata ja puristaa tarvittaessa.
Kuten mainittiin, paljaat 2024-alumiiniseokset syöpyvät helpommin kuin useimmat muut alumiiniseokset. Valmistajat kiertävät tämän pinnoittamalla nämä herkät seokset korroosionkestävällä metallikerroksella (kutsutaan "sinkitystä" tai "verhoilua"). Tämä pinnoite on joskus korkealaatuista. puhdasta alumiinia tai jopa muuta metalliseosta, ja se on suosituin päällystetyissä metallilevyissä, joissa neitseellistä metalliseosta voidaan kerrostaa verhouskerrosten väliin. Verhottu alumiini on niin suosittu, että valikoima AlClad-tuotteita on kehitetty ja käytetty laajasti tarjoamaan parhaan molemmat maailmat heikosti syövyttäville metalliseoksille, kuten 2024. Tämä kehitys tekee 2024-alumiinista erityisen hyödyllisen, koska sen lujuus voidaan saavuttaa siellä, missä paljaat seokset normaalisti heikkenevät.
Joitakin alumiiniseoksia, kuten 2xxx-, 6xxx- ja 7xxx-sarjoja, voidaan vahvistaa käyttämällä lämpökäsittelyä. Prosessi käsittää seoksen kuumentamisen tiettyyn lämpötilaan seostuselementtien sekoittamiseksi tai "homogenoimiseksi" epäjaloa metallia varten. sammuttaminen liuoksessa elementtien lukitsemiseksi paikoilleen. Tätä vaihetta kutsutaan "liuoslämpökäsittelyksi". Nämä alkuaineet ovat epävakaita, ja kun työkappale jäähtyy, ne saostuvat alumiini "liuoksesta" yhdisteinä (esim. kupariatomit saostuvat Al2Cu). Nämä yhdisteet lisäävät seoksen kokonaislujuutta olemalla vuorovaikutuksessa alumiinin mikrorakenteen kanssa. Tämä prosessi tunnetaan nimellä "vanheneminen". Liuoksen lämpökäsittely- ja vanhentamisprosessin ymmärtäminen on tärkeää, koska 2024-alumiinia on monenlaisia ja sille on annettu nimitykset. kuten 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 jne. riippuen siitä, miten nämä vaiheet suoritetaan.
Tyypin 2024 alumiinin parhaat lujuusominaisuudet eivät tule pelkästään sen koostumuksesta, vaan myös sen lämpökäsittelyprosessista. Alumiinille on olemassa monia erilaisia menetelmiä tai "karkaisua" (merkintä -Tx, jossa x on 1-5 numeroa pitkä luku ), ja vaikka ne ovat samaa metalliseosta, niillä kaikilla on omat ainutlaatuiset ominaisuutensa. Ensimmäinen numero "T":n jälkeen ilmaisee peruslämpökäsittelymenetelmän ja valinnainen toinen - viides numero osoittavat tietyn valmistuslaadun.Esimerkiksi 2024-T42 temper, "4" tarkoittaa, että seos on liuoslämpökäsitelty ja luonnollisesti vanhentunut, mutta "2" tarkoittaa, että ostajan on lämpökäsiteltävä metalli. Järjestelmä voi olla hämmentävää, joten tässä artikkelissa näyttää lujuusarvot vain peruskarkaistulle 2024-T4 alumiinille.
On tiettyjä mekaanisia ominaisuuksia, joita voidaan käyttää alumiiniseosten määrittämiseen. Seoksille, kuten 2024-alumiinille, tärkeitä mittauksia ovat murtolujuus, myötöraja, leikkauslujuus, väsymislujuus sekä kimmo- ja leikkausmoduulit. Nämä arvot antavat käsitys materiaalin työstettävyydestä, lujuudesta ja mahdollisista käyttötavoista, ja niistä on yhteenveto alla olevassa taulukossa 1.
Myötölujuus ja murtolujuus ovat suurimmat jännitykset, jotka aiheuttavat metalliseosnäytteiden ei-pysyvän ja pysyvän muodonmuutoksen. Jos haluat keskustella näistä arvoista perusteellisemmin, tutustu artikkeliimme 7075 alumiiniseoksesta. Ne ovat tärkeitä seoksia käytettäessä. käytetään staattisissa sovelluksissa, joissa ei pitäisi tapahtua pysyviä muodonmuutoksia, kuten rakennuksissa tai turvalaitteissa. 2024-alumiinilla on vaikuttava murto- ja myötöraja 469 MPa (68 000 psi) ja 324 MPa (47 000 psi), mikä tekee siitä houkuttelevan korkean lujuuden vuoksi rakennemateriaalit, kuten alumiiniputket.
Lopuksi, kimmomoduuli ja leikkausmoduuli ovat parametreja, jotka osoittavat, kuinka "kimmoinen" tietty materiaali muuttaa muotoaan. Ne antavat hyvän käsityksen materiaalin kestävyydestä pysyvää muodonmuutosta vastaan. 2024-alumiiniseoksen kimmokerroin on 73,1 GPa (10 600 ksi) ja leikkauskerroin 28 GPa (4 060 ksi), mikä on jopa korkeampi kuin muilla lujilla lentokoneseoksilla, kuten 7075 alumiinilla.
Tyypin 2024 alumiinilla on erinomainen työstettävyys, hyvä työstettävyys, korkea lujuus ja se voidaan päällystää korroosionkestäväksi, joten se on erinomainen valinta lento- ja ajoneuvosovelluksiin.
Postitusaika: 30.6.2022