Κάθε κράμα περιέχει συγκεκριμένα ποσοστά στοιχείων κράματος που δίνουν στο βασικό αλουμίνιο ορισμένες ευεργετικές ιδιότητες. Στο κράμα αλουμινίου του 2024, αυτά τα ποσοστά στοιχείων είναι ονομαστικά 4,4% χαλκός, 1,5% μαγνήσιο και 0,6% μαγγάνιο. Αυτή η ανάλυση εξηγεί γιατί το αλουμίνιο του 2024 είναι γνωστό για το υψηλής αντοχής, καθώς ο χαλκός, το μαγνήσιο και το μαγγάνιο αυξάνουν σημαντικά την αντοχή των κραμάτων αλουμινίου.Ωστόσο, αυτή η ισχύς έχει ένα μειονέκτημα. Η υψηλή αναλογία χαλκού στο αλουμίνιο του 2024 μειώνει σημαντικά την αντίστασή του στη διάβρωση. Συνήθως υπάρχουν ίχνη ακαθαρσιών στοιχείων (πυρίτιο , σίδηρος, ψευδάργυρος, τιτάνιο, κ.λπ.), αλλά αυτές δίνονται σκόπιμα μόνο ανοχές κατόπιν αιτήματος του αγοραστή. Η πυκνότητά του είναι 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), ελαφρώς υψηλότερη από το καθαρό αλουμίνιο (2,7 g/cm3, 0,098 lb /in3). Το αλουμίνιο 2024 είναι πολύ εύκολο στη μηχανή και έχει καλή μηχανική ικανότητα, επιτρέποντάς του να κοπεί και να εξωθείται όταν απαιτείται.
Όπως αναφέρθηκε, τα γυμνά κράματα αλουμινίου 2024 διαβρώνονται πιο εύκολα από τα περισσότερα άλλα κράματα αλουμινίου. Οι κατασκευαστές το ξεπερνούν επικαλύπτοντας αυτά τα ευαίσθητα κράματα με ένα στρώμα από ανθεκτικό στη διάβρωση μέταλλο (που ονομάζεται "γαλβανισμός" ή "επένδυση"). Αυτή η επίστρωση είναι μερικές φορές υψηλή αλουμίνιο καθαρότητας ή ακόμα και άλλο κράμα, και είναι πιο δημοφιλές σε επιστρωμένα μεταλλικά φύλλα, όπου το παρθένο κράμα μπορεί να τοποθετηθεί μεταξύ των στρωμάτων επένδυσης. Το επιστρωμένο αλουμίνιο είναι τόσο δημοφιλές που μια σειρά προϊόντων AlClad έχει αναπτυχθεί και χρησιμοποιείται ευρέως για την παροχή των καλύτερων Και οι δύο κόσμοι για ασθενώς διαβρωτικά κράματα όπως το 2024. Αυτή η εξέλιξη καθιστά το αλουμίνιο 2024 ιδιαίτερα χρήσιμο επειδή η αντοχή του μπορεί να επιτευχθεί εκεί όπου τα γυμνά κράματα κανονικά θα υποβαθμίζονταν.
Ορισμένα κράματα αλουμινίου, όπως οι σειρές 2xxx, 6xxx και 7xxx, μπορούν να ενισχυθούν χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται θερμική επεξεργασία. σβήσιμο σε διάλυμα για να κλειδώσουν τα στοιχεία στη θέση τους. Αυτό το βήμα ονομάζεται «θερμική επεξεργασία διαλύματος». Αυτά τα στοιχεία είναι ασταθή και όταν το τεμάχιο εργασίας κρυώσει, καθιζάνουν έξω από το «διάλυμα» αλουμινίου ως ενώσεις (για παράδειγμα, τα άτομα χαλκού θα καθιζάνουν Αυτές οι ενώσεις αυξάνουν τη συνολική αντοχή του κράματος αλληλεπιδρώντας με τη μικροδομή του αλουμινίου, μια διαδικασία γνωστή ως «γήρανση». Η κατανόηση της θερμικής επεξεργασίας και της διαδικασίας γήρανσης του διαλύματος είναι σημαντική επειδή το αλουμίνιο 2024 διατίθεται σε πολλούς τύπους και έχει χαρακτηρισμούς όπως 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6, κ.λπ., ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο εκτελούνται αυτά τα βήματα.
Οι καλύτερες ιδιότητες αντοχής του αλουμινίου τύπου 2024 προέρχονται όχι μόνο από τη σύνθεσή του, αλλά και από τη διαδικασία θερμικής κατεργασίας του. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές διαδικασίες ή «σκλήρυνση» του αλουμινίου (με δεδομένη την ονομασία -Tx, όπου x είναι ένας μεγάλος αριθμός 1 έως 5 ψηφίων ), και παρόλο που είναι το ίδιο κράμα, όλα έχουν τις δικές τους μοναδικές ιδιότητες. Το πρώτο ψηφίο μετά το "T" υποδηλώνει τη βασική μέθοδο θερμικής επεξεργασίας και το προαιρετικό δεύτερο έως πέμπτο ψηφία υποδεικνύει τη συγκεκριμένη ποιότητα κατασκευής. Για παράδειγμα, στο μια ιδιοσυγκρασία 2024-T42, το "4" υποδεικνύει ότι το κράμα έχει υποστεί θερμική επεξεργασία διαλύματος και έχει παλαιωθεί φυσικά, αλλά το "2" υποδηλώνει ότι το μέταλλο πρέπει να υποβληθεί σε θερμική επεξεργασία από τον αγοραστή. Το σύστημα μπορεί να προκαλέσει σύγχυση, επομένως σε αυτό το άρθρο θα εμφανίσει μόνο τιμές αντοχής για ένα πιο βασικό αλουμίνιο 2024-T4 με σκληρυμένο αλουμίνιο.
Υπάρχουν ορισμένες μηχανικές ιδιότητες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό των κραμάτων αλουμινίου. Για κράματα όπως το αλουμίνιο 2024, ορισμένες σημαντικές μετρήσεις είναι η τελική αντοχή, η αντοχή διαρροής, η αντοχή σε διάτμηση, η αντοχή σε κόπωση και οι συντελεστές ελαστικότητας και διάτμησης. Αυτές οι τιμές θα δώσουν ένα ιδέα σχετικά με τη μηχανική ικανότητα, τη δύναμη και τις πιθανές χρήσεις του υλικού και συνοψίζονται στον Πίνακα 1 παρακάτω.
Η αντοχή διαρροής και η τελική αντοχή είναι οι μέγιστες τάσεις που προκαλούν μη μόνιμη και μόνιμη παραμόρφωση των δειγμάτων κράματος, αντίστοιχα. Για μια πιο εμπεριστατωμένη συζήτηση αυτών των τιμών, μη διστάσετε να επισκεφθείτε το άρθρο μας για το κράμα αλουμινίου 7075. Είναι σημαντικά όταν τα κράματα χρησιμοποιούνται σε στατικές εφαρμογές όπου δεν πρέπει να υπάρχει μόνιμη παραμόρφωση, όπως σε κτίρια ή εξοπλισμό ασφαλείας. Το αλουμίνιο 2024 έχει εντυπωσιακές τελικές αντοχές και αντοχές διαρροής 469 MPa (68.000 psi) και 324 MPa (47.000 psi), καθιστώντας το ελκυστικό για υψηλή αντοχή δομικά υλικά όπως σωλήνες αλουμινίου.
Τέλος, ο συντελεστής ελαστικότητας και ο συντελεστής διάτμησης είναι παράμετροι που δείχνουν πόσο «ελαστικό» είναι να παραμορφώνεται ένα δεδομένο υλικό. Δίνουν μια καλή ιδέα για την αντίσταση του υλικού στη μόνιμη παραμόρφωση. Το κράμα αλουμινίου 2024 έχει συντελεστή ελαστικότητας 73,1 GPa (10.600 ksi) και συντελεστή διάτμησης 28 GPa (4.060 ksi), που είναι ακόμη υψηλότερος από άλλα κράματα αεροσκαφών υψηλής αντοχής όπως το αλουμίνιο 7075.
Το αλουμίνιο τύπου 2024 έχει εξαιρετική ικανότητα επεξεργασίας, καλή εργασιμότητα, υψηλή αντοχή και μπορεί να επιστρωθεί για να αντέχει στη διάβρωση, καθιστώντας το εξαιρετική επιλογή για εφαρμογές αεροσκαφών και οχημάτων.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-30-2022