Elke legering bevat spesifieke persentasies legeringselemente wat aan die basis-aluminium sekere voordelige eienskappe gee. In 2024-aluminiumlegering is hierdie elementpersentasies nominaal 4,4% koper, 1,5% magnesium en 0,6% mangaan. Hierdie uiteensetting verduidelik hoekom 2024-aluminium bekend is vir sy hoë sterkte, aangesien koper, magnesium en mangaan die sterkte van aluminiumlegerings aansienlik verhoog. Hierdie krag het egter 'n nadeel. Die hoë proporsie koper in 2024-aluminium verminder sy weerstand teen korrosie aansienlik. Daar is gewoonlik spoorhoeveelhede van onsuiwerheidselemente (silikon) , yster, sink, titanium, ens.), maar dit word slegs doelbewus toleransies gegee op die koper se versoek. Die digtheid daarvan is 2,77g/cm3 (0,100 lb/in3), effens hoër as suiwer aluminium (2,7g/cm3, 0,098 lb /in3).2024-aluminium is baie maklik om te masjineer en het goeie bewerkbaarheid, wat dit moontlik maak om gesny en geëxtrudeer te word wanneer nodig.
Soos genoem, roes kaal 2024-aluminiumlegerings makliker as die meeste ander aluminiumlegerings. Vervaardigers kom om dit deur hierdie vatbare legerings te bedek met 'n laag korrosiebestande metaal (genoem "galvanisering" of "bekleding"). Hierdie deklaag is soms hoog- suiwer aluminium of selfs 'n ander legering, en is die gewildste in beklede metaalplate, waar die maagdelike legering tussen die bekledingslae ingedruk kan word. Geklede aluminium is so gewild dat 'n reeks AlClad-produkte ontwikkel en wyd gebruik is om die beste van beide wêrelde vir swak korrosiewe legerings soos 2024. Hierdie ontwikkeling maak 2024-aluminium besonder nuttig omdat die sterkte daarvan bereik kan word waar kaal legerings normaalweg afbreek.
Sommige aluminiumlegerings, soos die 2xxx-, 6xxx- en 7xxx-reekse, kan versterk word deur 'n proses genaamd hittebehandeling te gebruik. Die proses behels die verhitting van die legering tot 'n spesifieke temperatuur om die legeringselemente in die basismetaal te meng of te "homogeniseer", dan blus in oplossing om die elemente in plek te sluit. Hierdie stap word "oplossing hittebehandeling" genoem. Hierdie elemente is onstabiel, en wanneer die werkstuk afkoel, presipiteer hulle uit die aluminium "oplossing" as verbindings (byvoorbeeld, koperatome sal presipiteer uit as Al2Cu).Hierdie verbindings verhoog die algehele sterkte van die legering deur interaksie met die aluminiummikrostruktuur, 'n proses wat bekend staan as "veroudering." Om die oplossing hittebehandeling en verouderingsproses te verstaan is belangrik omdat 2024-aluminium in baie soorte voorkom en benamings gegee word. soos 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6, ens., afhangende van hoe hierdie stappe uitgevoer word.
Tipe 2024-aluminium se beste sterkte-eienskappe kom nie net van die samestelling daarvan nie, maar ook van sy hittebehandelingsproses. Daar is baie verskillende prosedures of "tempering" van aluminium (gegewe die benaming -Tx, waar x 'n 1 tot 5 syfer lang getal is ), en alhoewel hulle dieselfde legering is, het hulle almal hul eie unieke eienskappe. Die eerste syfer na die "T" dui die basiese hittebehandelingsmetode aan, en die opsionele tweede tot vyfde syfers dui die spesifieke vervaardigingskwaliteit aan. 'n 2024-T42-tempering, 'n "4" dui aan dat die legering met oplossing hitte behandel is en natuurlik verouder is, maar 'n "2" dui aan dat die metaal deur die koper hittebehandel moet word. Die stelsel kan verwarrend raak, so in hierdie artikel word ons sal slegs sterktewaardes wys vir 'n meer basiese gehard 2024-T4-aluminium.
Daar is sekere meganiese eienskappe wat gebruik kan word om aluminiumlegerings te spesifiseer. Vir legerings soos 2024-aluminium is 'n paar belangrike metings eindsterkte, vloeisterkte, skuifsterkte, moegheidssterkte en elastiese en skuifmoduli. Hierdie waardes sal 'n idee oor die bewerkbaarheid, sterkte en potensiële gebruike van die materiaal en word in Tabel 1 hieronder opgesom.
Opbrengsterkte en uiteindelike sterkte is die maksimum spannings wat onderskeidelik nie-permanente en permanente vervorming van allooimonsters veroorsaak. Vir 'n meer in-diepte bespreking van hierdie waardes, besoek gerus ons artikel oor 7075 Aluminium Alloy. Hulle is belangrik wanneer legerings word gebruik in statiese toepassings waar permanente vervorming nie moet voorkom nie, soos in geboue of veiligheidstoerusting.2024-aluminium het indrukwekkende eind- en opbrengssterktes van 469 MPa (68 000 psi) en 324 MPa (47 000 psi), wat dit aantreklik maak vir hoë sterkte strukturele materiale soos aluminiumbuise.
Ten slotte, elastiese modulus en skuifmodulus is parameters wat wys hoe "elasties" 'n gegewe materiaal is om te vervorm. Hulle gee 'n goeie idee van die weerstand van die materiaal teen permanente vervorming. Die 2024 aluminiumlegering het 'n elastiese modulus van 73.1 GPa (10 600 ksi) en 'n skuifmodulus van 28 GPa (4 060 ksi), wat selfs hoër is as ander hoësterkte vliegtuiglegerings soos 7075 aluminium.
Tipe 2024 aluminium het uitstekende bewerkbaarheid, goeie werkbaarheid, hoë sterkte, en kan geklee word om korrosie te weerstaan, wat dit 'n uitstekende keuse maak vir vliegtuig- en voertuigtoepassings.
Pos tyd: Jun-30-2022