Jede Legierung enthält bestimmte Prozentsätze von Legierungselementen, die dem Basisaluminium bestimmte vorteilhafte Eigenschaften verleihen. In der Aluminiumlegierung 2024 betragen diese Elementprozentsätze nominell 4,4 % Kupfer, 1,5 % Magnesium und 0,6 % Mangan. Diese Aufschlüsselung erklärt, warum 2024 Aluminium für seine Eigenschaften bekannt ist hohe Festigkeit, da Kupfer, Magnesium und Mangan die Festigkeit von Aluminiumlegierungen stark erhöhen. Diese Kraft hat jedoch eine Kehrseite. Der hohe Kupferanteil im Aluminium 2024 verringert dessen Korrosionsbeständigkeit stark. Es sind meist Spuren von Verunreinigungselementen (Silizium , Eisen, Zink, Titan usw.), aber diese sind nur auf Wunsch des Käufers absichtlich mit Toleranzen versehen. Seine Dichte beträgt 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), etwas höher als reines Aluminium (2,7 g/cm3, 0,098 lb /in3).2024 Aluminium ist sehr einfach zu bearbeiten und lässt sich gut bearbeiten, sodass es bei Bedarf geschnitten und extrudiert werden kann.
Wie bereits erwähnt, korrodieren blanke 2024-Aluminiumlegierungen leichter als die meisten anderen Aluminiumlegierungen. Die Hersteller umgehen dies, indem sie diese anfälligen Legierungen mit einer Schicht aus korrosionsbeständigem Metall überziehen (als „Galvanisierung“ oder „Plattierung“ bezeichnet). Diese Beschichtung ist manchmal hoch- reines Aluminium oder sogar eine andere Legierung und ist am beliebtesten in plattierten Blechen, wo die reine Legierung zwischen den Plattierungsschichten angeordnet werden kann. Plattiertes Aluminium ist so beliebt, dass eine Reihe von AlClad-Produkten entwickelt und weit verbreitet verwendet wurden, um das Beste daraus zu machen beide Welten für schwach korrosive Legierungen wie 2024. Diese Entwicklung macht 2024 Aluminium besonders nützlich, da seine Festigkeit dort erreicht werden kann, wo sich blanke Legierungen normalerweise verschlechtern würden.
Einige Aluminiumlegierungen, wie die Serien 2xxx, 6xxx und 7xxx, können durch einen Prozess namens Wärmebehandlung verstärkt werden. Der Prozess beinhaltet das Erhitzen der Legierung auf eine bestimmte Temperatur, um die Legierungselemente dann in das Grundmetall zu mischen oder zu „homogenisieren“. Abschrecken in Lösung, um die Elemente an Ort und Stelle zu fixieren. Dieser Schritt wird als „Lösungsglühen“ bezeichnet. Diese Elemente sind instabil, und wenn das Werkstück abkühlt, scheiden sie sich aus der Aluminium-„Lösung“ als Verbindungen aus (z. B. werden Kupferatome ausfallen). Diese Verbindungen erhöhen die Gesamtfestigkeit der Legierung, indem sie mit der Aluminiummikrostruktur interagieren, ein Prozess, der als „Alterung“ bekannt ist. Das Verständnis des Lösungsglühens und des Alterungsprozesses ist wichtig, da 2024-Aluminium in vielen Arten vorkommt und Bezeichnungen erhält B. 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 usw., je nachdem, wie diese Schritte ausgeführt werden.
Die besten Festigkeitseigenschaften von Aluminium des Typs 2024 ergeben sich nicht nur aus seiner Zusammensetzung, sondern auch aus seinem Wärmebehandlungsprozess. Es gibt viele verschiedene Verfahren oder „Anlassen“ von Aluminium (unter der Bezeichnung -Tx, wobei x eine 1- bis 5-stellige lange Zahl ist ), und obwohl es sich um dieselbe Legierung handelt, haben sie alle ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften. Die erste Ziffer nach dem „T“ gibt die grundlegende Wärmebehandlungsmethode an, und die optionalen zweiten bis fünften Ziffern geben die spezifische Herstellungsqualität an. Zum Beispiel in ein 2024-T42-Temper, eine „4“ zeigt an, dass die Legierung lösungsgeglüht und natürlich gealtert ist, aber eine „2“ zeigt an, dass das Metall vom Käufer wärmebehandelt werden muss. Das System kann verwirrend werden, deshalb in diesem Artikel wir zeigt nur Festigkeitswerte für ein einfacheres gehärtetes 2024-T4-Aluminium.
Es gibt bestimmte mechanische Eigenschaften, die verwendet werden können, um Aluminiumlegierungen zu spezifizieren Vorstellung von der Bearbeitbarkeit, Festigkeit und möglichen Verwendung des Materials und sind in Tabelle 1 unten zusammengefasst.
Streckgrenze und Bruchfestigkeit sind die maximalen Spannungen, die eine nicht dauerhafte bzw. dauerhafte Verformung von Legierungsproben verursachen. Für eine eingehendere Diskussion dieser Werte können Sie gerne unseren Artikel über Aluminiumlegierung 7075 besuchen. Sie sind wichtig, wenn Legierungen verwendet werden werden in statischen Anwendungen eingesetzt, bei denen keine dauerhafte Verformung auftreten sollte, wie z. B. in Gebäuden oder Sicherheitseinrichtungen. 2024-Aluminium hat eine beeindruckende Bruch- und Streckgrenze von 469 MPa (68.000 psi) und 324 MPa (47.000 psi), was es für hochfeste Werkstoffe attraktiv macht Baumaterialien wie Aluminiumrohre.
Schließlich sind Elastizitätsmodul und Schermodul Parameter, die zeigen, wie „elastisch“ ein bestimmtes Material zu verformen ist. Sie geben eine gute Vorstellung von der Beständigkeit des Materials gegen dauerhafte Verformung. Die 2024-Aluminiumlegierung hat einen Elastizitätsmodul von 73,1 GPa (10.600 ksi) und einen Schermodul von 28 GPa (4.060 ksi), was sogar höher ist als bei anderen hochfesten Flugzeuglegierungen wie 7075 Aluminium.
Aluminium vom Typ 2024 hat eine hervorragende Bearbeitbarkeit, gute Bearbeitbarkeit, hohe Festigkeit und kann plattiert werden, um Korrosion zu widerstehen, was es zu einer ausgezeichneten Wahl für Flugzeug- und Fahrzeuganwendungen macht.
Postzeit: 30. Juni 2022