Hver legering inneholder spesifikke prosentandeler av legeringselementer som gir basisaluminium visse fordelaktige kvaliteter. I 2024 aluminiumslegering er disse elementprosentene nominelt 4,4 % kobber, 1,5 % magnesium og 0,6 % mangan. Denne sammenbruddet forklarer hvorfor 2024-aluminium er kjent for sitt høy styrke, ettersom kobber, magnesium og mangan i stor grad øker styrken til aluminiumslegeringer. Denne kraften har imidlertid en ulempe.Den høye andelen kobber i 2024-aluminium reduserer korrosjonsbestandigheten betydelig. Det er vanligvis spormengder av urenheter (silisium) , jern, sink, titan, etc.), men disse er kun målrettet gitt toleranser etter kjøpers forespørsel. Dens tetthet er 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), litt høyere enn rent aluminium (2,7 g/cm3, 0,098 lb) /in3).2024-aluminium er veldig enkelt å bearbeide og har god maskinbearbeidbarhet, slik at det kan kuttes og ekstruderes ved behov.
Som nevnt korroderer blanke 2024 aluminiumslegeringer lettere enn de fleste andre aluminiumslegeringer. Produsenter kommer rundt dette ved å belegge disse følsomme legeringene med et lag av korrosjonsbestandig metall (kalt "galvanisering" eller "kledning"). Dette belegget er noen ganger høy- ren aluminium eller til og med en annen legering, og er mest populær i pletterte metallplater, hvor jomfrulegeringen kan klemmes mellom kledningslagene. Plettert aluminium er så populært at en rekke AlClad-produkter har blitt utviklet og mye brukt for å gi det beste av begge verdener for svakt etsende legeringer som 2024. Denne utviklingen gjør 2024-aluminium spesielt nyttig fordi dets styrke kan oppnås der blanke legeringer normalt brytes ned.
Noen aluminiumslegeringer, som 2xxx-, 6xxx- og 7xxx-seriene, kan forsterkes ved hjelp av en prosess som kalles varmebehandling. Prosessen går ut på å varme legeringen til en bestemt temperatur for å blande eller "homogenisere" legeringselementene til basismetallet, og deretter bråkjøling i løsning for å låse elementene på plass. Dette trinnet kalles "løsningsvarmebehandling". Disse elementene er ustabile, og når arbeidsstykket avkjøles, feller de ut av aluminiums-"løsningen" som forbindelser (for eksempel vil kobberatomer utfelles ut som Al2Cu). Disse forbindelsene øker legeringens generelle styrke ved å samhandle med aluminiumsmikrostrukturen, en prosess kjent som "aldring." Å forstå løsningen varmebehandling og aldringsprosessen er viktig fordi 2024-aluminium kommer i mange typer og er gitt betegnelser for eksempel 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6, etc., avhengig av hvordan disse trinnene utføres.
Type 2024 aluminiums beste styrkeegenskaper kommer ikke bare fra sammensetningen, men også fra varmebehandlingsprosessen. Det er mange forskjellige prosedyrer eller "tempering" av aluminium (gitt betegnelsen -Tx, der x er et 1 til 5 sifret tall ), og selv om de er den samme legeringen, har de alle sine egne unike egenskaper. Det første sifferet etter "T" indikerer den grunnleggende varmebehandlingsmetoden, og det valgfrie andre til femte sifferet indikerer den spesifikke produksjonskvaliteten. For eksempel i en 2024-T42 temperament, en "4" indikerer at legeringen er oppløsningsvarmebehandlet og naturlig eldet, men en "2" indikerer at metallet må varmebehandles av kjøperen. Systemet kan bli forvirrende, så i denne artikkelen vi vil kun vise styrkeverdier for en mer grunnleggende herdet 2024-T4 aluminium.
Det er visse mekaniske egenskaper som kan brukes til å spesifisere aluminiumslegeringer. For legeringer som 2024-aluminium er noen viktige mål bruddstyrke, flytegrense, skjærstyrke, utmattingsstyrke og elastikk- og skjærmoduler. Disse verdiene vil gi en idé om bearbeidbarhet, styrke og potensiell bruk av materialet og er oppsummert i tabell 1 nedenfor.
Flytestyrke og sluttstyrke er de maksimale spenningene som forårsaker henholdsvis ikke-permanent og permanent deformasjon av legeringsprøver. For en mer inngående diskusjon av disse verdiene, besøk gjerne artikkelen vår om 7075 aluminiumslegering. De er viktige når legeringer brukes i statiske applikasjoner der permanent deformasjon ikke bør forekomme, for eksempel i bygninger eller sikkerhetsutstyr.2024-aluminium har imponerende brudd- og flytegrenser på 469 MPa (68 000 psi) og 324 MPa (47 000 psi), noe som gjør det attraktivt for høystyrke strukturelle materialer som aluminiumsrør.
Til slutt, elastisitetsmodul og skjærmodul er parametere som viser hvor "elastisk" et gitt materiale er å deformere. De gir en god ide om materialets motstand mot permanent deformasjon. 2024-aluminiumslegeringen har en elastisitetsmodul på 73,1 GPa (10 600 ksi) og en skjærmodul på 28 GPa (4 060 ksi), som er enda høyere enn andre høystyrke flylegeringer som 7075 aluminium.
Type 2024 aluminium har utmerket bearbeidbarhet, god bearbeidbarhet, høy styrke, og kan kles for å motstå korrosjon, noe som gjør det til et utmerket valg for fly- og kjøretøyapplikasjoner.
Innleggstid: 30. juni 2022