- Алюминиевый сплав 2024 — свойства, характеристики, применение
- Состав сплава алюминия 2024
- Характеристики алюминия 2024
- Свойства алюминия 2024?
- Где используется алюминиевый сплав 2024?
- Насколько прочен алюминий 2024?
- Общие торговые названия алюминия 2024
- Диапазон рабочих температур для алюминия 2024
- Подходит ли алюминий 2024 для сварки?
- Что следует учитывать при выборе марки алюминия?
Алюминиевый сплав 2024 — свойства, характеристики, применение
Алюминий 2024 — универсальный алюминиевый сплав, характеризующийся разнообразными состояниями (или вариантами) марки, которые составляют группу материалов.
Этот тип материала широко используется в аэрокосмической отрасли — чаще всего в элементах конструкции крыла и фюзеляжа самолета (нервюры, шпангоуты, тяги), подвергающихся растягивающей нагрузке, — а также в автомобильной промышленности.
В некоторых условиях отпуска алюминий 2024 обеспечивает хорошую прочность на растяжение и хорошую устойчивость при циклических нагрузках (сопротивление усталости).
Представленный Alcoa в 1931 году, это был первый высокопрочный алюминиевый сплав, который затем продавался как Dural.
Выбор алюминиевых сплавов часто очень специфичен и основан на сочетании небольших преимуществ свойств и обширного опыта применения и проверки. Например, в самолетах усталость является основным фактором, усложняющим конструкцию деталей и выбор материалов.
В этой статье будет обсуждаться алюминиевый сплав 2024, его свойства, области применения и методы обработки, чтобы предоставить широкий обзор того, когда и как использовать этот сорт для производства компонентов, узлов или изделий.
Что такое алюминиевый сплав?
Алюминиевый сплав является результатом соединения (в первую очередь) алюминия и небольшого процента других элементов, таких как: кремний, медь, магний, олово и марганец. Конкретные добавки приводят к изменению свойств алюминия.
Состав сплава алюминия 2024
Состав алюминиевого сплава 2024: алюминий (90,7–94,7 %), медь (3,8–4,9 %), марганец (0,3–0,9 %), кремний (0,0–0,5 %), железо (0,0–0,5 %), магний ( 1,2–1,8 %), хрома (0,0–0,1 %), цинка (0,0–0,25 %), титана (0,0–0,15 %).
Характеристики алюминия 2024
Характеристики алюминия 2024: высокая прочность, хорошая реакция на термообработку, плохая коррозионная стойкость (если не покрыта/покрыта), плохая реакция на сварку и пайку, хорошая обрабатываемость, хорошая усталостная прочность, хорошая стойкость к истиранию и удовлетворительная обрабатываемость.
Алюминий 2024 охватывает широкий диапазон свойств и материалов (лист, пруток, пластина, стержень). Состояние отпуска, а также форма и размер образца материала могут заметно влиять на некоторые свойства.
Свойства алюминия 2024?
В таблице 1 перечислены общие значения свойств для сопоставимых образцов трех различных сплавов алюминия 2024, чтобы проиллюстрировать сходства и различия:
| Свойство | 2024-Т3 | 2024-Т4 | 2024-T851 |
|---|---|---|---|
|
Плотность |
2,78 г/см3 |
2,78 г/см3 |
2,78 г/см3 |
|
Предел прочности |
483 МПа |
469 МПа |
Выше 455 МПа |
|
Предел текучести |
345 МПа |
324 МПа |
Выше 400 МПа |
|
Модуль упругости |
73,1 ГПа |
73,1 ГПа |
72,4 ГПа |
|
Твердость по Бринеллю — вес 500 г, шарик 10 мм. |
120 |
120 |
128 |
|
Удлинение при разрыве (испытательный образец 12,7 мм) |
18% |
19% |
5% |
|
Модуль сдвига |
28 ГПа |
28 ГПа |
27 ГПа |
|
Прочность на сдвиг |
283 ГПа |
283 МПа |
296 ГПа |
|
Предел выносливости |
138 МПа |
138 МПа |
117 МПа |
|
Коэффициент теплового расширения |
23,2 мкм/м°С |
23,2 мкм/м°С |
23,2 мкм/м°С |
|
Температура плавления |
|||
|
Солидус |
502 °С |
502 °С |
502 °С |
|
Ликвидус |
638 °С |
638 °С |
638 °С |
|
Температура отжига |
413 °С |
413 °С |
413 °С |
|
Температура раствора |
256 °С |
256 °С |
256 °С |
|
Теплопроводность |
121 Вт/мК |
121 Вт/мК |
151 Вт/мК |
|
Удельная теплоемкость |
0,875 кДж/кг°С |
0,875 кДж/кг°С |
0,875 кДж/кг°С |
Где используется алюминиевый сплав 2024?
Алюминиевый сплав 2024 широко используется в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Это ключевой конструкционный материал в аэрокосмической отрасли из-за его хорошего отношения прочности к весу и соответствующего уровня сопротивления усталости (при соблюдении правил проектирования).
Он также имеет специальные применения в автомобильной промышленности при производстве колес грузовых автомобилей, гидравлических коллекторов и компонентов с высокими нагрузками, в которых требуется снижение веса.
Семейство сплавов также находит общее применение в производстве зубчатых колес, предохранителей, муфт, болтов, приводных валов, часов и компьютерных компонентов, а также в косметических целях из-за его способности хорошо полироваться.
Насколько прочен алюминий 2024?
Марки алюминия 2024 имеют типичный предел прочности при растяжении более 450 МПа при плотности 2,78 г/см3. Нержавеющая сталь марки 304 имеет предел прочности при растяжении 621 МПа и плотность 8 г/см3.
Таким образом, алюминий 2024 имеет ~70% прочности нержавеющей стали 304 и ~1/3 веса. Таким образом, эквивалентный вес 2024 примерно вдвое превышает прочность детали равной массы, изготовленной из нержавеющей стали 304.
Общие торговые названия алюминия 2024
Некоторые из распространенных торговых наименований алюминия 2024 года: UNS A92024, UNS A82024, UNS A82024, AA2024-T3, Al2024-O, Al2024-T4, Alclad 2024-O, Al2024-T3, Alclad 2024-T3, Alclad 2024-T4/T351., и Alclad 2024-Т851.
Этот сплав продается в различных формах — в виде листов, прутков, плит и стержней. Они предлагаются в различных состояниях от T0 (отожженный) до T5 и T351 для обозначения типа применяемой термической обработки.
Вы можете узнать марку алюминия, взглянув на числовую классификацию в производственной спецификации или информацию о доставке поставщика.
Помимо этого, также можно учитывать общую мягкость и прочность на изгиб. Форма материала дает некоторые подсказки: например, некоторые марки плохо поддаются экструзии, поэтому экструдированная труба вряд ли будет марки 2024.
Диапазон рабочих температур для алюминия 2024
Эксплуатационные верхние пределы температуры для сплавов 2024 не являются четкими. Будет происходить прогрессирующая потеря прочности на растяжение и изменения характеристик текучести при повышении температуры, что необходимо учитывать при проектировании.
Например, прочность на растяжение компонентов из кованого алюминия 2024 обычно снижается примерно на 20–25 % при высоких температурах по сравнению с их ожидаемыми значениями при комнатной температуре.
Поэтому в аэрокосмической отрасли рекомендуется максимальная рабочая температура 120 °C. Обычно рекомендуется, чтобы 2024 имел нижний температурный предел -195 ° C, хотя его можно использовать и при еще более низких температурах с учетом конструктивных допусков.
Подходит ли алюминий 2024 для сварки?
Нет, алюминий 2024 считается плохо свариваемым из-за его склонности к образованию микротрещин, которые распространяются под нагрузкой и в условиях усталости.
Что следует учитывать при выборе марки алюминия?
Факторы, которые следует учитывать при выборе марки алюминия:
- Косметика: некоторые марки лучше подходят для изготовления эстетически привлекательных поверхностей и деталей.
- Конструкция: только некоторые сплавы подходят для конструкций, требующих сварки для сборки деталей.
- Прочность: может ли конструкция вместить объем материала, необходимый для обеспечения требуемой прочности?
- Стойкость к повреждениям: некоторые сорта обладают значительно более высоким удлинением при разрыве наряду с высокой прочностью.
