Hver legering indeholder specifikke procentdele af legeringselementer, der giver basisaluminium visse gavnlige egenskaber. I 2024 aluminiumslegering er disse elementprocenter nominelt 4,4 % kobber, 1,5 % magnesium og 0,6 % mangan. Denne opdeling forklarer, hvorfor 2024-aluminium er kendt for sit høj styrke, da kobber, magnesium og mangan i høj grad øger styrken af aluminiumslegeringer. Denne kraft har dog en ulempe. Den høje andel af kobber i 2024-aluminium reducerer i høj grad dets korrosionsbestandighed. Der er normalt spormængder af urenhedselementer (silicium) , jern, zink, titanium osv.), men disse gives kun målrettet tolerancer efter købers anmodning. Dens massefylde er 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), lidt højere end rent aluminium (2,7 g/cm3, 0,098 lb /in3).2024 aluminium er meget let at bearbejde og har god bearbejdelighed, så det kan skæres og ekstruderes efter behov.
Som nævnt korroderer nøgne 2024 aluminiumslegeringer lettere end de fleste andre aluminiumslegeringer. Producenter kommer uden om dette ved at belægge disse modtagelige legeringer med et lag af korrosionsbestandigt metal (kaldet "galvanisering" eller "beklædning"). Denne belægning er nogle gange høj- ren aluminium eller endda en anden legering, og er mest populær i beklædte metalplader, hvor den jomfruelige legering kan klemmes ind mellem beklædningslagene. Beklædt aluminium er så populært, at en række AlClad-produkter er blevet udviklet og bredt brugt for at give det bedste af begge verdener for svagt ætsende legeringer som f.eks. 2024. Denne udvikling gør 2024-aluminium særligt anvendeligt, fordi dets styrke kan opnås, hvor nøgne legeringer normalt ville nedbrydes.
Nogle aluminiumslegeringer, såsom 2xxx-, 6xxx- og 7xxx-serien, kan styrkes ved hjælp af en proces kaldet varmebehandling. Processen involverer opvarmning af legeringen til en specifik temperatur for at blande eller "homogenisere" legeringselementerne til basismetallet, derefter bratkøling i opløsning for at låse grundstofferne på plads. Dette trin kaldes "opløsningsvarmebehandling". Disse elementer er ustabile, og når emnet afkøles, udfælder de ud af aluminium-"opløsningen" som forbindelser (for eksempel vil kobberatomer udfældes ud som Al2Cu). Disse forbindelser øger legeringens samlede styrke ved at interagere med aluminiums mikrostruktur, en proces kendt som "ældning." At forstå løsningens varmebehandling og ældningsprocessen er vigtig, fordi 2024-aluminium kommer i mange typer og får betegnelser såsom 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 osv., afhængigt af hvordan disse trin udføres.
Type 2024 aluminiums bedste styrkeegenskaber kommer ikke kun fra dets sammensætning, men også fra dets varmebehandlingsproces. Der er mange forskellige procedurer eller "tempering" af aluminium (givet betegnelsen -Tx, hvor x er et 1 til 5 cifret tal ), og selvom de er den samme legering, har de alle deres egne unikke egenskaber. Det første ciffer efter "T" angiver den grundlæggende varmebehandlingsmetode, og det valgfrit andet til femte ciffer angiver den specifikke fremstillingskvalitet. F.eks. en 2024-T42 temperament, en "4" angiver, at legeringen er opløsningsvarmebehandlet og naturligt ældet, men en "2" angiver, at metallet skal varmebehandles af køberen. Systemet kan blive forvirrende, så i denne artikel vi vil kun vise styrkeværdier for en mere grundlæggende hærdet 2024-T4 aluminium.
Der er visse mekaniske egenskaber, der kan bruges til at specificere aluminiumslegeringer. For legeringer såsom 2024-aluminium er nogle vigtige mål brudstyrke, flydespænding, forskydningsstyrke, udmattelsesstyrke og elastik- og forskydningsmoduler. Disse værdier vil give en idé om bearbejdelighed, styrke og potentielle anvendelser af materialet og er opsummeret i tabel 1 nedenfor.
Flydestyrke og ultimativ styrke er de maksimale spændinger, der forårsager henholdsvis ikke-permanent og permanent deformation af legeringsprøver. For en mere dybdegående diskussion af disse værdier er du velkommen til at besøge vores artikel om 7075 aluminiumslegering. De er vigtige, når legeringer bruges i statiske applikationer, hvor permanent deformation ikke bør forekomme, såsom i bygninger eller sikkerhedsudstyr.2024-aluminium har imponerende brud- og flydespændinger på 469 MPa (68.000 psi) og 324 MPa (47.000 psi), hvilket gør det attraktivt for højstyrke strukturelle materialer såsom aluminiumsrør.
Endelig er elasticitetsmodul og forskydningsmodul parametre, der viser, hvor "elastisk" et givet materiale er at deformere. De giver en god idé om materialets modstand mod permanent deformation. 2024 aluminiumslegeringen har et elasticitetsmodul på 73,1 GPa (10.600 ksi) og et forskydningsmodul på 28 GPa (4.060 ksi), hvilket er endnu højere end andre højstyrke flylegeringer såsom 7075 aluminium.
Type 2024 aluminium har fremragende bearbejdelighed, god bearbejdelighed, høj styrke og kan beklædes for at modstå korrosion, hvilket gør det til et fremragende valg til fly- og køretøjsanvendelser.
Indlægstid: 30-jun-2022