Vad är 2xxx-seriens aluminiumlegeringar?
2xxx-serien är aluminium-kopparfamiljen av smideslegeringar. Koppar är det huvudsakliga legeringselementet, vanligtvis 3 till 6 procent, och det gör legeringarna värmebehandlingsbara, vilket innebär att deras styrka utvecklas genom lösningsvärmebehandling och artificiell åldring. Dessa legeringar erbjuder den högsta hållfastheten i den vanliga aluminiumserien, vilket är anledningen till att de dominerar strukturella applikationer inom flygindustrin. Rörformerna från 2014, 2017, 2024 och 2A12 tillverkas genom extrudering, dragning eller valsning och levereras i olika härdningar.
Betygssammansättning jämförd
| Kvalitet | Koppar | Magnesium | Andra huvudelement |
|---|---|---|---|
| 2014 | 3,9 % till 5,0 % | 0,2 % till 0,8 % | Kisel 0,5 % till 1,2 % |
| 2017 | 3,5 % till 4,5 % | 0,4 % till 0,8 % | Mangan 0,4 % till 1,0 % |
| 2024 | 3,8 % till 4,9 % | 1,2 % till 1,8 % | Mangan 0,3 % till 0,9 % |
| 2A12 | 3,8 % till 4,9 % | 1,2 % till 1,8 % | Kinesisk motsvarighet till 2024 |
Egenskaper och Tempereringssystem
Styrkan hos dessa legeringar beror starkt på temperamentet. Lösningen värmebehandlade och naturligt åldrade tillstånd, betecknad T4, utvecklar måttlig styrka utan ytterligare bearbetning. Det artificiellt åldrade tillståndet, betecknat T6, ger den högsta styrkan. 2024 i T3- eller T351-tempereringen är den klassiska flyg- och rymdkombinationen av hög hållfasthet och bra utmattningsmotstånd. Det glödgade tillståndet, betecknat O, används för maximal formbarhet före den slutliga värmebehandlingen.
| Betyg och temperament | Typisk draghållfasthet |
|---|---|
| 2014-T6 | Cirka 483 MPa |
| 2017-T4 | Cirka 427 MPa |
| 2024-T3 | Cirka 483 MPa |
| 2A12-T4 | Cirka 425 till 485 MPa |
Korrosionsbeteende och skydd
Kopparbärande legeringar har lägre korrosionsbeständighet än rent aluminium eller serierna 5xxx och 6xxx. De är känsliga för intergranulär korrosion under vissa förhållanden, så de skyddas normalt genom anodisering, målning eller beklädnad med högrent aluminium. Den tunna beklädnaden av rena aluminium på alklädda plåt- och rörformer ger galvaniskt skydd till kärnlegeringen. För marin eller fuktig drift är en skyddande beläggning nödvändig.
Bearbetning och tillverkning
Dessa legeringar bearbetar utmärkt, producerar väl trasiga spån och god ytfinish, vilket gör dem populära för bearbetade strukturella beslag. Formning görs bäst i glödgat eller nylösningsbehandlat tillstånd, och legeringarna härdar snabbt under åldring. Svetsning av 2xxx-serien är svår jämfört med 5xxx och 6xxx legeringar på grund av sprickkänslighet, så mekaniskt fästa eller limbundna fogar är vanligare i flygkonstruktioner.
Typiska applikationer
2024 och dess kinesiska motsvarighet 2A12 används i flygplanskroppsramar, vingskinn, ribbor och andra primära strukturer. 2014 är vanligt för kraftiga smide, lastbilsramar och konstruktionsrör där hög hållfasthet och god bearbetbarhet krävs. 2017, historiskt känt som duraluminium, fasta konstruktioner, fasta konstruktioner och nitar. Försvar, bilracing och högpresterande maskiner använder också serien för komponenter som måste vara lätta och starka.
FAQ
Vad är skillnaden mellan 2024 och 2A12?
2A12 är den kinesiska beteckningen på en legering med en sammansättning som i huvudsak motsvarar 2024. De två är utbytbara i de flesta applikationer, men den styrande specifikationen, såsom GB/T 3191 eller tillämplig flyg- och rymdstandard, bör följas för exakta krav.
Är 2xxx-legeringar svetsbara?
Svetsning är svårt eftersom legeringarna är benägna att varmspricka. När svetsning är oundviklig används speciella tillsatsmetaller och procedurer, men mekaniskt fästa eller limfogar är att föredra för primära rymdstrukturer.
Varför används dessa legeringar inom flyg- och rymdindustrin?
2xxx-serien erbjuder det högsta hållfasthets-till-vikt-förhållandet av de vanliga aluminiumlegeringarna, tillsammans med utmärkt utmattningsbeständighet i härdning av T3-typ. Denna kombination är väsentlig för skrovkonstruktioner som måste bära upprepade belastningar med minimal vikt.
Behöver dessa legeringar ytskydd?
Ja. Kopparhalten minskar korrosionsbeständigheten, så anodisering, målning eller beklädnad krävs normalt, särskilt i fuktiga eller marina miljöer.
Vilka temperaturer finns tillgängliga för rör?
Vanliga temperament inkluderar O för glödgning, T4 för lösningsvärmebehandlad och naturligt åldrad, T6 för artificiellt åldrad och T3-typ för den högsta kombinationen av styrka och seghet 2024.
Kan 2xxx-rör bildas?
Ja, formningen görs i glödgat eller nysläckt tillstånd när legeringen är som mjukast. Materialarbetet härdar under formningen och den slutliga styrkan återställs genom åldring.
