Svaka legura sadrži određene postotke legirajućih elemenata koji osnovnom aluminiju daju određena korisna svojstva. U aluminijskoj slitini 2024. ti su postoci elemenata nominalno 4,4% bakra, 1,5% magnezija i 0,6% mangana. Ova raščlamba objašnjava zašto je aluminij 2024 poznat po visoka čvrstoća, budući da bakar, magnezij i mangan uvelike povećavaju čvrstoću aluminijskih legura. Međutim, ova moć ima i lošu stranu. Visok udio bakra u 2024 aluminiju uvelike smanjuje njegovu otpornost na koroziju. Obično postoje tragovi nečistoća (silicij , željezo, cink, titan itd.), ali to su samo namjerno dana dopuštena odstupanja na zahtjev kupca. Njegova gustoća je 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), malo veća od čistog aluminija (2,7 g/cm3, 0,098 lb /in3).2024 aluminij je vrlo jednostavan za obradu i ima dobru obradivost, što mu omogućuje rezanje i ekstrudiranje kada je potrebno.
Kao što je spomenuto, gole aluminijske legure 2024 lakše korodiraju od većine drugih aluminijskih legura. Proizvođači to rješavaju prevlačenjem ovih osjetljivih legura slojem metala otpornog na koroziju (koji se naziva "galvaniziranje" ili "plakiranje"). Taj je premaz ponekad visokokvalitetan. čistoće aluminija ili čak neke druge legure, a najpopularniji je u obloženim metalnim limovima, gdje se čista legura može umetnuti između slojeva obloge. Plasirani aluminij toliko je popularan da je niz proizvoda AlClad razvijen i naširoko korišten za pružanje najboljeg oba svijeta za slabo korozivne legure kao što je 2024. Ovaj razvoj čini 2024 aluminij posebno korisnim jer se njegova čvrstoća može postići tamo gdje bi se gole legure normalno degradirale.
Neke aluminijske legure, kao što su serije 2xxx, 6xxx i 7xxx, mogu se ojačati upotrebom procesa koji se zove toplinska obrada. Proces uključuje zagrijavanje legure na određenu temperaturu kako bi se pomiješali ili "homogenizirali" elementi legure u osnovni metal, a zatim kaljenje u otopini kako bi se elementi zaključali na mjestu. Ovaj korak se naziva "toplinska obrada otopine". Ovi elementi su nestabilni, a kada se radni komad ohladi, talože se iz aluminijske "otopine" kao spojevi (na primjer, atomi bakra će se istaložiti kao Al2Cu). Ovi spojevi povećavaju ukupnu čvrstoću legure interakcijom s aluminijevom mikrostrukturom, procesom poznatim kao "starenje". Razumijevanje toplinske obrade otopine i procesa starenja važno je jer 2024 aluminij postoji u mnogim vrstama i daju mu se oznake kao što su 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 itd., ovisno o tome kako se ti koraci izvode.
Najbolja svojstva čvrstoće aluminija tipa 2024 ne proizlaze samo iz njegovog sastava, već i iz procesa toplinske obrade. Postoji mnogo različitih postupaka ili "kaljenja" aluminija (s obzirom na oznaku -Tx, gdje je x broj od 1 do 5 znamenki ), i iako su ista legura, sve imaju svoja jedinstvena svojstva. Prva znamenka nakon "T" označava osnovnu metodu toplinske obrade, a izborne druge do pete znamenke označavaju specifičnu kvalitetu izrade. Na primjer, u 2024-T42 stanje, "4" označava da je legura toplinski obrađena i prirodno stari, ali "2" označava da kupac mora metal termički obraditi. Sustav može postati zbunjujući, pa u ovom članku pokazat će samo vrijednosti čvrstoće za osnovniji kaljeni 2024-T4 aluminij.
Postoje određena mehanička svojstva koja se mogu koristiti za određivanje aluminijskih legura. Za legure kao što je aluminij 2024, neka važna mjerenja su krajnja čvrstoća, granica razvlačenja, smična čvrstoća, zamorna čvrstoća i moduli elastičnosti i smicanja. Ove vrijednosti će dati ideja o obradivosti, čvrstoći i potencijalnoj upotrebi materijala i sažeti su u tablici 1 u nastavku.
Granica razvlačenja i krajnja čvrstoća maksimalna su naprezanja koja uzrokuju nepostojanu, odnosno trajnu deformaciju uzoraka legure. Za detaljniju raspravu o ovim vrijednostima, slobodno posjetite naš članak o aluminijskoj slitini 7075. One su važne kada legure koriste se u statičkim primjenama gdje ne bi trebalo doći do trajne deformacije, kao što je u zgradama ili sigurnosnoj opremi. 2024 aluminij ima impresivnu granicu i čvrstoću razvlačenja od 469 MPa (68 000 psi) i 324 MPa (47 000 psi), što ga čini privlačnim za visoke čvrstoće strukturnih materijala kao što su aluminijske cijevi.
Naposljetku, modul elastičnosti i modul smicanja parametri su koji pokazuju koliko je određeni materijal "elastičan" za deformiranje. Oni daju dobru predodžbu o otpornosti materijala na trajnu deformaciju. Aluminijska legura 2024 ima modul elastičnosti od 73,1 GPa (10,600 ksi) i modulom smicanja od 28 GPa (4,060 ksi), što je čak i više od ostalih legura za zrakoplove visoke čvrstoće kao što je aluminij 7075.
Aluminij tipa 2024 ima izvrsnu obradivost, dobru obradivost, visoku čvrstoću i može biti obložen da bude otporan na koroziju, što ga čini izvrsnim izborom za primjenu u zrakoplovima i vozilima.
Vrijeme objave: 30. lipnja 2022