Hvad er 2xxx-seriens aluminiumslegeringer?
2xxx-serien er aluminium-kobberfamilien af smedelegeringer. Kobber er det vigtigste legeringselement, typisk på 3 til 6 procent, og det gør legeringerne varmebehandlelige, hvilket betyder, at deres styrke udvikles af opløsningsvarmebehandling og kunstig ældning. Disse legeringer tilbyder den højeste styrke af den almindelige aluminiumsserie, hvilket er grunden til, at de dominerer strukturelle anvendelser inden for luftfart. Rørformerne fra 2014, 2017, 2024 og 2A12 er fremstillet ved ekstrudering, trækning eller valsning og leveres i forskellige temperamenter.
Karaktersammensætning sammenlignet
| Grad | Kobber | Magnesium | Andre hovedelementer |
|---|---|---|---|
| 2014 | 3,9 % til 5,0 % | 0,2 % til 0,8 % | Silicium 0,5 % til 1,2 % |
| 2017 | 3,5 % til 4,5 % | 0,4 % til 0,8 % | Mangan 0,4 % til 1,0 % |
| 2024 | 3,8 % til 4,9 % | 1,2 % til 1,8 % | Mangan 0,3 % til 0,9 % |
| 2A12 | 3,8 % til 4,9 % | 1,2 % til 1,8 % | Kinesisk ækvivalent til 2024 |
Egenskaber og tempereringssystem
Styrken af disse legeringer afhænger stærkt af temperamentet. Opløsningen varmebehandlet og naturligt ældet tilstand, betegnet T4, udvikler moderat styrke uden yderligere behandling. Den kunstigt ældede tilstand, betegnet T6, producerer den højeste styrke. 2024 i T3 eller T351 temperamentet er den klassiske rumfartskombination af høj styrke og god træthedsmodstand. Den udglødede tilstand, betegnet O, bruges for maksimal formbarhed før den endelige varmebehandling.
| Karakter og temperament | Typisk trækstyrke |
|---|---|
| 2014-T6 | Omkring 483 MPa |
| 2017-T4 | Omkring 427 MPa |
| 2024-T3 | Omkring 483 MPa |
| 2A12-T4 | Omkring 425 til 485 MPa |
Korrosionsadfærd og beskyttelse
Kobber-lejelegeringer har lavere korrosionsbestandighed end rent aluminium eller 5xxx- og 6xxx-serien. De er modtagelige for intergranulær korrosion under visse forhold, så de er normalt beskyttet ved anodisering, maling eller beklædning med høj-ren aluminium. Den tynde rene-aluminiumsbeklædning på alklædte plader og rørformer giver galvanisk beskyttelse til kernelegeringen. Til marine eller fugtig service er en beskyttende belægning afgørende.
Bearbejdning og fremstilling
Disse legeringer bearbejder fremragende og producerer godt-brudte spåner og god overfladefinish, hvilket gør dem populære til bearbejdede strukturelle fittings. Formning udføres bedst i den udglødede eller nyopløsnings-behandlede tilstand, og legeringerne hærder hurtigt under ældning. Svejsning af 2xxx-serien er vanskelig sammenlignet med 5xxx og 6xxx legeringer på grund af revnefølsomhed, så mekanisk fastgjorte eller klæbende-sammenføjninger er mere almindelige i rumfartskonstruktioner.
Typiske applikationer
2024 og dets kinesiske ækvivalent 2A12 bruges i flykroppe, vingeskind, ribber og andre primære strukturer. 2014 er almindeligt for kraftige-smedninger, lastbilrammer og konstruktionsrør, hvor der er behov for høj styrke og god bearbejdelighed. 2017, kendt historisk som duraluminets, hurtige konstruktioner og nitter, generelt. Forsvar, bilracer og højtydende-maskiner bruger også serien til komponenter, der skal være lette og stærke.
FAQ
Hvad er forskellen mellem 2024 og 2A12?
2A12 er den kinesiske betegnelse for en legering med en sammensætning, der i det væsentlige svarer til 2024. De to er indbyrdes udskiftelige i de fleste applikationer, men den styrende specifikation, såsom GB/T 3191 eller den gældende rumfartsstandard, bør følges for nøjagtige krav.
Kan 2xxx-legeringer svejses?
Svejsning er vanskelig, fordi legeringerne er tilbøjelige til at varme revner. Når svejsning er uundgåelig, anvendes specielle fyldmetaller og procedurer, men mekanisk fastgjorte eller klæbende samlinger foretrækkes til primære rumfartsstrukturer.
Hvorfor bruges disse legeringer i rumfart?
2xxx-serien tilbyder det højeste styrke-til-vægtforhold af de almindelige aluminiumslegeringer sammen med fremragende træthedsmodstand i T3-typens temperamenter. Denne kombination er afgørende for skrogstrukturer, der skal bære gentagne belastninger med minimal vægt.
Har disse legeringer brug for overfladebeskyttelse?
Ja. Kobberindholdet reducerer korrosionsbestandigheden, så anodisering, maling eller beklædning er normalt påkrævet, især i fugtige eller marine miljøer.
Hvilke temperamenter er tilgængelige for rør?
Almindelige temperamenter inkluderer O til udglødning, T4 for opløsningsvarmebehandlet og naturligt ældet, T6 for kunstigt ældet og T3-type temperamenter for den højeste kombination af styrke og sejhed i 2024.
Kan der dannes 2xxx rør?
Ja, formning udføres i udglødet eller nykølet tilstand, når legeringen er blødest. Materialearbejdet hærder under formningen, og den endelige styrke genoprettes ved ældning.
