Vsaka zlitina vsebuje določene odstotke legirnih elementov, ki dajejo osnovnemu aluminiju določene koristne lastnosti. V aluminijevi zlitini 2024 so ti odstotki elementov nominalno 4,4 % bakra, 1,5 % magnezija in 0,6 % mangana. Ta razčlenitev pojasnjuje, zakaj je aluminij 2024 znan po visoka trdnost, saj baker, magnezij in mangan močno povečajo trdnost aluminijevih zlitin. Vendar ima ta moč slabo stran. Visok delež bakra v aluminiju 2024 močno zmanjša njegovo odpornost proti koroziji. Običajno so nečistoče v sledovih (silicij , železo, cink, titan itd.), vendar so te tolerance namenoma podane le na zahtevo kupca. Njegova gostota je 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), kar je nekoliko več kot čisti aluminij (2,7 g/cm3, 0,098 lb /in3).2024 aluminij je zelo enostaven za obdelavo in ga je mogoče dobro obdelovati, kar omogoča rezanje in ekstrudiranje, kadar je to potrebno.
Kot že omenjeno, gole aluminijeve zlitine 2024 korodirajo lažje kot večina drugih aluminijevih zlitin. Proizvajalci se temu izognejo tako, da te občutljive zlitine prekrijejo s plastjo kovine, odporne proti koroziji (imenovano »galvaniziranje« ali »oblačenje«). čisti aluminij ali celo druga zlitina in je najbolj priljubljen pri platiranih kovinskih ploščah, kjer je lahko osnovna zlitina vstavljena med plasti obloge. Platirani aluminij je tako priljubljen, da je bila razvita vrsta izdelkov AlClad, ki se široko uporabljajo za zagotavljanje najboljših oba sveta za šibko korozivne zlitine, kot je 2024. Zaradi tega razvoja je aluminij 2024 še posebej uporaben, saj je njegovo moč mogoče doseči tam, kjer bi se gole zlitine običajno razgradile.
Nekatere aluminijeve zlitine, kot so serije 2xxx, 6xxx in 7xxx, je mogoče ojačati s postopkom, imenovanim toplotna obdelava. Postopek vključuje segrevanje zlitine na določeno temperaturo, da se legirni elementi zmešajo ali "homogenizirajo" v osnovno kovino, nato kaljenje v raztopini, da se elementi zaklenejo na mestu. Ta korak se imenuje "toplotna obdelava raztopine". Ti elementi so nestabilni in ko se obdelovanec ohladi, se oborijo iz aluminijeve "raztopine" kot spojine (na primer, atomi bakra se bodo oborili kot Al2Cu). Te spojine povečajo splošno trdnost zlitine z interakcijo z aluminijevo mikrostrukturo, procesom, znanim kot "staranje". Razumevanje toplotne obdelave raztopine in procesa staranja je pomembno, ker je aluminij 2024 na voljo v številnih vrstah in se imenuje. kot so 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 itd., odvisno od tega, kako so ti koraki izvedeni.
Najboljša trdnost aluminija tipa 2024 ne izhaja samo iz njegove sestave, ampak tudi iz postopka toplotne obdelave. Obstaja veliko različnih postopkov ali "kaljenja" aluminija (glede na oznako -Tx, kjer je x 1- do 5-mestno število). ), in čeprav so enake zlitine, imajo vse svoje lastne edinstvene lastnosti. Prva številka za "T" označuje osnovno metodo toplotne obdelave, neobvezne druge do pete števke pa specifično kakovost izdelave. Na primer, v 2024-T42, "4" pomeni, da je zlitina toplotno obdelana in naravno starana, "2" pa pomeni, da mora kovino toplotno obdelati kupec. Sistem lahko postane zmeden, zato v tem članku bodo prikazane samo vrednosti trdnosti za bolj osnovni kaljeni aluminij 2024-T4.
Obstajajo določene mehanske lastnosti, ki jih je mogoče uporabiti za določanje aluminijevih zlitin. Za zlitine, kot je aluminij 2024, so nekatere pomembne meritve končna trdnost, meja tečenja, strižna trdnost, utrujenost ter elastični in strižni modul. Te vrednosti bodo dale idejo o obdelovalnosti, trdnosti in možnih uporabah materiala ter so povzeti v tabeli 1 spodaj.
Meja tečenja in končna trdnost sta najvišji napetosti, ki povzročita netrajno oziroma trajno deformacijo vzorcev zlitin. Za bolj poglobljeno razpravo o teh vrednostih obiščite naš članek o aluminijevi zlitini 7075. Pomembne so pri zlitinah se uporabljajo v statičnih aplikacijah, kjer ne bi smelo priti do trajnih deformacij, na primer v zgradbah ali varnostni opremi. Aluminij 2024 ima impresivno mejno mejo in mejo tečenja 469 MPa (68.000 psi) in 324 MPa (47.000 psi), zaradi česar je privlačen za visoko trdnost. strukturni materiali, kot so aluminijaste cevi.
Nazadnje, elastični modul in strižni modul sta parametra, ki kažeta, kako "elastičen" je določen material za deformacijo. Dajeta dobro predstavo o odpornosti materiala na trajno deformacijo. Aluminijeva zlitina 2024 ima elastični modul 73,1 GPa (10.600 ksi) in strižnim modulom 28 GPa (4.060 ksi), kar je celo višje od drugih letalskih zlitin visoke trdnosti, kot je aluminij 7075.
Aluminij tipa 2024 ima odlično obdelovalnost, dobro obdelovalnost, visoko trdnost in je lahko odporen proti koroziji, zaradi česar je odlična izbira za uporabo v letalih in vozilih.
Čas objave: 30. junij 2022