Každá zliatina obsahuje špecifické percentá legujúcich prvkov, ktoré dávajú základnému hliníku určité prospešné vlastnosti. V hliníkovej zliatine z roku 2024 sú tieto percentá prvkov nominálne 4,4 % medi, 1,5 % horčíka a 0,6 % mangánu. Toto rozdelenie vysvetľuje, prečo je hliník z roku 2024 známy svojimi vysoká pevnosť, pretože meď, horčík a mangán výrazne zvyšujú pevnosť hliníkových zliatin. Táto sila má však nevýhodu. Vysoký podiel medi v hliníku z roku 2024 výrazne znižuje jeho odolnosť proti korózii. Zvyčajne sa v ňom nachádzajú stopové množstvá prvkov nečistôt (kremík , železo, zinok, titán atď.), ale to sú len zámerne dané tolerancie na žiadosť kupujúceho. Jeho hustota je 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), o niečo vyššia ako čistý hliník (2,7 g/cm3, 0,098 lb /in3).2024 hliník je veľmi ľahko opracovateľný a má dobrú opracovateľnosť, čo umožňuje jeho rezanie a vytláčanie v prípade potreby.
Ako už bolo spomenuté, holé hliníkové zliatiny 2024 korodujú ľahšie ako väčšina ostatných hliníkových zliatin. Výrobcovia to obídu tak, že tieto náchylné zliatiny potiahnu vrstvou kovu odolného voči korózii (nazývaným „galvanizácia“ alebo „plášťovanie“). Tento povlak je niekedy vysoko- čistý hliník alebo dokonca iná zliatina a je najpopulárnejší v plátovaných plechoch, kde môže byť surová zliatina vložená medzi plátované vrstvy. Plátovaný hliník je taký populárny, že bol vyvinutý a široko používaný rad výrobkov AlClad, ktoré poskytujú to najlepšie oba svety pre slabo korozívne zliatiny, ako je 2024. Tento vývoj robí hliník 2024 obzvlášť užitočným, pretože jeho pevnosť možno dosiahnuť tam, kde by sa holé zliatiny normálne degradovali.
Niektoré zliatiny hliníka, ako napríklad séria 2xxx, 6xxx a 7xxx, možno spevniť pomocou procesu nazývaného tepelné spracovanie. Tento proces zahŕňa zahriatie zliatiny na špecifickú teplotu, aby sa legovacie prvky zmiešali alebo „homogenizovali“ na základný kov a potom kalenie v roztoku, aby sa prvky uzamkli na mieste. Tento krok sa nazýva „tepelné spracovanie v roztoku“. Tieto prvky sú nestabilné a keď sa obrobok ochladí, vyzrážajú sa z „roztoku“ hliníka ako zlúčeniny (napríklad atómy medi sa vyzrážajú ako Al2Cu). Tieto zlúčeniny zvyšujú celkovú pevnosť zliatiny interakciou s mikroštruktúrou hliníka, proces známy ako „starnutie“. Pochopenie procesu tepelného spracovania a starnutia v roztoku je dôležité, pretože hliník 2024 sa dodáva v mnohých typoch a má označenia. ako napríklad 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 atď., v závislosti od spôsobu vykonania týchto krokov.
Najlepšie pevnostné vlastnosti hliníka typu 2024 vyplývajú nielen z jeho zloženia, ale aj z procesu tepelného spracovania. Existuje mnoho rôznych postupov alebo „temperovania“ hliníka (podľa označenia -Tx, kde x je 1 až 5 miestne dlhé číslo ), a hoci ide o rovnakú zliatinu, všetky majú svoje vlastné jedinečné vlastnosti. Prvá číslica po „T“ označuje základný spôsob tepelného spracovania a voliteľná druhá až piata číslica označuje špecifickú kvalitu výroby. Napríklad v tempera 2024-T42, „4“ označuje, že zliatina je tepelne ošetrená roztokom a prirodzene starne, ale „2“ znamená, že kov musí byť tepelne spracovaný kupujúcim. Systém môže byť mätúci, preto v tomto článku bude vykazovať iba hodnoty pevnosti pre základnejší temperovaný hliník 2024-T4.
Existujú určité mechanické vlastnosti, ktoré možno použiť na špecifikáciu hliníkových zliatin. Pre zliatiny, ako je hliník 2024, sú niektoré dôležité merania medzná pevnosť, medza klzu, pevnosť v šmyku, únavová pevnosť a moduly pružnosti a šmyku. Tieto hodnoty poskytnú predstavu o obrobiteľnosti, sile a potenciálnom použití materiálu a sú zhrnuté v tabuľke 1 nižšie.
Medza klzu a medza pevnosti sú maximálne napätia, ktoré spôsobujú netrvalú a trvalú deformáciu vzoriek zliatiny. Pre hlbšiu diskusiu o týchto hodnotách navštívte náš článok o hliníkovej zliatine 7075. Sú dôležité, keď zliatiny sa používajú v statických aplikáciách, kde by nemalo dôjsť k trvalej deformácii, ako napríklad v budovách alebo bezpečnostných zariadeniach. 2024 hliník má pôsobivú medzu pevnosti a medzu klzu 469 MPa (68 000 psi) a 324 MPa (47 000 psi), vďaka čomu je atraktívny pre vysokú pevnosť konštrukčné materiály, ako sú hliníkové rúry.
A nakoniec, modul pružnosti a modul v šmyku sú parametre, ktoré ukazujú, ako „elastický“ sa daný materiál deformuje. Poskytujú dobrú predstavu o odolnosti materiálu voči trvalej deformácii. Hliníková zliatina 2024 má modul pružnosti 73,1 GPa (10 600 ksi) a modul v šmyku 28 GPa (4 060 ksi), ktorý je dokonca vyšší ako u iných vysokopevnostných leteckých zliatin, ako je hliník 7075.
Hliník typu 2024 má vynikajúcu opracovateľnosť, dobrú spracovateľnosť, vysokú pevnosť a môže byť pokrytý tak, aby odolal korózii, čo z neho robí vynikajúcu voľbu pre aplikácie v lietadlách a vozidlách.
Čas odoslania: 30. júna 2022