Mỗi hợp kim chứa tỷ lệ phần trăm cụ thể của các nguyên tố hợp kim mang lại cho nhôm cơ bản những phẩm chất có lợi nhất định. Trong hợp kim nhôm 2024, các phần trăm nguyên tố này trên danh nghĩa là 4,4% đồng, 1,5% magiê và 0,6% mangan. Sự cố này giải thích tại sao nhôm 2024 được biết đến với độ bền cao, vì đồng, magiê và mangan làm tăng đáng kể độ bền của hợp kim nhôm. Tuy nhiên, sức mạnh này có một nhược điểm. Tỷ lệ đồng cao trong nhôm 2024 làm giảm đáng kể khả năng chống ăn mòn của nó. Thường có một lượng nhỏ các nguyên tố tạp chất (silicon , sắt, kẽm, titan, v.v.), nhưng đây chỉ là những dung sai được cung cấp có mục đích theo yêu cầu của người mua. Tỷ trọng của nó là 2,77g/cm3 (0,100 lb/in3), cao hơn một chút so với nhôm nguyên chất (2,7g/cm3, 0,098 lb /in3).Nhôm 2024 rất dễ gia công và có khả năng gia công tốt, cho phép cắt và ép đùn khi cần.
Như đã đề cập, hợp kim nhôm trần 2024 dễ bị ăn mòn hơn so với hầu hết các hợp kim nhôm khác. Các nhà sản xuất khắc phục điều này bằng cách phủ các hợp kim dễ bị ăn mòn này bằng một lớp kim loại chống ăn mòn (được gọi là “mạ kẽm” hoặc “lớp phủ”). Lớp phủ này đôi khi có độ bền cao nhôm tinh khiết hoặc thậm chí là hợp kim khác, và phổ biến nhất trong các tấm kim loại mạ, trong đó hợp kim nguyên chất có thể được kẹp giữa các lớp phủ. Nhôm mạ phổ biến đến mức một loạt các sản phẩm AlClad đã được phát triển và sử dụng rộng rãi để mang lại hiệu quả tốt nhất cả hai thế giới đối với các hợp kim ăn mòn yếu như 2024. Sự phát triển này làm cho nhôm 2024 trở nên đặc biệt hữu ích vì độ bền của nó có thể đạt được ở những nơi mà hợp kim trần thường xuống cấp.
Một số hợp kim nhôm, chẳng hạn như sê-ri 2xxx, 6xxx và 7xxx, có thể được tăng cường bằng cách sử dụng quy trình gọi là xử lý nhiệt. Quy trình bao gồm nung nóng hợp kim đến một nhiệt độ cụ thể để trộn hoặc "đồng nhất hóa" các nguyên tố hợp kim thành kim loại cơ bản, sau đó làm nguội trong dung dịch để khóa các nguyên tố tại chỗ. Bước này được gọi là “xử lý nhiệt dung dịch”. Các nguyên tố này không ổn định và khi phôi nguội đi, chúng sẽ kết tủa ra khỏi “dung dịch” nhôm dưới dạng các hợp chất (ví dụ: các nguyên tử đồng sẽ kết tủa ra dưới dạng Al2Cu). Các hợp chất này làm tăng độ bền tổng thể của hợp kim bằng cách tương tác với cấu trúc vi mô nhôm, một quá trình được gọi là "lão hóa". Hiểu được quy trình xử lý nhiệt và lão hóa giải pháp là rất quan trọng vì nhôm 2024 có nhiều loại và được chỉ định chẳng hạn như 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6, v.v., tùy thuộc vào cách các bước này được thực hiện.
Chất lượng độ bền tốt nhất của nhôm loại 2024 không chỉ đến từ thành phần của nó mà còn từ quá trình xử lý nhiệt. Có nhiều quy trình khác nhau hoặc quá trình “tôi luyện” nhôm (được ký hiệu -Tx, trong đó x là số dài từ 1 đến 5 chữ số ), và mặc dù chúng là cùng một hợp kim, nhưng chúng đều có những đặc tính riêng. Chữ số đầu tiên sau chữ “T” biểu thị phương pháp xử lý nhiệt cơ bản và chữ số thứ hai đến thứ năm tùy chọn biểu thị chất lượng sản xuất cụ thể. Ví dụ: trong nhiệt độ 2024-T42, số “4″ biểu thị rằng hợp kim được xử lý nhiệt dung dịch và già tự nhiên, nhưng số “2″ biểu thị rằng kim loại phải được xử lý nhiệt bởi người mua. Hệ thống có thể gây nhầm lẫn, vì vậy trong bài viết này, chúng tôi sẽ chỉ hiển thị các giá trị cường độ cho nhôm 2024-T4 được tôi luyện cơ bản hơn.
Có một số tính chất cơ học nhất định có thể được sử dụng để chỉ định hợp kim nhôm. Đối với các hợp kim như nhôm 2024, một số phép đo quan trọng là cường độ cực hạn, cường độ năng suất, cường độ cắt, độ bền mỏi và mô đun đàn hồi và cắt. Các giá trị này sẽ cho kết quả ý tưởng về khả năng gia công, độ bền và tiềm năng sử dụng của vật liệu và được tóm tắt trong Bảng 1 bên dưới.
Cường độ năng suất và cường độ cực hạn lần lượt là các ứng suất tối đa gây ra biến dạng không vĩnh viễn và biến dạng vĩnh viễn của các mẫu hợp kim. Để thảo luận sâu hơn về các giá trị này, vui lòng truy cập bài viết của chúng tôi về Hợp kim nhôm 7075. Chúng rất quan trọng khi hợp kim được sử dụng trong các ứng dụng tĩnh, nơi không xảy ra biến dạng vĩnh viễn, chẳng hạn như trong các tòa nhà hoặc thiết bị an toàn. Nhôm 2024 có cường độ cực đại và năng suất ấn tượng là 469 MPa (68.000 psi) và 324 MPa (47.000 psi), khiến nó trở nên hấp dẫn đối với độ bền cao vật liệu kết cấu chẳng hạn như ống nhôm.
Cuối cùng, mô đun đàn hồi và mô đun cắt là các thông số cho biết mức độ biến dạng “đàn hồi” của một vật liệu nhất định. Chúng cho biết khả năng chống biến dạng vĩnh viễn của vật liệu. Hợp kim nhôm 2024 có mô đun đàn hồi là 73,1 GPa (10.600 ksi) và mô đun cắt 28 GPa (4.060 ksi), thậm chí còn cao hơn các hợp kim máy bay có độ bền cao khác như nhôm 7075.
Nhôm loại 2024 có khả năng gia công tuyệt vời, khả năng làm việc tốt, độ bền cao và có thể được phủ để chống ăn mòn, khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng máy bay và phương tiện.
Thời gian đăng bài: Jun-30-2022