Какво представлява алуминиевата сплав 2219?
Алуминиевата сплав 2219 е високоякостна, закаляваща се във времето сплав, състояща се предимно от алуминий и мед, което я прави идеална за приложения, изискващи превъзходни механични качества и устойчивост на корозия под напрежение.
Алуминиевата сплав 2219 е кована алуминиево-медна сплав, известна с високото си съотношение между здравина и тегло и дълготрайност. Тя се използва широко в космическите приложения поради способността си да понася високи температури и тежки условия. Листовете, плочите, прътите и екструдираните изделия са често срещани приложения на тази сплав.
Какви са наименованията и стандартите?
В допълнение към популярното си име, алуминиевата сплав 2219 е обозначена като UNS A92219 и AlCu6Mn в няколко стандарта, като ASTM B209 и ISO 6361, които определят изискванията за алуминиева сплав.
Какъв е химическият състав на алуминиева сплав 2219?
Алуминиевата сплав 2219 е изработена предимно от алуминий и мед, като са добавени и няколко други елемента за подобряване на механичните ѝ качества. Нормалният химичен състав е следният.
| Елемент | Съдържание (%) |
|---|---|
| Алуминий (Al) | 93,0 (мин.) |
| Мед (Cu) | 5.8 – 6.8 |
| Манган (Mn) | 0.2 – 0.4 |
| Магнезий (Mg) | 0.02 – 0.3 |
| Цирконий (Zr) | 0.1 – 0.25 |
| Титан (Ti) | 0.02 – 0.10 |
| Желязо (Fe) | Макс. 0,3 |
| Силиций (Si) | Макс. 0,2 |
| Цинк (Zn) | Макс. 0,1 |
| Ванадий (V) | 0.05 – 0.15 |
Свойства на алуминиева сплав 2219
Механични свойства
- –Сила на опън: варира от 172 MPa (24,9 ksi) до 476 MPa (69,0 ksi) в зависимост от състоянието на темперамента.
- –Максимална якост на натиск: приблизително 290 MPa (42 000 psi).
- –Удължение при скъсване: варира от 3 % до 14 %, което показва еластичността на сплавта.
- –Модул на еластичност: Приблизително 73,8 GPa (10 700 ksi), което показва твърдост.
- –Твърдост на разрушаване: Високата якост на разрушаване предотвратява растежа на пукнатините.
Физически свойства
- –Плътност: Приблизително 2,84 g/cm³ (0,103 lb/in³).
- –Точка на топене: варира от 543°C до 643°C (1010°F до 1190°F).
- –Теплопроводимост: Между 116 W/m-K и 170 W/m-K, което е важно за приложения, свързани с разсейване на топлина.
- –Специфичен топлинен капацитет: Приблизително 864 J/kg-K, което показва способността му да поглъща топлина.
Термични свойства
- –Коефициент на топлинно разширение: При стайна температура 22,3*μm*/*m*⋅°*C* нараства до 24,1 μm/m⋅°C.24,1*μm*/*m*⋅°*C* при високи температури (около 250°C).
- –Термична проводимост: варира от 120 W/m⋅K120*W*/*m*⋅*K*, идеален за термоконтрол в космически приложения.
Устойчивост на корозия
Въпреки че алуминиевата сплав 2219 има силна устойчивост на корозионно напукване под напрежение в температурата T8, концентрацията на мед я прави по-малко устойчива на корозия в сравнение с други алуминиеви сплави. За да се повиши корозионната му устойчивост.
- -Може да бъде облечен в чист метал или обработен със защитни покрития.
Заваряемост и обработваемост
- -Алуминиевата сплав 2219 е лесно заваряема; въпреки това заваряването може да намали нейната устойчивост на корозия. За да се възстановят механичните му качества, той трябва да бъде подложен на подходяща термична обработка след заваряване.
- -Той има добра обработваемост в отгрято състояние, което позволява ефективни процедури за оформяне и формоване.
Температурен диапазон
Алуминиевата сплав 2219 е полезна в широк температурен диапазон:
- -Ефективен при температури от -452°F (-269°C) до около 600°F (316°C), което го прави подходящ за екстремни среди, срещани в космическите приложения.
Какви са температурите на алуминиева сплав 2219?
Алуминий 2219 обикновено се подлага на термична обработка, за да се постигнат желаните свойства. Обозначенията на темперите помагат да се определи точната обработка, на която е бил подложен, което се отразява на механичните му свойства.
- -**T87:**Сплавта се подлага на термична обработка, за да се подобрят механичните ѝ свойства, и след това се обработва на студено, за да се увеличи якостта. Този тип сплав предлага баланс между здравина и пластичност.
- –T851: Този режим е подобен на T6, но включва повече техники за облекчаване на стреса. Техниката за намаляване на напрежението, която включва механично разтягане, спомага за намаляване на вътрешните напрежения и подобряване на стабилността на размерите.
- –T6: Температурата T6 осигурява най-голямата якост, постижима чрез термична обработка. Материалът първо се подлага на термична обработка с разтвор, за да се разтворят разтворимите компоненти, и след това се отлежава, за да се утаят фазите, които увеличават якостта.
- –T3: Подобен е на T6, но с по-малко изкуствено стареене. Сплавта се подлага на термична обработка с разтвор и след това се оставя да узрее по естествен начин. По този начин се получава по-малка якост от Т6, но по-висока пластичност и здравина.
- –T4: Температурата T4 е малко по-здрава от тази на T3, но все пак е по-еластична. Тази закалка позволява постигане на умерена якост и повишена обработваемост.
- –O: Температура O означава, че сплавта е напълно отгрята до най-мекото си състояние, което я прави по-лесна за обработка, но с много по-ниска якост от другите температури.
Какви са приложенията на алуминиева сплав 2219?
Алуминиевата сплав 2219 е добре известна с високата си якост, изключителните си заваръчни свойства и устойчивостта си на корозионно напукване под напрежение. Тези качества я правят идеална за широк спектър от взискателни приложения в различни сектори. По-долу е представено подробно обобщение на основните приложения на алуминиевата сплав 2219.
Аерокосмическа индустрия
Алуминиевата сплав 2219 се използва предимно в космическата индустрия. Способността на сплавта да издържа на високи температури, както и нейното леко тегло, я правят отлична за многобройни аерокосмически компоненти, включително:
- Резервоари за гориво
- Корпуси за ракетни двигатели
- Структурни компоненти
- Компоненти на космическия кораб
Морски приложения
Алуминиевата сплав 2219 се използва в морската индустрия заради свойствата си, свързани с високо натоварване и устойчивост на корозия.
- –Крупове на лодки
- –Корабни конструкции
Транспортна индустрия
Алуминиевата сплав 2219 се използва в различни компоненти на превозни средства в транспортната индустрия.
- –Компоненти за въздухоплавателни средства
- –Железопътни вагони и ремаркета
Заварени конструкции
Изключителната заваряемост на алуминиевата сплав 2219 я прави подходяща за производство на заварени конструкции.
- –Съдове под налягане
- –Мрежи и тръбопроводи
Спортове и оборудване за свободното време
Алуминиевата сплав 2219 е лека и еластична, което я прави идеална за различни спортни и развлекателни приложения.
- –Рамки за велосипеди
- –Кампинг оборудване
Какви са предимствата на използването на алуминиева сплав 2219?
Висока якост
С якост на опън до 455 MPa (66 000 psi) в определени температури, алуминиевата сплав 2219 е известна с високата си якост. Това дава възможност за използване на материали, които трябва да издържат на големи натоварвания и налягания без повреда.
Отлична устойчивост на счупванеss
Благодарение на отличната си якост на разрушаване сплавта може да абсорбира енергия и да спре разпространението на пукнатини. За частите, подложени на динамични натоварвания, това качество е много важно за надеждността и безопасността при важни употреби.
Добра обработваемост
Алуминиевата сплав 2219 е лесно обработваема, което позволява ефективно производство на сложни форми и компоненти. Тази простота на обработката улеснява производствения процес, което позволява сложни конструкции, необходими при високопроизводителни приложения.
Заваряемост
Тази сплав има добра заваряемост, особено в състояние на темпериране T8, което позволява лесно свързване с други материали. Могат да се използват различни процеси на заваряване, без това да се отрази неблагоприятно на механичните качества.
Устойчивост на корозионно напукване под напрежение
Алуминиевата сплав 2219 с температура T8 има висока устойчивост на корозионно напукване под напрежение, което я прави идеална за космически компоненти в тежки условия.
Действие в широк температурен диапазон
Сплавта запазва механичните си свойства в широк температурен диапазон от -452°F (-269°C) до 600°F (316°C). Тази термична стабилност я прави подходяща за приложения, които са подложени на екстремни температурни колебания.
Устойчивост на корозияе
Въпреки че алуминиевата сплав 2219 е естествено устойчива на корозия благодарение на алуминиевия си компонент, тя може да бъде подсилена чрез облицовка или защитни покрития, което я прави подходяща за използване в морски условия, където често има солена вода.
Заключение
Алуминиевата сплав 2219 се отличава като високопроизводителна сплав със забележителна здравина и издръжливост. Различните й темпери и широкият спектър от приложения я правят идеална за космическата, автомобилната и морската индустрия. Разбирането на нейните качества ще позволи на инженерите да използват правилно тази сплав в своите проекти.
