Co je slitina hliníku 2219?
Hliníková slitina 2219 je vysokopevnostní slitina odolná proti stárnutí, která se skládá převážně z hliníku a mědi, takže je ideální pro aplikace, které vyžadují vynikající mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi.
Hliníková slitina 2219 je tepaná slitina hliníku a mědi, která je známá svým vysokým poměrem pevnosti k hmotnosti a odolností. Díky své schopnosti snášet vysoké teploty a drsné podmínky se hojně využívá v letectví a kosmonautice. Plechy, desky, tyče a výlisky jsou běžnými aplikacemi této slitiny.
Jaká jsou označení a normy?
Hliníková slitina 2219 je kromě svého populárního názvu označována jako UNS A92219 a AlCu6Mn v několika normách, například ASTM B209 a ISO 6361, které specifikují požadavky na hliníkové slitiny.
Jaké je chemické složení hliníkové slitiny 2219?
Hliníková slitina 2219 je vyrobena převážně z hliníku a mědi a přidává se několik dalších prvků pro zlepšení mechanických vlastností. Obvyklé chemické složení je následující.
| Prvek | Obsah (%) |
|---|---|
| Hliník (Al) | 93,0 (min) |
| Měď (Cu) | 5.8 – 6.8 |
| Mangan (Mn) | 0.2 – 0.4 |
| Hořčík (Mg) | 0.02 – 0.3 |
| Zirkonium (Zr) | 0.1 – 0.25 |
| Titan (Ti) | 0.02 – 0.10 |
| Železo (Fe) | Max. 0,3 |
| Křemík (Si) | Max. 0,2 |
| Zinek (Zn) | Max. 0,1 |
| Vanad (V) | 0.05 – 0.15 |
Vlastnosti hliníkové slitiny 2219
Mechanické vlastnosti
- –Pevnost v tahu: V závislosti na stavu temperace se pohybuje od 172 MPa (24,9 ksi) do 476 MPa (69,0 ksi).
- –Pevnost v tahu: přibližně 290 MPa (42 000 psi).
- -Prodlouženípři přetržení: pohybuje se od 3 % do 14 %, což dokazuje tažnost slitiny.
- -Modulpružnosti: Přibližně 73,8 GPa (10 700 ksi), což udává tuhost.
- -Lomováhouževnatost: Vysoká lomová houževnatost zabraňuje růstu trhlin.
Fyzikální vlastnosti
- –Hustota: Hustota: Přibližně 2,84 g/cm³ (0,103 lb/in³).
- –Bod tání: V rozmezí od 543 °C do 643 °C (1010°F do 1190°F).
- -Tepelnávodivost: W/m-K až 170 W/m-K, což je důležité pro aplikace zahrnující odvod tepla.
- -Specifickátepelná kapacita: Přibližně 864 J/kg-K, což naznačuje jeho schopnost absorbovat teplo.
Tepelné vlastnosti
- -Koeficienttepelné roztažnosti: Při pokojové teplotě se 22,3 μm*/*m*⋅°*C* zvyšuje na 24,1 μm/m⋅°C.24,1*μm*/*m*⋅°*C* při vysokých teplotách (cca 250°C).
- -Tepelnávodivost: 120 W/m⋅K120*W*/*m*⋅*K*, ideální pro tepelnou regulaci v leteckých aplikacích.
Odolnost proti korozi
Hliníková slitina 2219 má sice silnou odolnost proti koroznímu praskání pod napětím v teplotě T8, ale díky koncentraci mědi je méně odolná proti korozi než jiné hliníkové slitiny. Pro zvýšení její odolnosti proti korozi.
- -Může být opláštěn čistým kovem nebo opatřen ochrannými nátěry.
Svařitelnost a obrobitelnost
- -Hliníková slitina 2219 je snadno svařitelná, nicméně svařování může snížit její odolnost proti korozi. Aby se obnovily její mechanické vlastnosti, musí se po svařování vhodně tepelně zpracovat.
- -Má dobrou obrobitelnost v žíhaném stavu, což umožňuje efektivní tvarování a tváření.
Teplotní rozsah
Hliníková slitina 2219 je použitelná v širokém rozsahu teplot:
- -Účinnost od -452 °C až do cca 316 °C, takže je vhodný pro extrémní prostředí v letectví a kosmonautice.
Jaké jsou teploty hliníkové slitiny 2219?
Hliník 2219 se obvykle tepelně zpracovává, aby se dosáhlo jeho požadovaných vlastností. Označení temperace pomáhá přesně definovat, jakým zpracováním prošel, což ovlivňuje jeho mechanické vlastnosti.
- -**T87:**Slitina se tepelně zpracovává, aby se zlepšily její mechanické vlastnosti, a poté se zpracovává za studena, aby se zvýšila pevnost. Toto popuštění nabízí rovnováhu mezi pevností a tažností.
- -T851: Tento temperament je podobný temperamentu T6, ale obsahuje více technik uvolňujících zátěž. Technika uvolňování napětí, která zahrnuje mechanické protahování, pomáhá snižovat vnitřní pnutí a zlepšovat rozměrovou stabilitu.
- -T6: Temperace T6 poskytuje nejvyšší pevnost dosažitelnou tepelným zpracováním. Materiál se nejprve tepelně zpracuje roztokem, aby se rozpustily rozpustné složky, a poté se zestárne, aby se vysrážely fáze, které zvyšují pevnost.
- -T3: Je podobný jako T6, ale s méně umělým stárnutím. Slitina je tepelně zpracována roztokem a poté se nechá přirozeně vyzrát. Tím se získá menší pevnost než u T6, ale vyšší tažnost a houževnatost.
- -T4: T4 je o něco pevnější než T3, ale stále je tvárnější. Tento temperament umožňuje dosáhnout střední pevnosti a zvýšené zpracovatelnosti.
- -O: Temperace O znamená, že slitina byla plně vyžíhána do nejměkčího stavu, takže se s ní lépe pracuje, ale má mnohem nižší pevnost než ostatní temperace.
Jaké jsou aplikace slitiny hliníku 2219?
Hliníková slitina 2219 je známá svou vysokou pevností, vynikajícími svařovacími vlastnostmi a odolností proti koroznímu praskání. Díky těmto vlastnostem je ideální pro širokou škálu náročných aplikací v různých odvětvích. Níže je uveden podrobný přehled klíčových aplikací hliníkové slitiny 2219.
Letecký a kosmický průmysl
Hliníková slitina 2219 se většinou používá v leteckém průmyslu. Schopnost této slitiny snášet vysoké teploty a její nízká hmotnost ji předurčují k výrobě mnoha leteckých součástí, včetně:
- Palivové nádrže
- Pouzdra raketových motorů
- Strukturální součásti
- Komponenty kosmické lodi
Námořní aplikace
Hliníková slitina 2219 se používá v námořním průmyslu pro své vlastnosti odolné proti vysokému namáhání a korozi.
- –Trupy lodí
- -Struktury lodí
Dopravní průmysl
Hliníková slitina 2219 se používá v různých součástech vozidel v dopravním průmyslu.
- -Součásti letadel
- -Železničnívozy a přívěsy
Svařované konstrukce
Hliníková slitina 2219 je díky své výjimečné svařitelnosti vhodná pro výrobu svařovaných konstrukcí.
- –Tlakové nádoby
- -Mostya potrubí
Sportovní a volnočasové vybavení
Hliníková slitina 2219 je lehká a pružná, takže je ideální pro různé sportovní a rekreační aplikace.
- -Rámy kol
- -Kempinkovévybavení
Jaké jsou výhody použití slitiny hliníku 2219?
Vysoká pevnost
Hliníková slitina 2219 je známá svou vysokou pevností v tahu, která v určitých teplotách dosahuje až 455 MPa (66 000 psi). To ji opravňuje k použití, kdy je zapotřebí, aby materiál odolával velkým zatížením a tlakům bez selhání.
Vynikající lomová houževnatost
Díky vynikající lomové houževnatosti dokáže slitina absorbovat energii a zastavit šíření trhlin. U dílů vystavených dynamickému zatížení je tato vlastnost velmi důležitá pro spolehlivost a bezpečnost při důležitém použití.
Dobrá obrobitelnost
Hliníková slitina 2219 je snadno obrobitelná, což umožňuje efektivní výrobu složitých forem a součástí. Tato jednoduchost obrábění usnadňuje výrobní proces a umožňuje vytvářet komplikované konstrukce nezbytné pro vysoce výkonné aplikace.
Svařitelnost
Tato slitina má dobrou svařitelnost, zejména ve stavu popuštění T8, což umožňuje snadné spojování s jinými materiály. Lze použít různé svařovací postupy, aniž by došlo k negativnímu ovlivnění mechanických vlastností.
Odolnost proti koroznímu praskání pod napětím
Hliníková slitina 2219 v temperaci T8 má vysokou odolnost proti koroznímu praskání, takže je ideální pro letecké komponenty v náročných podmínkách.
Výkon v širokém teplotním rozsahu
Slitina si zachovává mechanické vlastnosti v širokém rozsahu teplot od -452°F (-269 °C) do 600°F (316 °C). Díky této teplotní stabilitě je vhodná pro aplikace, které jsou vystaveny extrémním výkyvům teplot.
Odolnost proti korozi
Hliníková slitina 2219 je díky své hliníkové složce přirozeně odolná proti korozi, lze ji však posílit plátováním nebo ochrannými nátěry, takže je vhodná pro použití v mořských podmínkách, kde se často vyskytuje slaná voda.
Závěr
Hliníková slitina 2219 vyniká jako vysoce výkonná slitina s pozoruhodnou pevností a odolností. Díky různým teplotám a široké škále použití je ideální pro letecký, automobilový a lodní průmysl. Pochopení jejích vlastností umožní konstruktérům správně používat tuto slitinu ve svých projektech.
