Τι είναι το κράμα αλουμινίου 2219;
Το κράμα αλουμινίου 2219 είναι ένα κράμα υψηλής αντοχής, σκληρυνόμενο κατά την ηλικία που αποτελείται κυρίως από αλουμίνιο και χαλκό, καθιστώντας το ιδανικό για εφαρμογές που απαιτούν ανώτερες μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη διάβρωση λόγω τάσης.
Το κράμα αλουμινίου 2219 είναι ένα σφυρήλατο κράμα αλουμινίου-χαλκού, γνωστό για την υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος και την ανθεκτικότητά του. Χρησιμοποιείται ευρέως σε αεροδιαστημικές εφαρμογές λόγω της ικανότητάς του να αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες και σκληρές συνθήκες. Τα φύλλα, οι πλάκες, οι ράβδοι και οι εξωθήσεις είναι κοινές εφαρμογές για αυτό το κράμα.
Ποιες είναι οι ονομασίες και τα πρότυπα;
Εκτός από το δημοφιλές όνομά του, το κράμα αλουμινίου 2219 χαρακτηρίζεται ως UNS A92219 και AlCu6Mn σε διάφορα πρότυπα, όπως το ASTM B209 και το ISO 6361, τα οποία καθορίζουν τις απαιτήσεις κράματος αλουμινίου.
Ποια είναι η χημική σύνθεση του κράματος αλουμινίου 2219;
Το κράμα αλουμινίου 2219 αποτελείται ως επί το πλείστον από αλουμίνιο και χαλκό, με μερικά άλλα στοιχεία που προστίθενται για να βελτιώσουν τις μηχανικές του ιδιότητες. Η κανονική χημική σύνθεση έχει ως εξής.
| Στοιχείο | Περιεχόμενο (%) |
|---|---|
| Αλουμίνιο (Al) | 93,0 (min) |
| Χαλκός (Cu) | 5.8 – 6.8 |
| Μαγγάνιο (Mn) | 0.2 – 0.4 |
| Μαγνήσιο (Mg) | 0.02 – 0.3 |
| Ζιρκόνιο (Zr) | 0.1 – 0.25 |
| Τιτάνιο (Ti) | 0.02 – 0.10 |
| Σίδηρος (Fe) | Μέγιστο 0,3 |
| Πυρίτιο (Si) | Μέγιστο 0,2 |
| Ψευδάργυρος (Zn) | Μέγιστο 0,1 |
| Βανάδιο (V) | 0.05 – 0.15 |
Ιδιότητες του κράματος αλουμινίου 2219
Μηχανικές ιδιότητες
- –Αντοχή σε εφελκυσμό: ksi) έως 476 MPa (69,0 ksi) με βάση την κατάσταση της ιδιοσυγκρασίας.
- –Αντοχή σε διαρροή: είναι περίπου 290 MPa (42.000 psi).
- –Επιμήκυνση κατά τη θραύση: κυμαίνεται από 3% έως 14%, αποδεικνύοντας την ολκιμότητα του κράματος.
- –Μέτρο ελαστικότητας: (10.700 ksi), το οποίο υποδηλώνει ακαμψία.
- –Σκληρότητα θραύσης: Η υψηλή σκληρότητα θραύσης αποτρέπει την ανάπτυξη ρωγμών.
Φυσικές ιδιότητες
- –Πυκνότητα: 2,84 g/cm³ (0,103 lb/in³).
- –Σημείο τήξης: Το εύρος κυμαίνεται από 543°C έως 643°C (1010°F έως 1190°F).
- –Θερμική αγωγιμότητα: Μεταξύ 116 W/m-K και 170 W/m-K, η οποία είναι σημαντική για εφαρμογές που αφορούν την απαγωγή θερμότητας.
- –Ειδική θερμοχωρητικότητα: J/kg-K, που υποδηλώνει την ικανότητά του να απορροφά θερμότητα.
Θερμικές ιδιότητες
- –Συντελεστής θερμικής διαστολής: Σε θερμοκρασία δωματίου, 22,3*μm*/*m*⋅°*C* αυξάνεται σε 24,1 μm/m⋅°C. 24,1*μm*/*m*⋅°*C* σε υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 250°C).
- –Θερμική αγωγιμότητα: W/m⋅K120*W*/*m*⋅*K*, ιδανική για θερμικό έλεγχο σε αεροδιαστημικές εφαρμογές.
Αντοχή στη διάβρωση
Ενώ το κράμα αλουμινίου 2219 έχει ισχυρή αντίσταση στη διάβρωση από διάβρωση λόγω τάσης στην ιδιοσυγκρασία Τ8, η συγκέντρωση χαλκού το καθιστά λιγότερο ανθεκτικό στη διάβρωση από άλλα κράματα αλουμινίου. Για να αυξηθεί η αντοχή του στη διάβρωση.
- -Μπορεί να επενδυθεί με καθαρό μέταλλο ή να επεξεργαστεί με προστατευτικές επιστρώσεις.
Συγκολλησιμότητα και κατεργασιμότητα
- -Το κράμα αλουμινίου 2219 είναι εύκολα συγκολλήσιμο, ωστόσο η συγκόλληση μπορεί να μειώσει την αντοχή του στη διάβρωση. Για να αποκατασταθούν οι μηχανικές του ιδιότητες, πρέπει να υποβληθεί σε κατάλληλη θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση.
- -Έχει καλή κατεργασιμότητα στην ανοπτημένη κατάσταση, επιτρέποντας αποτελεσματικές διαδικασίες διαμόρφωσης και μορφοποίησης.
Εύρος θερμοκρασίας
Το κράμα αλουμινίου 2219 είναι χρήσιμο σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών:
- -Αποτελεσματικό από χαμηλά επίπεδα -452°F (-269°C) έως περίπου 600°F (316°C), καθιστώντας το κατάλληλο για ακραία περιβάλλοντα που απαντώνται σε αεροδιαστημικές εφαρμογές.
Ποιες είναι οι θερμοκρασίες του κράματος αλουμινίου 2219;
Το αλουμίνιο 2219 συνήθως υφίσταται θερμική κατεργασία για την επίτευξη των επιθυμητών ιδιοτήτων του. Οι ονομασίες των θερμοκρασιών βοηθούν στον ακριβή προσδιορισμό της επεξεργασίας που έχει υποστεί, επηρεάζοντας τις μηχανικές του ιδιότητες.
- -**T87:**Το κράμα υφίσταται θερμική κατεργασία για την ενίσχυση των μηχανικών ιδιοτήτων του και στη συνέχεια ψυχρή κατεργασία για την αύξηση της αντοχής. Αυτή η ιδιοσυγκρασία προσφέρει ισορροπία μεταξύ αντοχής και ολκιμότητας.
- –T851: Αυτή η ιδιοσυγκρασία είναι παρόμοια με την T6, αλλά περιλαμβάνει περισσότερες τεχνικές για την ανακούφιση από το στρες. Η τεχνική ανακούφισης από τις τάσεις, η οποία περιλαμβάνει μηχανικό τέντωμα, βοηθά στη μείωση των εσωτερικών εντάσεων και στη βελτίωση της διαστατικής σταθερότητας.
- –T6: Η ιδιοσυγκρασία T6 παρέχει τη μεγαλύτερη αντοχή που μπορεί να επιτευχθεί μέσω θερμικής επεξεργασίας. Το υλικό υποβάλλεται πρώτα σε θερμική επεξεργασία με διάλυμα για να διαλυθούν τα διαλυτά συστατικά και στη συνέχεια παλαιώνεται για να κατακρημνιστούν φάσεις που αυξάνουν την αντοχή.
- –T3: Είναι παρόμοιο με το T6, αλλά με λιγότερη τεχνητή γήρανση. Το κράμα υποβάλλεται σε θερμική κατεργασία με διάλυμα και στη συνέχεια αφήνεται να ωριμάσει φυσικά. Αυτό αποδίδει μικρότερη αντοχή από το Τ6, αλλά μεγαλύτερη ολκιμότητα και ανθεκτικότητα.
- –Τ4: Η ιδιοσυγκρασία Τ4 είναι ελαφρώς ισχυρότερη από την Τ3, αλλά εξακολουθεί να είναι πιο όλκιμη. Αυτή η ιδιοσυγκρασία επιτρέπει μέτρια αντοχή και αυξημένη εργασιμότητα.
- –Ο: Η θερμοκρασία Ο σημαίνει ότι το κράμα έχει ανοπτηθεί πλήρως στην πιο μαλακή του κατάσταση, καθιστώντας το ευκολότερο στην επεξεργασία, αλλά με πολύ χαμηλότερη αντοχή από τις άλλες θερμοκρασίες.
Ποιες είναι οι εφαρμογές του κράματος αλουμινίου 2219;
Το κράμα αλουμινίου 2219 είναι γνωστό για την υψηλή αντοχή του, τις εξαιρετικές ιδιότητες συγκόλλησης και την αντοχή του σε ρωγμές διάβρωσης λόγω τάσης. Αυτές οι ιδιότητες το καθιστούν ιδανικό για ένα ευρύ φάσμα απαιτητικών εφαρμογών σε διάφορους τομείς. Ακολουθεί λεπτομερής περίληψη των βασικών εφαρμογών του κράματος αλουμινίου 2219.
Αεροδιαστημική βιομηχανία
Το κράμα αλουμινίου 2219 χρησιμοποιείται κυρίως στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Η ικανότητα του κράματος να αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες καθώς και η ελαφριά φύση του το καθιστούν εξαιρετικό για πολλά αεροδιαστημικά εξαρτήματα, όπως:
- Δεξαμενές καυσίμων
- Περιβλήματα κινητήρα πυραύλων
- Δομικά στοιχεία
- Εξαρτήματα διαστημικού σκάφους
Εφαρμογές στη θάλασσα
Το κράμα αλουμινίου 2219 χρησιμοποιείται στη ναυτιλιακή βιομηχανία για τις ιδιότητές του σε υψηλές καταπονήσεις και αντιδιαβρωτικές ιδιότητες.
- –Κάστρα σκαφών
- –Δομές πλοίων
Βιομηχανία μεταφορών
Το κράμα αλουμινίου 2219 χρησιμοποιείται σε διάφορα εξαρτήματα οχημάτων στη βιομηχανία μεταφορών.
- –Εξαρτήματα αεροσκαφών
- –Σιδηροδρομικά αυτοκίνητα και ρυμουλκούμενα
Συγκολλητές κατασκευές
Η εξαιρετική συγκολλησιμότητα του κράματος αλουμινίου 2219 το καθιστά κατάλληλο για την κατασκευή συγκολλημένων κατασκευών.
- –Αγγεία πίεσης
- –Καμπύλες και σωληνώσεις
Εξοπλισμός αθλητισμού και αναψυχής
Το κράμα αλουμινίου 2219 είναι ελαφρύ και ανθεκτικό, καθιστώντας το ιδανικό για μια ποικιλία αθλητικών και ψυχαγωγικών εφαρμογών.
- –Πλαίσια ποδηλάτων
- –Εξοπλισμός κατασκήνωσης
Ποιά είναι τα πλεονεκτήματα της χρήσης του κράματος αλουμινίου 2219;
Υψηλή αντοχή
Με αντοχή σε εφελκυσμό έως και 455 MPa (66.000 psi) σε ορισμένες θερμοκρασίες, το κράμα αλουμινίου 2219 φημίζεται για την υψηλή αντοχή του. Το γεγονός αυτό πληροί τις προϋποθέσεις για χρήσεις που απαιτούν υλικά που να αντέχουν σε μεγάλα φορτία και πιέσεις χωρίς να αστοχούν.
Εξαιρετική αντοχή σε θραύσηss
Με εξαιρετική αντοχή σε θραύση, το κράμα μπορεί να απορροφήσει ενέργεια και να σταματήσει την εξάπλωση των ρωγμών. Για εξαρτήματα που υπόκεινται σε δυναμικά φορτία, αυτή η ποιότητα είναι πολύ σημαντική για την αξιοπιστία και την ασφάλεια σε σημαντικές χρήσεις.
Καλή κατεργασιμότητα
Το κράμα αλουμινίου 2219 είναι εύκολα επεξεργάσιμο, επιτρέποντας την αποτελεσματική κατασκευή πολύπλοκων μορφών και εξαρτημάτων. Αυτή η απλότητα της κατεργασίας διευκολύνει τη διαδικασία κατασκευής, επιτρέποντας τα περίπλοκα σχέδια που είναι απαραίτητα σε εφαρμογές υψηλών επιδόσεων.
Ευκολία συγκόλλησης
Αυτό το κράμα έχει καλή συγκολλησιμότητα, ειδικά στην κατάσταση ιδιοσυγκρασίας T8, επιτρέποντας την εύκολη ένωση με άλλα υλικά. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες διεργασίες συγκόλλησης χωρίς να επηρεαστούν αρνητικά οι μηχανικές ιδιότητες.
Αντίσταση στη διάβρωση λόγω τάσης
Το κράμα αλουμινίου 2219 σε θερμοκρασία Τ8 έχει υψηλή αντοχή στη διάβρωση λόγω διάβρωσης λόγω τάσης, καθιστώντας το ιδανικό για αεροδιαστημικά εξαρτήματα σε αυστηρά περιβάλλοντα.
Επίδοση σε ευρύ φάσμα θερμοκρασιών
Το κράμα διατηρεί τις μηχανικές του ιδιότητες σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών από -452°F (-269°C) έως 600°F (316°C). Αυτή η θερμική σταθερότητα το καθιστά κατάλληλο για εφαρμογές που υπόκεινται σε ακραίες διακυμάνσεις θερμοκρασίας.
Αντοχή στη διάβρωσηε
Ενώ το κράμα αλουμινίου 2219 είναι φυσικά ανθεκτικό στη διάβρωση λόγω του συστατικού του αλουμινίου, μπορεί να ενισχυθεί μέσω επένδυσης ή προστατευτικών επιστρώσεων, καθιστώντας το κατάλληλο για χρήση σε θαλάσσιες συνθήκες όπου υπάρχει συχνά αλμυρό νερό.
Συμπεράσματα
Το κράμα αλουμινίου 2219 διακρίνεται ως κράμα υψηλής απόδοσης με αξιοσημείωτη αντοχή και ανθεκτικότητα. Οι διάφορες θερμοκρασίες του και το ευρύ φάσμα χρήσεων το καθιστούν ιδανικό για την αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία και τη ναυτιλία. Η κατανόηση των ιδιοτήτων του θα επιτρέψει στους μηχανικούς να χρησιμοποιήσουν σωστά αυτό το κράμα στα έργα τους.
