Что такое алюминиевый сплав 2219?
Алюминиевый сплав 2219 — высокопрочный, возрастно-твердеющий сплав, состоящий преимущественно из алюминия и меди, что делает его идеальным для применений, требующих превосходных механических качеств и устойчивости к коррозии под напряжением.
Алюминиевый сплав 2219 — это деформируемый сплав алюминия и меди, известный своим высоким соотношением прочности и веса и долговечностью. Он широко используется в аэрокосмической промышленности благодаря своей способности переносить высокие температуры и суровые условия. Листы, плиты, прутки и экструзионные изделия — обычные области применения этого сплава.
Что такое обозначения и стандарты?
Помимо своего популярного названия, алюминиевый сплав 2219 обозначается как UNS A92219 и AlCu6Mn в нескольких стандартах, таких как ASTM B209 и ISO 6361, которые определяют требования к алюминиевым сплавам.
Какой химический состав алюминиевого сплава 2219?
Алюминиевый сплав 2219 в основном состоит из алюминия и меди, с добавлением нескольких других элементов для улучшения механических качеств. Обычный химический состав выглядит следующим образом.
| Элемент | Содержание (%) |
|---|---|
| Алюминий (Al) | 93,0 (мин) |
| Медь (Cu) | 5.8 — 6.8 |
| Марганец (Mn) | 0.2 — 0.4 |
| Магний (Mg) | 0.02 — 0.3 |
| Цирконий (Zr) | 0.1 — 0.25 |
| Титан (Ti) | 0.02 — 0.10 |
| Железо (Fe) | Максимум 0,3 |
| Кремний (Si) | Максимум 0,2 |
| Цинк (Zn) | Максимум 0,1 |
| Ванадий (V) | 0.05 — 0.15 |
Свойства алюминиевого сплава 2219
Механические свойства.
- —Прочность на разрыв: Варьируется от 172 МПа (24,9 ksi) до 476 МПа (69,0 ksi) в зависимости от состояния закалки.
- —Прочность на разрыв: она составляет около 290 МПа (42 000 фунтов на квадратный дюйм).
- —Удлинение при разрыве: варьируется от 3 до 14 %, демонстрируя пластичность сплава.
- —Модуль упругости: Приблизительно 73,8 ГПа (10 700 ksi), что указывает на жесткость.
- —Вязкость разрушения: Высокая вязкость разрушения препятствует росту трещин.
Физические свойства
- —Плотность: Приблизительно 2,84 г/см³ (0,103 фунта на дюйм).
- —Температура плавления: Варьируется от 543°C до 643°C (1010°F до 1190°F).
- —Теплопроводность: от 116 Вт/м-К до 170 Вт/м-К, что важно для приложений, связанных с отводом тепла.
- —Удельная теплоемкость: Приблизительно 864 Дж/кг-К, что указывает на его способность поглощать тепло.
Тепловые свойства
- —Коэффициент теплового расширения: Около 22,3 мкм/м⋅°C.При комнатной температуре 22,3*мкм*/*м*⋅°*C* увеличивается до 24,1 мкм/м⋅°C.24,1*мкм*/*м*⋅°*C* при высоких температурах (около 250°C).
- —Теплопроводность: В диапазоне от 120 Вт/м⋅K120*Вт*/*м*⋅*K*, идеально подходит для терморегулирования в аэрокосмической отрасли.
Коррозионная стойкость
Хотя алюминиевый сплав 2219 обладает сильной устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением при температуре T8, концентрация меди делает его менее коррозионностойким, чем другие алюминиевые сплавы. Чтобы повысить его коррозионную стойкость.
- -Область может быть выполнена из чистого металла или обработана защитными покрытиями.
Свариваемость и обрабатываемость.
- -Алюминиевый сплав 2219 легко поддается сварке; тем не менее, сварка может снизить его коррозионную стойкость. Для восстановления механических свойств сплава после сварки он должен быть подвергнут соответствующей термической обработке.
- -В отожженном состоянии он обладает хорошей обрабатываемостью, что позволяет эффективно формовать его и придавать ему форму.
Диапазон температур
Алюминиевый сплав 2219 полезен в широком диапазоне температур:
- -Эффективность при температуре от 452°F (-269°C) до 600°F (316°C), что позволяет использовать его в экстремальных условиях, характерных для аэрокосмической отрасли.
Какие температуры у алюминиевого сплава 2219?
Алюминий 2219 обычно подвергается термообработке для достижения желаемых свойств. Обозначение температуры помогает определить, какой именно обработке он подвергся, что влияет на его механические свойства.
- -**T87:** Сплав подвергается термической обработке для улучшения механических свойств, а затем холодной обработке для повышения прочности. Этот отпуск обеспечивает баланс между прочностью и пластичностью.
- —T851: Эта закалка похожа на T6, но включает в себя больше методов снятия напряжения. Техника снятия напряжения, включающая механическое растяжение, способствует снижению внутренних напряжений и улучшению стабильности размеров.
- —T6: Отпуск T6 обеспечивает наибольшую прочность, достижимую с помощью термической обработки. Сначала материал подвергается термообработке в растворе для растворения растворимых компонентов, а затем выдерживается для осаждения фаз, повышающих прочность.
- —T3: Он похож на T6, но с меньшим искусственным старением. Сплав подвергается термической обработке в растворе, а затем оставляется для естественного созревания. Это дает меньшую прочность, чем Т6, но более высокую пластичность и вязкость.
- —T4: Отпуск T4 немного прочнее, чем T3, но при этом более пластичен. Этот отпуск обеспечивает умеренную прочность и повышенную обрабатываемость.
- —О: Отпуск О означает, что сплав был полностью отожжен до самого мягкого состояния, что делает его более легким в обработке, но с гораздо меньшей прочностью, чем при других видах отпуска.
Каковы области применения алюминиевого сплава 2219?
Алюминиевый сплав 2219 известен своей высокой прочностью, отличными сварочными свойствами и устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением. Эти качества делают его идеальным для широкого спектра ответственных применений в различных отраслях. Ниже приводится подробное описание основных областей применения алюминиевого сплава 2219.
Аэрокосмическая промышленность
Алюминиевый сплав 2219 в основном используется в аэрокосмической промышленности. Способность сплава выдерживать высокие температуры, а также его легкость делают его отличным материалом для многочисленных аэрокосмических компонентов, включая:
- Топливные баки
- Корпуса ракетных двигателей
- Структурные компоненты
- Компоненты космического корабля
Морское применение
Алюминиевый сплав 2219 используется в морской промышленности благодаря своим высоконагруженным и коррозионностойким свойствам.
- —Корпуса лодок.
- —Корабельные конструкции
Транспортная индустрия
Алюминиевый сплав 2219 используется в различных компонентах транспортных средств в транспортной промышленности.
- —Авиационные компоненты.
- —Вагоны и прицепы.
Сварные конструкции.
Исключительная свариваемость алюминиевого сплава 2219 делает его пригодным для изготовления сварных конструкций.
- —Сосуды под давлением
- —Мосты и трубопроводы.
Спорт и оборудование для отдыха.
Алюминиевый сплав 2219 отличается легкостью и упругостью, что делает его идеальным для использования в различных видах спорта и отдыха.
- —Велосипедные рамы
- —Снаряжение для кемпинга
Каковы преимущества использования алюминиевого сплава 2219?
Высокая прочность
Алюминиевый сплав 2219, обладающий прочностью на растяжение до 455 МПа (66 000 фунтов на квадратный дюйм) в определенных температурах, славится своей высокой прочностью. Это позволяет использовать его в тех случаях, когда требуется, чтобы материалы выдерживали значительные нагрузки и давление без разрушения.
<Отличная прочность на излом
Обладая превосходной вязкостью разрушения, сплав способен поглощать энергию и останавливать распространение трещин. Для деталей, подвергающихся динамическим нагрузкам, это качество очень важно для обеспечения надежности и безопасности в важных областях применения.
Хорошая обрабатываемость.
Алюминиевый сплав 2219 легко поддается механической обработке, что позволяет эффективно изготавливать сложные формы и компоненты. Такая простота обработки облегчает процесс производства, позволяя создавать сложные конструкции, необходимые в высокопроизводительных приложениях.
Свариваемость
Этот сплав обладает хорошей свариваемостью, особенно в состоянии отпуска Т8, что позволяет легко соединять его с другими материалами. Различные процессы сварки могут использоваться без негативного влияния на механические свойства.
Устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением.
Алюминиевый сплав 2219 в закалке T8 обладает высокой устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением, что делает его идеальным для аэрокосмических компонентов, работающих в тяжелых условиях.
Рабочие характеристики в широком диапазоне температур.
Сплав сохраняет механические свойства в широком диапазоне температур от -452°F (-269°C) до 600°F (316°C). Такая термическая стабильность делает его подходящим для применения в областях, подверженных экстремальным перепадам температур.
Коррозионная стойкость.
Алюминиевый сплав 2219 устойчив к коррозии благодаря алюминиевой составляющей, однако его можно усилить с помощью плакирования или защитных покрытий, что делает его подходящим для использования в морских условиях, где часто присутствует соленая вода.
Заключение
Алюминиевый сплав 2219 выделяется как высокопроизводительный сплав, обладающий замечательной прочностью и долговечностью. Различные темперы и широкий спектр применения делают его идеальным для аэрокосмической, автомобильной и морской промышленности. Понимание его свойств позволит инженерам правильно использовать этот сплав в своих проектах.
