Čo je zliatina hliníka 2219?
Hliníková zliatina 2219 je vysokopevnostná zliatina odolná voči starnutiu, ktorá sa skladá prevažne z hliníka a medi, takže je ideálna pre aplikácie, ktoré vyžadujú vynikajúce mechanické vlastnosti a odolnosť voči korózii pod napätím.
Hliníková zliatina 2219 je tepaná zliatina hliníka a medi známa svojím vysokým pomerom pevnosti k hmotnosti a odolnosťou. Vďaka svojej schopnosti znášať vysoké teploty a náročné podmienky sa široko využíva v leteckom priemysle. Plechy, dosky, tyče a výlisky sú bežnými aplikáciami tejto zliatiny.
Aké sú označenia a normy?
Hliníková zliatina 2219 sa okrem svojho populárneho názvu označuje ako UNS A92219 a AlCu6Mn v niekoľkých normách, ako napríklad ASTM B209 a ISO 6361, ktoré špecifikujú požiadavky na hliníkové zliatiny.
Aké je chemické zloženie hliníkovej zliatiny 2219?
Hliníková zliatina 2219 je vyrobená prevažne z hliníka a medi, pričom sa pridáva niekoľko ďalších prvkov na zlepšenie jej mechanických vlastností. Bežné chemické zloženie je nasledovné.
| Element | Obsah (%) |
|---|---|
| Hliník (Al) | 93,0 (min) |
| Meď (Cu) | 5.8 – 6.8 |
| Mangán (Mn) | 0.2 – 0.4 |
| Horčík (Mg) | 0.02 – 0.3 |
| Zirkónium (Zr) | 0.1 – 0.25 |
| Titán (Ti) | 0.02 – 0.10 |
| Železo (Fe) | Max. 0,3 |
| Kremík (Si) | Max. 0,2 |
| Zinok (Zn) | Max. 0,1 |
| Vanád (V) | 0.05 – 0.15 |
Vlastnosti hliníkovej zliatiny 2219
Mechanické vlastnosti
- –pevnosť v ťahu: V závislosti od temperačného stavu sa pohybuje od 172 MPa (24,9 ksi) do 476 MPa (69,0 ksi).
- –Ma pevnosť v ťahu: je približne 290 MPa (42 000 psi).
- –Predĺženie pri pretrhnutí: pohybuje sa od 3 % do 14 %, čo dokazuje ťažnosť zliatiny.
- –Modul pružnosti: Približne 73,8 GPa (10 700 ksi), čo znamená tuhosť.
- –Lomová húževnatosť: Vysoká lomová húževnatosť zabraňuje rastu trhlín.
Fyzikálne vlastnosti
- –Hustota: Približne 2,84 g/cm³ (0,103 lb/in³).
- –Topenie: Rozsah teplôt tavenia: 543°C až 643°C (1010°F až 1190°F).
- –Tepelná vodivosť: Medzi 116 W/m-K a 170 W/m-K, čo je dôležité pre aplikácie, ktoré zahŕňajú odvod tepla.
- –Specifická tepelná kapacita: Približne 864 J/kg-K, čo naznačuje jeho schopnosť absorbovať teplo.
Termické vlastnosti
- –Koeficient tepelnej rozťažnosti: Pri izbovej teplote sa 22,3*μm*/*m*⋅°*C* zvyšuje na 24,1 μm/m⋅°C.24,1*μm*/*m*⋅°*C* pri vysokých teplotách (približne 250°C).
- –Tepelná vodivosť: Rozsah od 120 W/m⋅K120*W*/*m*⋅*K*, ideálne pre tepelnú reguláciu v leteckom priemysle.
Odolnosť proti korózii
Hliníková zliatina 2219 má síce silnú odolnosť voči korózii pod napätím v teplote T8, ale vďaka koncentrácii medi je menej odolná voči korózii ako iné hliníkové zliatiny. Na zvýšenie jej odolnosti proti korózii.
- -Môže byť opláštená čistým kovom alebo ošetrená ochrannými nátermi.
Zvariteľnosť a obrobiteľnosť
- -Hliníková zliatina 2219 je ľahko zvariteľná; zváranie však môže znížiť jej odolnosť proti korózii. Aby sa obnovili jej mechanické vlastnosti, musí sa po zváraní primerane tepelne spracovať.
- -Má dobrú obrobiteľnosť v žíhanom stave, čo umožňuje efektívne tvarovanie a tvárnenie.
Teplotný rozsah
Hliníková zliatina 2219 je použiteľná v širokom rozsahu teplôt:
- -Účinnosť už od -452°F (-269°C) do približne 600°F (316°C), vďaka čomu je vhodný do extrémnych prostredí, ktoré sa vyskytujú v leteckom priemysle.
Aké sú teploty hliníkovej zliatiny 2219?
Hliník 2219 sa zvyčajne tepelne upravuje, aby sa dosiahli jeho požadované vlastnosti. Označenie temperácie pomáha presne definovať spracovanie, ktorým prešiel, a ovplyvňuje jeho mechanické vlastnosti.
- -**T87:**Zliatina sa tepelne spracuje, aby sa zlepšili jej mechanické vlastnosti, a potom sa spracuje za studena, aby sa zvýšila jej pevnosť. Toto popúšťanie ponúka rovnováhu medzi pevnosťou a ťažnosťou.
- –T851: Tento temperament je podobný T6, ale obsahuje viac techník na uvoľnenie stresu. Technika uvoľňovania napätia, ktorá zahŕňa mechanické naťahovanie, pomáha pri znižovaní vnútorného napätia a zlepšovaní rozmerovej stability.
- –T6: Teplota T6 poskytuje najvyššiu pevnosť dosiahnuteľnú tepelným spracovaním. Materiál sa najprv tepelne spracuje roztokom, aby sa rozpustili rozpustné zložky, a potom sa nechá vyzrieť, aby sa vyzrážali fázy, ktoré zvyšujú pevnosť.
- –T3: Je podobný T6, ale s menším množstvom umelého starnutia. Zliatina sa tepelne spracuje roztokom a potom sa nechá prirodzene dozrieť. Tým sa získava menšia pevnosť ako pri T6, ale vyššia ťažnosť a húževnatosť.
- –T4: T4 je o niečo pevnejší ako T3, ale stále je tvárnejší. Toto popúšťanie umožňuje dosiahnuť strednú pevnosť a zvýšenú spracovateľnosť.
- –O: Teplota O znamená, že zliatina bola úplne vyžíhaná do najjemnejšieho stavu, takže sa s ňou ľahšie pracuje, ale má oveľa nižšiu pevnosť ako ostatné teploty.
Aké sú aplikácie zliatiny hliníka 2219?
Hliníková zliatina 2219 je známa svojou vysokou pevnosťou, vynikajúcimi zváracími vlastnosťami a odolnosťou voči korózii pod napätím. Vďaka týmto vlastnostiam je ideálna pre širokú škálu náročných aplikácií v rôznych odvetviach. Nasleduje podrobný prehľad kľúčových aplikácií hliníkovej zliatiny 2219.
Letecký a kozmický priemysel
Hliníková zliatina 2219 sa väčšinou používa v leteckom priemysle. Schopnosť tejto zliatiny znášať vysoké teploty, ako aj jej nízka hmotnosť ju predurčujú na výrobu mnohých leteckých komponentov vrátane:
- Palivové nádrže
- Puzdrá raketových motorov
- Štrukturálne komponenty
- Komponenty kozmickej lode
Morské aplikácie
Hliníková zliatina 2219 sa používa v námornom priemysle pre svoje vysoko namáhané a korózii odolné vlastnosti.
- –Lodné trupy
- –Struktúry lodí
Dopravný priemysel
Hliníková zliatina 2219 sa používa v rôznych komponentoch vozidiel v dopravnom priemysle.
- –Letecké komponenty
- –Železničné vozidlá a prívesy
Zvárané konštrukcie
Výnimočná zvariteľnosť hliníkovej zliatiny 2219 ju robí vhodnou na výrobu zváraných konštrukcií.
- –Tlakové nádoby
- –Mosty a potrubia
Športové a voľnočasové vybavenie
Hliníková zliatina 2219 je ľahká a pružná, takže je ideálna na rôzne športové a rekreačné aplikácie.
- –Rámy bicyklov
- –Tábornícke vybavenie
Aké sú výhody použitia zliatiny hliníka 2219?
Vysoká pevnosť
Hliníková zliatina 2219 je známa svojou vysokou pevnosťou v ťahu až do 455 MPa (66 000 psi) v určitých teplotách. To ju oprávňuje na použitie, ktoré vyžaduje, aby materiály odolávali veľkým zaťaženiam a tlakom bez poruchy.
Vynikajúca lomová húževnatosťss
Vďaka vynikajúcej lomovej húževnatosti môže zliatina absorbovať energiu a zastaviť šírenie trhlín. Pre diely vystavené dynamickému zaťaženiu je táto vlastnosť veľmi dôležitá pre spoľahlivosť a bezpečnosť pri dôležitých použitiach.
Dobrá obrobiteľnosť
Hliníková zliatina 2219 sa dá ľahko obrábať, čo umožňuje efektívnu výrobu komplikovaných foriem a komponentov. Táto jednoduchosť obrábania uľahčuje výrobný proces, čo umožňuje komplikované konštrukcie potrebné vo vysokovýkonných aplikáciách.
Zvariteľnosť
Táto zliatina má dobrú zvariteľnosť, najmä v stave T8, čo umožňuje jednoduché spájanie s inými materiálmi. Môžu sa použiť rôzne zváracie procesy bez nepriaznivého vplyvu na mechanické vlastnosti.
Odolnosť voči koróznemu praskaniu pod napätím
Hliníková zliatina 2219 s teplotou T8 má vysokú odolnosť proti koróznemu praskaniu, takže je ideálna pre letecké komponenty v náročných prostrediach.
Výkon v širokom teplotnom rozsahu
Zliatina si zachováva mechanické vlastnosti v širokom teplotnom rozsahu od -452°F (-269 °C) do 600°F (316 °C). Vďaka tejto tepelnej stabilite je vhodná pre aplikácie, ktoré sú vystavené extrémnym teplotným výkyvom.
Odolnosť proti koróziie
Hliníková zliatina 2219 je prirodzene odolná voči korózii vďaka svojej hliníkovej zložke, ale možno ju posilniť plátovaním alebo ochrannými nátermi, takže je vhodná na použitie v morských podmienkach, kde je často prítomná slaná voda.
Záver
Hliníková zliatina 2219 sa vyznačuje ako vysoko výkonná zliatina s pozoruhodnou pevnosťou a odolnosťou. Vďaka rôznym teplotám a širokému spektru použitia je ideálna pre letecký, automobilový a lodný priemysel. Pochopenie jej vlastností umožní inžinierom správne používať túto zliatinu vo svojich projektoch.
