โลหะผสมแต่ละชนิดมีเปอร์เซ็นต์เฉพาะของธาตุผสมที่ทำให้อะลูมิเนียมพื้นฐานมีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์บางประการ ในอะลูมิเนียมอัลลอยปี 2024 เปอร์เซ็นต์ของธาตุเหล่านี้คือทองแดง 4.4% แมกนีเซียม 1.5% และแมงกานีส 0.6% รายละเอียดนี้อธิบายว่าทำไมอะลูมิเนียมปี 2024 จึงเป็นที่รู้จักสำหรับ ความแข็งแรงสูง เช่น ทองแดง แมกนีเซียม และแมงกานีสช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสมอะลูมิเนียมได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม พลังงานนี้มีข้อเสีย สัดส่วนที่สูงของทองแดงในอะลูมิเนียมปี 2024 ช่วยลดความต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมาก โดยปกติแล้วจะมีองค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ในปริมาณเล็กน้อย (ซิลิกอน , เหล็ก สังกะสี ไททาเนียม ฯลฯ) แต่ค่าเผื่อเหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อให้ผู้ซื้อร้องขอเท่านั้น ความหนาแน่นของมันคือ 2.77g/cm3 (0.100 lb/in3) ซึ่งสูงกว่าอะลูมิเนียมบริสุทธิ์เล็กน้อย (2.7g/cm3, 0.098 lb) /in3).อลูมิเนียม 2024 ขึ้นรูปได้ง่ายมากและสามารถแปรรูปได้ดี ทำให้สามารถตัดและอัดขึ้นรูปได้เมื่อต้องการ
ตามที่กล่าวไว้ โลหะผสมอลูมิเนียมเปลือย 2024 สึกกร่อนได้ง่ายกว่าโลหะผสมอลูมิเนียมอื่น ๆ ส่วนใหญ่ ผู้ผลิตหลีกเลี่ยงสิ่งนี้โดยการเคลือบโลหะผสมที่อ่อนแอเหล่านี้ด้วยชั้นโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อน (เรียกว่า "การชุบสังกะสี" หรือ "การหุ้ม") การเคลือบนี้บางครั้งมีค่าสูง- อลูมิเนียมบริสุทธิ์หรือแม้กระทั่งโลหะผสมอื่น ๆ และเป็นที่นิยมมากที่สุดในแผ่นโลหะหุ้ม ซึ่งโลหะผสมบริสุทธิ์สามารถประกบระหว่างชั้นของวัสดุหุ้มได้ อลูมิเนียมหุ้มเป็นที่นิยมอย่างมากจนผลิตภัณฑ์ AlClad หลากหลายชนิดได้รับการพัฒนาและใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อมอบสิ่งที่ดีที่สุด ทั้งสองโลกสำหรับโลหะผสมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนต่ำ เช่น 2024 การพัฒนานี้ทำให้อลูมิเนียม 2024 มีประโยชน์อย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถรับความแข็งแรงได้ในที่ซึ่งโดยปกติแล้วโลหะผสมเปลือยจะเสื่อมสภาพ
อะลูมิเนียมอัลลอยบางชนิด เช่น ซีรีส์ 2xxx, 6xxx และ 7xxx สามารถเสริมความแข็งแกร่งได้โดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า การอบชุบด้วยความร้อน กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่โลหะผสมจนถึงอุณหภูมิเฉพาะเพื่อผสมหรือ "ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน" ส่วนประกอบโลหะผสมเข้ากับโลหะฐาน จากนั้น การชุบแข็งในสารละลายเพื่อล็อคองค์ประกอบต่างๆ ให้อยู่กับที่ ขั้นตอนนี้เรียกว่า "การบำบัดความร้อนด้วยสารละลาย" ธาตุเหล่านี้ไม่เสถียร และเมื่อชิ้นงานเย็นตัวลง จะตกตะกอนออกจาก "สารละลาย" อะลูมิเนียมในรูปของสารประกอบ (เช่น อะตอมของทองแดงจะตกตะกอน ออกมาเป็น Al2Cu) สารประกอบเหล่านี้เพิ่มความแข็งแรงโดยรวมของโลหะผสมโดยการโต้ตอบกับโครงสร้างจุลภาคของอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่า “การแก่ชรา” การทำความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีการรักษาความร้อนและกระบวนการแก่ชรานั้นมีความสำคัญเนื่องจากอะลูมิเนียมปี 2024 มีหลายประเภทและได้รับการกำหนด เช่น 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 เป็นต้น ขึ้นอยู่กับวิธีดำเนินการตามขั้นตอนเหล่านี้
คุณสมบัติด้านความแข็งแรงที่ดีที่สุดของอะลูมิเนียมประเภท 2024 ไม่เพียงแต่มาจากส่วนประกอบเท่านั้น แต่ยังมาจากกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนอีกด้วย มีขั้นตอนหรือ "การชุบแข็ง" ที่แตกต่างกันมากมายของอะลูมิเนียม (ตามชื่อ -Tx โดยที่ x คือตัวเลขยาว 1 ถึง 5 หลัก ) และแม้ว่าจะเป็นโลหะผสมชนิดเดียวกัน แต่ทั้งหมดก็มีคุณสมบัติเฉพาะของตนเอง ตัวเลขตัวแรกหลัง "T" ระบุถึงวิธีการอบชุบขั้นพื้นฐาน และตัวเลขที่สองถึงห้าซึ่งเป็นทางเลือกจะระบุถึงคุณภาพการผลิตเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ใน อุณหภูมิปี 2024-T42 "4" ระบุว่าโลหะผสมเป็นสารละลายที่ผ่านการอบด้วยความร้อนและมีอายุตามธรรมชาติ แต่ "2" ระบุว่าโลหะต้องผ่านการบำบัดความร้อนโดยผู้ซื้อ ระบบอาจสร้างความสับสนได้ ดังนั้นในบทความนี้เรา จะแสดงเฉพาะค่าความแข็งแรงสำหรับอะลูมิเนียม 2024-T4 ที่ผ่านการอบคืนตัวแล้วเท่านั้น
มีคุณสมบัติทางกลบางอย่างที่สามารถใช้เพื่อระบุโลหะผสมอลูมิเนียม สำหรับโลหะผสมเช่น อลูมิเนียม 2024 การวัดที่สำคัญบางอย่างคือความแข็งแรงสูงสุด ความแข็งแรงคราก ความแข็งแรงเฉือน ความแข็งแรงความล้า และโมดูลัสยืดหยุ่นและแรงเฉือน ค่าเหล่านี้จะให้ แนวคิดเกี่ยวกับความสามารถในการแปรรูป ความแข็งแรง และศักยภาพในการใช้วัสดุ และสรุปไว้ในตารางที่ 1 ด้านล่าง
ความแข็งแรงของผลผลิตและความแข็งแรงสูงสุดคือความเค้นสูงสุดที่ทำให้ชิ้นงานโลหะผสมเสียรูปทั้งไม่ถาวรและถาวรตามลำดับ สำหรับการอภิปรายเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับค่าเหล่านี้ โปรดเยี่ยมชมบทความของเราเกี่ยวกับอลูมิเนียมอัลลอยด์ 7075 สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญเมื่อเป็นโลหะผสม ใช้ในการใช้งานแบบคงที่ซึ่งไม่ควรเกิดการเสียรูปอย่างถาวร เช่น ในอาคารหรืออุปกรณ์ด้านความปลอดภัย อะลูมิเนียม 2024 มีความแข็งแรงสูงสุดและให้ผลผลิตที่น่าประทับใจที่ 469 MPa (68,000 psi) และ 324 MPa (47,000 psi) ทำให้มีความแข็งแรงสูง วัสดุโครงสร้าง เช่น ท่ออะลูมิเนียม
ประการสุดท้าย โมดูลัสยืดหยุ่นและโมดูลัสเฉือนเป็นพารามิเตอร์ที่แสดงให้เห็นว่า "ยืดหยุ่น" ของวัสดุที่กำหนดจะเปลี่ยนรูปได้อย่างไร ซึ่งให้แนวคิดที่ดีเกี่ยวกับความต้านทานของวัสดุต่อการเสียรูปถาวร อลูมิเนียมอัลลอยด์ปี 2024 มีโมดูลัสยืดหยุ่นที่ 73.1 GPa (10,600 ksi) และโมดูลัสแรงเฉือน 28 GPa (4,060 ksi) ซึ่งสูงกว่าโลหะผสมอากาศยานความแข็งแรงสูงอื่นๆ เช่น อะลูมิเนียม 7075
อะลูมิเนียมประเภท 2024 มีความสามารถในการแปรรูปที่ดีเยี่ยม สามารถใช้งานได้ดี มีความแข็งแรงสูง และสามารถหุ้มเพื่อต้านทานการกัดกร่อน ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานบนเครื่องบินและยานยนต์
เวลาโพสต์: มิ.ย.-30-2565