Hver eru einkenni, helstu málmblöndur og virkni 2xxx röð álblöndur?
(1) Eiginleikar 2xxx röð álblöndur
2xxX röð álblöndur eru álblöndur með kopar sem aðalblendiefni. Þau innihalda Al-Cu-Mg málmblöndur, Al-Cu-Mg-Fe-Ni málmblöndur og Al-Cu-Mn málmblöndur. Þessar málmblöndur eru hitameðhöndlaðar álblöndur.
2xXX röð álblöndur einkennast af miklum styrk og eru venjulega kallaðar harðar álblöndur. Þeir hafa góða hitaþol og vinnslueiginleika, en tæringarþol þeirra er ekki eins gott og flestar aðrar álblöndur. Við ákveðnar aðstæður mun millikorna tæring eiga sér stað. Þess vegna þarf oft að húða plötuna með lagi af hreinu áli eða lagi af 6xXx röð álblöndu sem hefur rafefnafræðilega vörn fyrir kjarnaplötuna til að bæta tæringarþol hennar til muna. Meðal þeirra hefur Al-Cu-Mg-Fe-Ni álfelgur mjög flókna efnasamsetningu og fasasamsetningu. Það hefur mikinn styrk við háan hita og góða vinnsluafköst. Það er aðallega notað fyrir hitaþolna hluta sem vinna undir 150 ~ 250 gráður; Þó stofuhitastyrkur AI-Cu-Mn málmblöndunnar sé lægri en Al-Cu-Mg málmblöndunnar 2A12 og 2A14, þá er styrkur þess hærri en bæði við 225 ~ 250 gráður eða hærri. Að auki hefur málmblönduna góða vinnslugetu og auðvelt að suða. Það er aðallega notað í hitaþolnum suðuhæfum burðarhlutum og smíðahlutum. Þessi röð af málmblöndur er mikið notaður í flug- og geimferðasviðum.
(2) Helstu málmblöndur og hlutverk þeirra
①Helstu álfelgur AI-Cu-Mg málmblöndur eru 2A01, 2A02, 2A06, 2A10, 2A11, 2A12, osfrv. Helstu viðbættu þættirnir eru Cu, Mg og Mn.
Áhrif þeirra á málmblöndurnar eru sem hér segir.
a. Áhrif Cu og Mg innihalds á vélræna eiginleika málmblöndunnar. Þegar Mg innihaldið er 1%~2%, þegar Cu innihaldið eykst úr 1,0% í 4%, eykst togstyrkur málmblöndunnar í slökktu ástandi úr 20{{14 }}MPa til 380MPa; togstyrkur málmblöndunnar í slökktu náttúrulegu öldrunarástandinu eykst úr 300MPa í 480MPa. Þegar Cu innihaldið er á bilinu 1% ~ 4%, þegar Mg innihaldið eykst úr 0,5% í 2,0%, eykst togstyrkur málmblöndunnar; þegar Mg innihaldið heldur áfram að aukast minnkar styrkur málmblöndunnar.
Togstyrkur málmblöndunnar sem inniheldur 4.0% Cu og 2.0% Mg er hæstur; álfelgur sem inniheldur 3%~4% Cu og 0.5%~1.3% Mg hefur mest slökkvi- og náttúruleg öldrunaráhrif. Prófið sýnir að togstyrkur AI-Cu-Mg þrefalda málmblöndunnar sem inniheldur 4% ~ 6% Cu og 1% ~ 2% Mg getur náð 490 ~ 510MPa í slökkvi- og náttúrulegri öldrun.
b. Áhrif Cu og Mg innihalds á hitaþol málmblöndunnar. Út frá þolstyrkprófunargildum AI-Cu-Mg málmblöndu sem inniheldur 0.6%Mn við 200 gráður og 160MPa streitu, getur það sést að álfelgur sem inniheldur Cu 3,5%~6% og Mg1,2%~2,0% hefur hæsta þolstyrkinn. Á þessum tíma er málmblendin staðsett á eða nálægt AI-S (AlCuMg) gervi-tvíundarhlutanum. Málblönduna í burtu frá gervi-tvíundarhlutanum, það er, þegar Mg innihaldið er minna en 1,2% og hámarksstyrkur er meiri en 2,0%, minnkar þolstyrkur þess. Ef magn af Mg er aukið í 3,0% eða meira mun þolþol álfelgurs minnka hratt.
Svipaðar reglur fengust í prófinu við 250 gráður og 100MPa streitu. Í bókmenntum er bent á að álfelgur með hæsta þolstyrkinn við 300 gráður er staðsettur á +S fasasvæðinu hægra megin við AI-S tvöfalda hlutann með hærra Mg innihald.
c. Áhrif Cu og Mg innihalds á tæringarþol málmblöndur. Al-Cu tvöfaldur málmblöndur með Cu innihald 3% ~ 5% hafa mjög lágt tæringarþol í ástandi slökkva og náttúrulegrar öldrunar. Að bæta við 0.5%Mg getur dregið úr möguleikum fastrar lausnar og bætt tæringarþol málmblöndunnar að hluta. Þegar Mg innihaldið er meira en 1,0% eykst staðbundin tæring málmblöndunnar og lengingin eftir tæringu minnkar verulega. Fyrir málmblöndur með Cu innihald meira en 4.0% og Mg innihald meira en 1.0%, dregur Mg úr leysni Cu í Al. Í slökktu ástandi hefur málmblönduna óleysanlega CuAl₂ og S fasa og tilvist þessara fasa flýtir fyrir tæringu. Málblöndur með Cu innihald 3% ~ 5% og Mg innihald 1% ~ 4% eru staðsettar á sama fasasvæði og tæringarþol þeirra er svipað í ástandi slökkvistarfs og náttúrulegrar öldrunar. Málblöndurnar á aS-fasa svæðinu hafa lakari tæringarþol en þær á a-CuAl₂-S svæðinu. Millikorna tæring er helsta tæringartilhneiging Al-Cu-Mg málmblöndur.
Mn: Mn er bætt við Al-Cu-Mg álfelgur aðallega til að útrýma skaðlegum áhrifum Fe og bæta tæringarþol. Mn getur örlítið aukið stofuhitastyrk málmblöndunnar, en dregið úr mýktinni. Mn getur einnig seinkað og veikt gervi öldrun Al-Cu Mg málmblöndunnar og bætt hitaþol málmblöndunnar. Mn er einnig einn helsti þátturinn sem gerir það að verkum að Al-Cu-Mg álfelgur hefur extrusion áhrif. Samlagning Mn er almennt minni en 1,0%. Ef innihaldið er of hátt geta gróf (FeMn)Al6 brothætt efnasambönd myndast sem dregur úr mýktleika málmblöndunnar.
d. Lítið magn snefilefna sem bætt er við Al-Cu-Mg málmblöndur inniheldur Ti og Zr, og óhreinindin eru aðallega Fe, Si og Zn, osfrv., og áhrif þeirra eru sem hér segir.
Ti: Að bæta Ti við málmblönduna getur betrumbætt steypt korn og dregið úr tilhneigingu til að mynda sprungur við steypu.
Zr: Lítið magn af Zr hefur svipuð áhrif og Ti, fínpússar steypt korn, dregur úr sprungutilhneigingu í steypu og suðu og bætir mýktleika hleifa og soðna samskeyti. Að bæta við Zr hefur ekki áhrif á styrk kalda vansköpuðra vara sem innihalda Mn málmblöndur
Það bætir lítillega styrk Mn-frjáls málmblöndur. Si: Fyrir Al-Cu-Mg málmblöndur með Mg innihald minna en 1,0%, getur Si innihald yfir 0.5% bætt hraða og styrk gerviöldrunar án þess að hafa áhrif á náttúrulega öldrun. Vegna þess að Si og Mg mynda Mg2Si fasa er það gagnlegt fyrir gervi öldrunaráhrifin. Hins vegar, þegar Mg-innihaldið er aukið í 1,5%, eftir að náttúruleg öldrun eða gerviöldrunarmeðferð hefur verið slökkt, minnkar styrkur og hitaþol málmblöndunnar með aukningu á Si-innihaldi. Þess vegna ætti að minnka Si innihald eins mikið og mögulegt er. Auk þess mun aukning á Si innihaldi auka tilhneigingu málmblöndur eins og 2A12 og 2A06 til að mynda sprungur við steypu og draga úr mýkt við hnoð. Þess vegna er Si-innihaldið í málmblöndunni almennt takmarkað við minna en 0,5%. Fyrir málmblöndur sem krefjast mikillar mýktar ætti Si innihaldið að vera lægra.
Fe: Fe og Al mynda FeAl3 efnasambönd og leysast upp í efnasamböndum sem myndast af frumefnum eins og Cu, Mn og Si. Þessi grófu efnasambönd sem leysast ekki upp í föstu lausninni draga úr mýktleika málmblöndunnar og málmblöndunni er hætt við að sprunga við aflögun. Og styrkingaráhrifin minnka verulega. Lítið magn af Fe (minna en 0.25%) hefur lítil áhrif á vélræna eiginleika málmblöndunnar, bætir sprungumyndun við steypu og suðu, en dregur úr náttúrulegri öldrun. Til að fá mjög plastefni ætti Fe og Si innihald í málmblöndunni að vera eins lágt og mögulegt er.
Zn: Lítið magn af Zn ({{0}}.1%~0.5%) hefur lítil áhrif á vélræna eiginleika Al-Cu-Mg málmblöndur við stofuhita, en dregur úr hitaþol málmblöndunnar. Zn innihald í málmblöndunni ætti að vera takmarkað við minna en 0,3%.
② Al-Cu-Mg-Fe-Ni málmblöndur Helstu málmblöndur þessarar málmblöndur eru 2A70, 2A80, 2A90 osfrv.Hlutverk hvers málmblöndu er sem hér segir.
Cu og Mg: Áhrif Cu og Mg innihalds á stofuhitastyrk og hitaþol ofangreindra málmblöndur eru svipuð og AI-Cu-Mg málmblöndur. Þar sem Cu- og Mg-innihaldið í þessari málmblönduröð er lægra en í AI-Cu-Mg málmblöndunni er málmblönduna staðsett á a+ S (AlCuMg) tveggja fasa svæðinu, þannig að málmblönduna hefur hærri stofuhitastyrk og góðan hita viðnám; þar að auki, þegar Cu innihaldið er lágt, hefur lágstyrkslausnin á föstu formi litla tilhneigingu til að brotna niður, sem er gagnleg fyrir hitaþol málmblöndunnar.
Ni: Ni og Cu í málmblöndunni geta myndað óleysanlegt þrískipt efnasamband. Þegar Ni innihaldið er lágt myndast (AICuNi) og þegar Ni innihaldið er hátt myndast Al3(CuNi)2. Þess vegna getur tilvist Ni dregið úr styrk Cu í föstu lausninni. Mælingarniðurstöður grindarfastans í slökktu ástandi sanna einnig eyðingu Cu leystu atóma í blönduðu föstu lausninni. Þegar Fe-innihaldið er mjög lágt getur aukningin á Ni-innihaldi dregið úr hörku málmblöndunnar og dregið úr styrkingaráhrifum málmblöndunnar.
Fe: Eins og Ni getur Fe einnig dregið úr styrk Cu í föstu lausninni. Þegar nikkelinnihaldið er mjög lágt minnkar hörku málmblöndunnar verulega í upphafi með aukningu á Fe-innihaldi, en þegar Fe-innihaldið nær ákveðnu gildi fer það að aukast aftur.
Ni og Fe: Þegar Fe og Ni er bætt við AICu2.2Mg1.65 málmblönduna á sama tíma, eru hörkubreytingareiginleikar við að slökkva á náttúrulegri öldrun, slökkva gerviöldrun, slökkva og glæðingu svipað og hámarksgildi birtist í stöðunni þar sem Ni og Fe innihald er svipað og grindarfasti í slökkviástandi virðist lágmarksgildi á þessum tímapunkti.
Þegar Fe innihaldið í málmblöndunni er meira en Ni innihaldið mun Al7Cu2Fe fasinn birtast. Þvert á móti, þegar Ni-innihaldið í málmblöndunni er meira en Fe-innihaldið, mun AlCuNi-fasinn birtast. Útlit ofangreinds Cu-innihalds þrefaldur fasa dregur úr Cu innihald í föstu lausninni. Aðeins þegar Fe og Ni innihald eru jöfn myndast allir AlgFeNi fasar. Í þessu tilviki, þar sem ekkert umfram Fe eða Ni er til að mynda óleysanlegan Cu-innihaldsfasa, myndar Cu í málmblöndunni ekki aðeins S (Al2CuMg) fasann, heldur eykur styrkinn af Cu í föstu lausninni, sem er gagnlegt til að bæta styrk málmblöndunnar og hitaþol þess.
Fe og Ni innihald getur haft áhrif á hitaþol málmblöndunnar. AlgFeNi fasinn er hart og brothætt efnasamband með mjög litla leysni í Al. Eftir smíða og hitameðferð, þegar þau eru dreifð og dreift í uppbyggingu, geta þau bætt hitaþol málmblöndunnar verulega. Til dæmis inniheldur AICu2.2Mg1.65 álfelgur 1.0% Ni og álfelgur með 0.7%~0.9% Fe hefur hæsta varanlega styrkleikagildið.
Si: Að bæta 0,5% til 1,2% Si við 2A80 málmblöndu bætir stofuhitastyrk málmblöndunnar, en dregur úr hitaþol málmblöndunnar.
Með því að bæta {{0}}.02%~0.1% Ti við Ti:2A70 málmblöndunni fínpússar kornin sem steypt er og bætir frammistöðu smíðaferlisins, sem er gagnlegt fyrir hitaþol, en hefur lítil áhrif á frammistöðu stofuhita.
③ Al-Cu-Mn álfelgur. Helstu málmblöndur þessarar málmblöndur eru 2A16, 2A17 osfrv.
Hlutverk helstu málmblöndunnar eru sem hér segir.
Cu: Við stofuhita og háan hita, þegar Cu innihaldið eykst, eykst styrkur málmblöndunnar. Þegar Cu-innihaldið nær 5.0% er styrkleiki málmblöndunnar nálægt hámarksgildinu. Að auki getur Cu bætt suðuframmistöðu málmblöndunnar.
Mn: Mn er aðalþátturinn til að bæta hitaþolna málmblönduna. Það eykur virkjunarorku atóma í föstu lausninni, dregur úr dreifingarstuðli leystu atóma og niðurbrotshraða föstu lausnarinnar. Þegar fasta lausnin brotnar niður er myndun og vaxtarferli útfellda fasans T (Al2oCu2Mn3) fasans einnig mjög hægur, þannig að málmblönduna er einnig mjög stöðugt þegar það er hitað í langan tíma við ákveðinn háan hita. Með því að bæta við viðeigandi Mn (0.6%~0.8%) getur það bætt stofuhitastyrk og þolstyrk málmblöndunnar í slökkvi- og náttúrulegri öldrun. Hins vegar, ef Mn innihaldið er of hátt, eykst T-fasinn, viðmótið eykst, dreifingaráhrifum er hraðað og hitaþol málmblöndunnar minnkar. Að auki getur Mn einnig dregið úr sprungutilhneigingu við álsuðu.
Snefilefnin sem bætt er við Al-Cu-Mn málmblönduna eru Mg, Ti og Zr, en helstu óhreinindin eru Fe, Si, Zn o.s.frv., og áhrif þeirra eru sem hér segir.
Mg: Þegar innihald Cu og Mn í 2A16 álfelgur helst óbreytt, er 0.25%~0.45% Mg bætt við til að mynda 2A17 álfelgur. Mg getur bætt stofuhitastyrk málmblöndunnar og bætt hitaþol undir 150~225 gráður. Hins vegar, þegar hitastigið hækkar frekar, minnkar styrkur málmblöndunnar verulega. Hins vegar getur Mg bætt við suðuafköstum málmblöndunnar, þannig að í 2A16 málmblöndunni sem notuð er til hitaþolinnar suðuhæfni, ætti innihald óhreininda Mg ekki að fara yfir 0.05%. Ti: Ti getur betrumbætt steypt korn, aukið endurkristöllunarhitastig málmblöndunnar, dregið úr niðurbrotstilhneigingu yfirmettuðu föstu lausnarinnar og stöðugt uppbyggingu málmblöndunnar við háan hita. Hins vegar, þegar Ti-innihaldið er meira en {{20}},3%, myndast gróf nállaga TiAls efnasambönd, sem dregur úr hitaþol málmblöndunnar. Ti-innihald málmblöndunnar er tilgreint sem 0,1%~0,2%. Zr: Þegar 0,1% ~ 0,25% Zr er bætt við 2219 álfelgur er hægt að betrumbæta kornin og auka endurkristöllunarhitastig og stöðugleika fasta lausnar málmblöndunnar, þannig að bæta hitaþol málmblöndunnar og bæta suðuhæfni málmblöndunnar. álfelgur og mýkt suðunnar. Hins vegar, þegar Zr innihaldið er hátt, er hægt að mynda brothættari efnasambönd ZrAl3.
Fe: Þegar Fe innihaldið í málmblöndunni fer yfir {{0}}.45%, myndast óleysanleg fasi AlCu2Fe, sem getur dregið úr vélrænni eiginleikum málmblöndunnar í slökkvi- og öldrunarástandi og þolþol kl. 300 gráður. Því ætti að takmarka Fe innihaldið við minna en 0,3%.
Si: Lítið magn af Si ({{0}},4%) hefur engin augljós áhrif á vélrænni eiginleika stofuhita, en dregur úr þolstyrk við 300 gráður. Þegar Si innihaldið fer yfir 0,4% mun vélrænni eiginleikar málmblöndunnar við herbergishita minnka. Þess vegna er Si innihaldið takmarkað við minna en 0,3%.
Zn: Lítið magn af Zn ({{0}}}.3%) hefur engin áhrif á stofuhita eiginleika málmblöndunnar, en það getur flýtt fyrir dreifingarhraða Cu í Al og dregið úr þolstyrk álfelgur við 300 gráður, svo það er takmarkað við minna en 0,1%.
Hverjar eru tegundir og notkun 2xxx röð álblöndur?
Álfelgur 2011
Tegundir: vírteikningarrör, kaldunnir stangir, kaldunnar vírar
Notkun: skrúfur og vélaðar vörur sem krefjast góðs skurðar
Álfelgur 2014
Tegundir: plötur, þykkar plötur, dregnar rör, pressaðar rör, stangir, snið, vír, kaldunnið stangir, kaldvinnið vír, smíðar
Notkun: notað í forritum sem krefjast mikils styrks og hörku (þar á meðal hátt hitastig). Þungar smíðar, þykkar plötur og útpressuð efni eru notuð í burðarhluti flugvéla, fyrsta þrepa eldsneytistanka og geimfarshluta í fjölþrepa eldflaugum, hjól, vörubílagrinda og fjöðrunarkerfishluta.
Álfelgur 2017
Tegundir: plötur, pressuðu snið, kaldunnar stangir, kaldunnar vírar, hnoðvírar, smíðar
Notkun: Það er fyrsta 2XXX röð álfelgur sem er notað í iðnaði. Núverandi notkunarsvið þess er tiltölulega þröngt, aðallega hnoð, almennir vélahlutir, flugvélar, skip, flutningar, byggingarhlutar, burðarhlutar til flutningabifreiða, skrúfur og fylgihlutir
Ál 2024
Afbrigði: Plötur, þykkar plötur, dregnar rör, pressuðu rör, prófílar, stangir, vírar, kaldunnar stangir, kaldunnar vírar, hnoðvírar
Notkun: Mannvirki flugvéla (skinn, rammar, rifbein, þil o.s.frv.), hnoð, eldflaugaíhlutir, vörubílahjól, skrúfuíhlutir og aðrir ýmsar burðarhlutar
Ál 2036
Afbrigði: Yfirbyggingarplötur fyrir bíla
Notkun: Bílahlutar úr málmplötum
álfelgur 2048
Afbrigði: Diskar
Notkun: burðarhlutar í loftrými og burðarhlutar fyrir vopn
álfelgur 2117
Afbrigði: Kalt unnar stangir og vírar, hnoðvírar
Notkun: Notað sem hnoð fyrir burðarhluta með vinnuhitastig sem fer ekki yfir 100 gráður
álfelgur 2124
Afbrigði: Þykkir plötur
Notkun: Uppbyggingarhlutir fyrir loftrými
álfelgur 2218
Afbrigði: Smíði, þynnur
Notkun: Flugvélahreyfla og dísilhreyfla stimplar, strokkahausar flugvélahreyfla, þotuhreyflahjól og þjöppuhringir
álfelgur 2219
Afbrigði: Plötur, þykkar plötur, þynnur, pressuðu rör, snið, stangir, vírar, kaldunnar stangir, smíðar
Notkun: Geimeldflaugarsuðutankar og eldsneytisgeymar, yfirhljóðhúð og burðarhlutar fyrir loftfar, rekstrarhitastig -270~300 gráður. Góð suðuhæfni, mikil brotþol, mikil viðnám gegn tæringarsprungum í T8 ástandi
álfelgur 2319
Fjölbreytni: Vír
Notkun: Suðustangir og fylliefni til suðu 2219 álfelgur
álfelgur 2618
Fjölbreytni: Þykkir plötur, útpressaðar stangir, smíðar og smíðar
Notkun: Vélarhólkar og aðrir hlutar, svo og hitaþolnir hlutar sem þurfa að vinna við 150 ~ 250 gráður. Þykkar plötur eru notaðar sem flugvélaskinn, stangir, járnsmíði og ókeypis smíðar eru notaðar til að búa til stimpla, flug
Blöndun 2A01
Fjölbreytni: Kalt unnir stangir og vírar, hnoðvírar
Notkun: Notað sem hnoð fyrir burðarhluta með vinnuhitastig sem fer ekki yfir 100 gráður
Blöndun 2A02
Fjölbreytni: Barir, smíðar
Notkun: Ásþjöppublöð, hjól og diskar túrbóþotuvéla með vinnuhitastig 200 ~ 300 gráður
Blöndun 2A04
Fjölbreytni: Hnoðvírar
Notkun: Notað til að búa til hnoð fyrir burðarhluta með vinnuhitastig 120 ~ 250 gráður
Ál 2A06
Fjölbreytni: Plata, pressað snið, hnoðvír
Notkun: Byggingarhlutar flugvéla með vinnuhitastig 150 ~ 250 gráður og hnoð fyrir burðarvirki flugvéla með vinnuhitastig 125 ~ 250 gráður
Ál 2A10
Fjölbreytni: Hnoðvír
Notkun: Meiri styrkur en 2A01 álfelgur, notað til að framleiða burðarhnoð flugvéla með vinnuhita minna en eða jafnt og 100 gráður
Ál 2A50
Fjölbreytni: Smíði, stangir, plötur
Notkun: Meðalstyrkir hlutar með flóknum formum
Ál 2B50
Fjölbreytni: Smíði
Notkun: Þjöppuhjól flugvélar, stýrihjól, vifta, hjól osfrv.
Ál 2A90
Fjölbreytni: Útpressaðar stangir, smíðar og smíðar
Notkun: Flugvélarhlutar og aðrir hlutar með hátt vinnuhitastig, álfelgur er smám saman skipt út fyrir 2A70