Identificazione e designazione delle leghe
AlCuMg2 è la designazione tedesca delle leghe forgiate-per la famiglia-trattabile termicamente di Al-Cu-Mg registrata come 2024 nel sistema dell'Aluminium Association e come 2A12 nel sistema GB cinese. Il rame è il principale elemento rinforzante, il magnesio fornisce la risposta all'invecchiamento-indurente e il manganese controlla la struttura dei grani e limita la perdita di resistenza a temperature moderatamente elevate. Il grado è un classico alluminio duro ad alta-resistenza: è sufficientemente morbido da poter essere formato allo stato ricotto e quindi indurito mediante trattamento di solubilizzazione più invecchiamento naturale o artificiale. Viene normalmente stoccato come barra estrusa tonda, quadra ed esagonale, come lamiera laminata e come tubo trafilato o estruso.
Composizione chimica registrata
I limiti di composizione per il grado AlCuMg2 / 2024 / 2A12, registrati in GB/T 3190 e coerenti con gli intervalli pubblicati in EN 573-3, sono riportati di seguito in percentuale in massa.
| Elemento | Limite (in peso%) | Funzione |
|---|---|---|
| Cu | 3.8 - 4.9 | Rinforzante primario |
| Mg | 1.2 - 1.8 | Risposta all'invecchiamento-indurente |
| Mn | 0.30 - 0.9 | Controllo del grano, resistenza al caldo |
| Sì | 0,50 massimo | Controllo delle impurità |
| Fe | 0,50 massimo | Controllo delle impurità |
| Zn | 0,30 massimo | Controllo delle impurità |
| Ti | 0,15 massimo | Affinamento del grano fuso |
| Ni | 0,10 massimo | Controllo delle impurità |
| Altri | 0,05 ciascuno, 0,15 totale | Limiti residui |
| Al | Bilancia | Matrice |
Proprietà meccaniche per forma di prodotto
Nello stato T351/T4, la barra e l'asta prodotte secondo ASTM B211 sono specificate con una resistenza alla trazione minima di 470 MPa (68 ksi) e una resistenza allo snervamento minima di 325 MPa (47 ksi) nell'intervallo comune di diametri piccoli-. La lamiera laminata conforme a ASTM B209 presenta gli stessi valori minimi di 470 MPa/325 MPa per T351, testati in direzione longitudinale. Nello stato ricotto O il prodotto è volutamente morbido, con una resistenza alla trazione tipica inferiore a 250 MPa, motivo per cui la formatura e la piegatura vengono eseguite prima del trattamento termico finale anziché dopo lo stesso. Le proprietà sono verificate su provini di tensione testati secondo ASTM E8.
Pratica del trattamento termico
Il trattamento della soluzione viene effettuato a 495-505 gradi C seguito da un raffreddamento in acqua; l'invecchiamento artificiale viene quindi eseguito a 185-195 gradi C per 6-12 ore e raffreddato ad aria. Laddove invece si utilizza l'invecchiamento naturale, le piene proprietà si sviluppano dopo circa 96 ore a temperatura ambiente. La velocità di raffreddamento è la variabile critica: la tempra lenta, o tempra di sezioni spesse con basso rapporto superficie-volume, promuove l'attacco intergranulare e riduce le prestazioni di corrosione della parte finita anche quando i risultati di trazione sono ancora conformi.
Forme, dimensioni e specifiche applicabili
La barra e il profilo estrusi sono forniti secondo ASTM B221, il tubo trafilato senza saldatura secondo ASTM B210, il tubo estruso secondo ASTM B241 e la piastra laminata secondo ASTM B209. Rettilineità, tolleranza del diametro e tolleranza della lunghezza seguono le tabelle dimensionali delle specifiche pertinenti e i requisiti delle proprietà di trazione sono presi dallo stesso documento in modo che la verifica di forma e proprietà rimanga coerente. La barra viene comunemente fornita nella gamma di dimensioni in cui le proprietà longitudinali specificate sono dimostrate su campioni prelevati da sezioni fino a 22 mm di diametro.
Corrosione, lavorazione meccanica e giunzione
La resistenza alla corrosione atmosferica è moderata e la lega è solitamente anodizzata, verniciata o protetta da uno strato metallurgico di alluminio di purezza 1xxx- sulla superficie finita. Il comportamento della saldatura a punti è buono, ma la saldatura ad arco con gas e argon tende a produrre fessurazioni intergranulari nella zona-influenzata dal calore, pertanto gli assemblaggi saldati vengono normalmente riprogettati per il fissaggio meccanico o la rivettatura. La lavorabilità è buona allo stato-lavorato e invecchiato a freddo, mentre è scarsa allo stato ricotto, il che rende la lavorazione finale un'operazione di post-invecchiamento.
Applicazioni tipiche
Gli usi tipici includono raccordi strutturali per aeromobili, rivetti, collettori idraulici, telai di camion e rimorchi, stampi, maschere e componenti di macchine con carico elevato-dove è richiesto il rapporto resistenza-e-peso del materiale di classe 2024 e le temperature di servizio rimangono inferiori a circa 120 gradi C.
Domande frequenti
Q:AICuMg2 è la stessa lega di 2024 e 2A12?
R: Sì. AlCuMg2 è la vecchia designazione tedesca, 2024 è la registrazione dell'Aluminium Association e 2A12 è la registrazione GB; i tre condividono gli stessi intervalli di rame e magnesio elencati nella tabella della composizione.
Q:Quale resistenza minima dovrebbe essere prevista per il temperamento T351?
R: Barra, asta e piastra sono specificate con una resistenza alla trazione minima di 470 MPa (68 ksi) e una resistenza allo snervamento minima di 325 MPa (47 ksi) se testate longitudinalmente secondo i requisiti di ASTM B211 o ASTM B209.
Q:Perché la lega necessita di anodizzazione o rivestimento?
R: Poiché la resistenza alla corrosione in condizioni non rivestite è solo moderata, vengono utilizzati film anodici, sistemi di verniciatura o uno strato superficiale di alluminio di elevata purezza-incollato per proteggere il componente finito in ambienti esterni e-in servizio marino.
Q:È possibile saldare l'asta e la piastra senza rompersi?
R: La saldatura ad arco di gas e argon comporta un rischio reale di cricche intergranulari nella zona-influenzata dal calore; la saldatura a punti a resistenza funziona bene e, laddove la saldatura per fusione è inevitabile, la progettazione del giunto e la scelta del riempitivo devono essere qualificate mediante prove meccaniche.
Q:Quali stati vengono normalmente forniti?
A: O per formatura e T351 o T4 per componenti che necessitano della massima resistenza; L'invecchiamento artificiale di tipo T6 viene utilizzato laddove la stabilità dimensionale a temperature di servizio leggermente elevate conta più della duttilità di picco.
Q:Come deve essere lavorato il materiale?
A: Macchina dopo l'invecchiamento, non allo stato ricotto. Lo stato invecchiato garantisce una formazione pulita del truciolo e una buona finitura superficiale, mentre lo stato morbido O si strappa e produce finiture scadenti.