خواص و کاربرد آلیاژ های آلومینیوم سری 2000
خواص و کاربرد آلیاژ های آلومینیوم سری 2000 را در این مقاله مطالعه نمایید.
به دلیل استحکام بالا، این آلیاژها به صورت محصولات مختلفی در کارخانه آلومینیوم تولید می شود که در صنایع فضایی و هواپیما ها (آلیاژ 2024) و در بدنه کامیون ها (آلیاژ 2014) و سازه های تحت دمای بالا کاربرد دارند.
آلیاژهای 2219 و 2048 از این گروه به آسانی جوشکاری می شوند و به همین دلیل در هواپیماها و صنایع هوایی کاربرد دارند.
آلیاژ 2195 به عنوان آلیاژ جدید این گروه به دلیل داشتن مدول الاستیک بالا همراه با استحکام بالا و قابلیت جوشکاری، کاربرد فراوانی یافته است.
برخی دیگر از آلیاژهای این گروه مانند 2011, 2017, 2117 برای ساخت اتصالات، پیچها و پرچ ها استفاده می شوند.
آلومینیوم آلیاژی گروه 2000: خواص، کاربردها و مقایسه با آلیاژهای مشابه
آلومینیوم آلیاژی گروه 2000 یکی از گروههای مهم و پرکاربرد در خانواده آلیاژهای آلومینیوم است که به دلیل داشتن استحکام بالا، در بسیاری از صنایع بهویژه هوافضا و صنایع نظامی مورد استفاده قرار میگیرد.
این گروه از آلیاژها معمولاً با مس (Cu) آلیاژ شده و خواص مکانیکی بالایی دارند، اما در مقابل مقاومت به خوردگی کمتری نسبت به آلیاژهای دیگر مانند سری 5000 و 6000 دارند.
در این مقاله به بررسی ویژگیهای آلیاژهای گروه 2000، کاربردهای آنها و مقایسه آنها با آلیاژهای مشابه مانند گروه 6000 و 7000 میپردازیم.
گروه 2xxx : آلیاژهای Al – Cu
آلیاژهای گروه 2xxx عملیات حرارتی پذیر، دارای ترکیب خوبی از استحکام بالا (خصوصا در درجه حرارتهای بالا) و چقرمگی بالا هستند و در حالات خاصی قابلیت جوشکاری خوبی نیز دارند.
مقاومت به خوردگی آلیاژهای گروه 2xxx در اتمسفر کم است و به همین دلیل معمولا رنگ شده یا پوشش داده می شوند.
خواص مکانیکی این گروه با عملیات حرارتی رسوب سختی افزایش یافته و حتی گاهی به خواصی فراتر از فولادهای کم کربن می رسد.
ترکیب شیمیایی و خواص آلیاژهای گروه 2000
آلیاژهای آلومینیوم گروه 2000 بهطور عمده حاوی درصد قابلتوجهی از مس بهعنوان عنصر آلیاژی اصلی هستند.
این ترکیب باعث بهبود خواص مکانیکی و استحکام این آلیاژها میشود، اما در عین حال مقاومت آنها را در برابر خوردگی کاهش میدهد. برخی از رایجترین آلیاژهای این گروه شامل 2024، 2011، 2014 و 2219 هستند. در زیر ترکیب شیمیایی برخی از این آلیاژها آورده شده است:
انواع آلیاژ آلومینیوم سری 2000 و عناصر آلیاژی این گروه
| آلیاژ | مقدار آلومینیوم | عناصر آلیاژی |
| 2004 | 93.6 | Cu 6.0; Zr 0.4 |
| 2011 | 93.7 | Cu 5.5; Bi 0.4; Pb 0.4 |
| 2014 | 93.5 | Cu 4.4; Si 0.8; Mn 0.8; Mg 0.5 |
| 2017 | 94.2 | Cu 4.0; Si 0.5; Mn 0.7; Mg 0.6 |
| 2020 | 93.4 | Cu 4.5; Li 1.3; Mn 0.55; Cd 0.25 |
| 2024 | 93.5 | Cu 4.4; Mn 0.6; Mg 1.5 |
| 2029 | 94.6 | Cu 3.6; Mn 0.3; Mg 1.0; Ag 0.4; Zr 0.1 |
| 2030 | 90.8 | Cu 4.5; Zn 0.5; Mn 1; Mg 0.7; Fe 0.1 |
| 2036 | 96.7 | Cu 2.6; Mn 0.25; Mg 0.45 |
| 2048 | 94.8 | Cu 3.3; Mn 0.4; Mg 1.5 |
| 2055 | 93.5 | Cu 3.7; Zn 0.5; Li 1.1; Ag 0.4;Mn 0.2; Mg 0.3; Zr 0.1 |
| 2080 | 94 | Mg 3.7; Zn 1.85; Cr 0.2; Li 0.2 |
| 2090 | 95 | Cu 2.7; Li 2.2; Zr 0.12 |
| 2091 | 94.3 | Cu 2.1; Li 2.0; Mg 1.5; Zr 0.1 |
| 2094 | Si 0.12; Fe 0.15; Cu 4.4–5.2; Mn 0.25; Mg 0.25–0.8; Zn 0.25; Ti 0.10; Ag 0.25–0.6; Li 0.7–1.4; Zr 0.04–0.18 | |
| 2095 | 93.6 | Cu 4.2; Li 1.3; Mg 0.4; Ag 0.4; Zr 0.1 |
| 2097 | Si 0.12; Fe 0.15; Cu 2.5–3.1; Mn 0.10–0.6; Mg 0.35; Zn 0.35; Ti 0.15; Li 1.2–1.8; Zr 0.08–0.15 | |
| 2098 | Si 0.12; Fe 0.15; Cu 2.3–3.8; Mn 0.35; Mg 0.25–0.8; Zn 0.35; Ti 0.10; Ag 0.25–0.6; Li 2.4–2.8; Zr 0.04–0.18 | |
| 2099 | 94.3 | Cu 2.53; Mn 0.3; Mg 0.25; Li 1.75; Zn 0.75; Zr 0.09 |
| 2124 | 93.5 | Cu 4.4; Mn 0.6; Mg 1.5 |
| 2195 | 93.5 | Cu 4.0; Mn 0.5; Mg 0.45; Li 1.0; Ag 0.4; Zr 0.12 |
| 2196 | Si 0.12; Fe 0.15; Cu 2.5–3.3; Mn 0.35; Mg 0.25–0.8; Zn 0.35; Ti 0.10; Ag 0.25–0.6; Li 1.4–2.1; Zr 0.08–0.16[11] | |
| 2197 | Si 0.10; Fe 0.10; Cu 2.5–3.1; Mn 0.10–0.50; Mg 0.25; Zn 0.05; Ti 0.12; Li 1.3–1.7; Zr 0.08–0.15 | |
| 2198 | ||
| 2218 | 92.2 | Cu 4.0; Mg 1.5; Fe 1.0; Si 0.9; Zn 0.25; Mn 0.2 |
| 2219 | 93 | Cu 6.3; Mn 0.3;Ti 0.06; V 0.1; Zr 0.18 |
| 2297 | Si 0.10; Fe 0.10; Cu 2.5–3.1; Mn 0.10–0.50; Mg 0.25; Zn 0.05; Ti 0.12; Li 1.1–1.7; Zr 0.08–0.15 | |
| 2397 | Si 0.10; Fe 0.10; Cu 2.5–3.1; Mn 0.10–0.50; Mg 0.25; Zn 0.05–0.15; Ti 0.12; Li 1.1–1.7; Zr 0.08–0.15 | |
| 2224&2324 | 93.8 | Cu 4.1; Mn 0.6; Mg 1.5 |
| 2319 | 93 | Cu 6.3; Mn 0.3; Ti 0.15; V 0.1; Zr 0.18 |
| 2519 | 93 | Cu 5.8; Mg 0.2; Ti 0.15; V 0.1; Zr 0.2 |
| 2524 | 93.8 | Cu 4.2; Mn 0.6; Mg 1.4 |
| 2618 | 93.7 | Cu 2.3; Si 0.18; Mg 1.6; Ti 0.07; Fe 1.1; Ni 1.0 |
پرکاربردترین آلیاژهای سری 2000 آلومینیوم
آلیاژ 2024
این آلیاژ از مس (Cu) بهعنوان عنصر آلیاژی اصلی بههمراه منیزیم (Mg) و منگنز (Mn) تشکیل شده است. ترکیب درصدی این آلیاژ بهصورت زیر است:
- مس: 3.8 تا 4.9 درصد
- منیزیم: 1.2 تا 1.8 درصد
- منگنز: 0.3 تا 0.9 درصد
آلیاژ 2011
دارای درصد بالای مس است که آن را به یک آلیاژ مناسب برای ماشینکاری سریع تبدیل میکند. این آلیاژ بهدلیل قابلیت ماشینکاری بالا، در تولید پیچ و مهره و قطعات کوچک فلزی کاربرد دارد.
آلیاژ 2014
این آلیاژ به دلیل ترکیب مناسبی از مس، منیزیم و سیلیسیم، استحکام کششی و مقاومت بالایی دارد و معمولاً در تولید قطعاتی که به استحکام و سختی بالا نیاز دارند، بهکار میرود.
خواص مکانیکی و فیزیکی آلیاژهای گروه 2000
آلیاژهای گروه 2000 به دلیل حضور مس، استحکام کششی و تسلیم بالایی دارند که این ویژگی آنها را برای کاربردهای سازهای که نیاز به تحمل بارهای سنگین دارند، ایدهآل میکند.
بهعنوان مثال، آلیاژ 2024 در شرایط عملیات حرارتی T3، دارای استحکام کششی 470 مگاپاسکال و استحکام تسلیم 325 مگاپاسکال است. این خواص، 2024 را برای کاربردهای هوایی و ساختارهای پیچیده مناسب میکند.
از طرفی، مقاومت به خوردگی این آلیاژها نسبت به دیگر گروههای آلومینیوم، مانند سری 5000 و 6000، پایینتر است. به همین دلیل، در کاربردهایی که در معرض محیطهای خورنده قرار دارند، نیاز به استفاده از پوششها و محافظهای ویژه دارند.
خواص و کاربرد آلیاژ های آلومینیوم سری 2000
- عنصر آلیاژی اصلی : مس
- عملیات حرارتی پذیر
- استحکام بالا در دمای اتاق و دماهای بالاتر
- کاربرد در صنایع هوا – فضا و حمل و نقل
- معروفترین آلیاژی این گروه : 2014, 2017, 2024, 2219, 2195
کاربردهای آلیاژهای گروه 2000
آلیاژهای گروه 2000 به دلیل خواص مکانیکی بالا و تحمل بارهای سنگین، در صنایعی که نیاز به استحکام و مقاومت بالا دارند، بهکار میروند. برخی از کاربردهای این آلیاژها عبارتند از:
- صنعت هوافضا: برای ساخت قطعات بدنه و اجزای داخلی هواپیماها بهکار میروند.
- صنایع نظامی: در تولید قطعات خودروهای زرهی و ادوات جنگی استفاده میشوند.
- ماشینکاری سریع: آلیاژ 2011 به دلیل قابلیت ماشینکاری بالا، در تولید پیچ و مهره و اتصالات فلزی بهکار میرود.
- صنعت خودرو: در ساخت اجزای موتور و قطعاتی که نیاز به استحکام و مقاومت بالا دارند، مانند شاسی خودروها.
مقایسه آلیاژهای گروه 2000 با آلیاژهای گروه 6000 و 7000
برای درک بهتر ویژگیها و کاربردهای آلیاژهای گروه 2000، آنها را با دو گروه دیگر از آلیاژهای پرکاربرد آلومینیوم، یعنی گروه 6000 و 7000، مقایسه میکنیم:
-
آلیاژهای گروه 6000:
آلیاژهای سری 6000، مانند 6061 و 6063، معمولاً با منیزیم و سیلیسیم آلیاژ میشوند و به دلیل تعادل بین استحکام، شکلپذیری و مقاومت به خوردگی، در بسیاری از صنایع بهکار میروند. در مقایسه با گروه 2000، آلیاژهای 6000 استحکام کمتری دارند، اما مقاومت آنها در برابر خوردگی و قابلیت جوشکاری بالاتری دارد. به همین دلیل، در کاربردهای عمومیتر و ساختمانسازی از آلیاژهای سری 6000 استفاده میشود.
-
آلیاژهای گروه 7000:
آلیاژهای سری 7000 مانند 7075، که به دلیل وجود روی (Zn) و مس آلیاژ شدهاند، بهعنوان یکی از قویترین آلیاژهای آلومینیوم شناخته میشوند.
این آلیاژها، بهویژه در صنایع هوافضا و نظامی که به استحکام بسیار بالا نیاز دارند، استفاده میشوند. در مقایسه با گروه 2000، آلیاژهای 7000 استحکام کششی بیشتری دارند، اما مقاومت به خوردگی آنها نیز پایینتر است. همچنین، این آلیاژها معمولاً جوشپذیری کمتری نسبت به سری 2000 دارند.
خواص و کاربرد آلیاژ های آلومینیوم سری 2000 در یک کلام
آلیاژهای آلومینیوم گروه 2000 به دلیل خواص مکانیکی بالا، در کاربردهایی که نیاز به استحکام و مقاومت بالا دارند، بهویژه در صنایع هوافضا و نظامی، مورد استفاده قرار میگیرند.
در مقایسه با آلیاژهای گروه 6000 و 7000، این آلیاژها استحکام بیشتری نسبت به گروه 6000 دارند، اما از نظر مقاومت به خوردگی و شکلپذیری در سطح پایینتری قرار میگیرند.
در مقابل، آلیاژهای گروه 7000 استحکام بالاتری دارند، اما در مقایسه با گروه 2000، مقاومت به خوردگی پایینتری داشته و معمولاً جوشپذیری ضعیفتری دارند.
در نهایت، انتخاب مناسبترین آلیاژ به نیازهای خاص هر پروژه و شرایط عملکردی آن بستگی خواهد داشت.
اراک – خیابان دانشگاه – ساختمان هاتف – طبقه سوم – واحد 4 – 086-33257316
واتساپ: 
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.