خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2014

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2014 شامل مقاومت خوردگی قوی و هدایت الکتریکی بالا است و از این رو برای کارخانه تولید آلومینیوم مقاطع صنعتی، پلیت و انواع ورق بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. آلومینیوم آلیاژ 2014 یکی از آلیاژهای مهم سری 2000 آلومینیوم است که به دلیل مقاومت بالا و استحکام قابل توجه، در صنایع مختلف به‌ویژه هوافضا، خودروسازی و صنایع دفاعی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این آلیاژ با ترکیب مس به‌عنوان عنصر اصلی آلیاژی، خواصی را به دست می‌آورد که آن را برای کاربردهای سنگین و نیازمند مقاومت مکانیکی بالا مناسب می‌سازد.

قدرت این آلیاژ ها در دما های پایین تر افزایش می یابد و وقتی که این آلیاژ ها در معرض دمای بالا قرار می گیرند، استحکام آن از بین می رود.

آلیاژهای آلومینیوم آلیاژهای مناسب برای دمای کم هستند و به دمای بالا در محدوده بین 200 تا 250 درجه سانتیگراد (392-482°F) حساس هستند.

ترکیب شیمیایی آلومینیوم آلیاژ 2014

آلیاژ آلومینیوم 2014 عمدتاً از آلومینیوم تشکیل شده اما حاوی مقادیر قابل توجهی از مس، منگنز، منیزیم و سیلیسیم نیز است. این ترکیبات به این آلیاژ ویژگی‌های خاصی همچون استحکام بالا و مقاومت خوب در برابر دماهای بالا را می‌بخشند.

• مس: 3.9 تا 5 درصد
• منگنز: 0.4 تا 1.2 درصد
• منیزیم: 0.2 تا 0.8 درصد
• سیلیسیم: 0.5 تا 1.2 درصد
• آلومینیوم: مابقی ترکیب

به‌طور کلی، ترکیب شیمیایی این آلیاژ به شکل زیر است:

مشخصات فیزیکی آلومینیوم آلیاژ 2014

جدول زیر نشان می دهد که خواص فیزیکی آلومینیوم آلیاژ 2014 چگونه است.

ویژگی های مکانیکی آلومینیوم آلیاژ 2014

خواص مکانیکی آلومینیوم آلیاژ 2014 در جدول زیر نمایش داده می شود

خصوصیات مکانیکی و فیزیکی آلومینیوم 2014

1. استحکام کششی بالا

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های آلومینیوم 2014 استحکام کششی بالای آن است. این خاصیت باعث می‌شود که این آلیاژ در کاربردهایی که نیاز به مقاومت مکانیکی زیادی دارند، مانند قطعات هواپیما و سازه‌های خودرو، مورد استفاده قرار گیرد.

2. مقاومت در برابر حرارت

این آلیاژ مقاومت خوبی در برابر دماهای بالا دارد و می‌تواند خواص مکانیکی خود را حتی در شرایط حرارتی سخت حفظ کند. این ویژگی باعث شده که آلیاژ 2014 در صنایع هوافضا و موتورهای حرارتی محبوبیت بالایی داشته باشد.

3. قابلیت ماشین‌کاری عالی

آلومینیوم 2014 به‌دلیل ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی خاص خود، یکی از آلیاژهای آلومینیومی است که قابلیت ماشین‌کاری بسیار خوبی دارد. این ویژگی آن را برای تولید قطعات پیچیده و با دقت بالا مناسب می‌سازد.

4. مقاومت در برابر خستگی

آلیاژ 2014 به خوبی می‌تواند در برابر فشارهای مکرر و بارگذاری‌های متناوب مقاومت کند. این خاصیت مقاومت در برابر خستگی آن را برای کاربردهای دینامیک مناسب می‌کند.

خصوصیات حرارتی آلومینیوم آلیاژ 2014

خواص حرارتی آلومینیوم آلیاژ 2014 در جدول زیر داده شده است.

خواص		شرایط
		T (ºC)	رفتار
انبساط حرارتی	23 (10-6/ºC)	20-100	–
هدایت حرارتی	192 (W/mK)	25	O

شرایط عملیات حرارتی آلیاژ 2014 | Alclad 2014

برای انجام عملیات T6 برای محصولاتی مثل پلیت، سیم، راد، ورق آلومینیوم باید در دمای 160 درجه سانتیگراد، حدود 18 ساعت نگهداری شود. برای قطعات فورج لازم است، در دمای 171 درجه سانتیگراد به مدت 10 ساعت نگهداری شود. دمای انحلال سازی این آلیاژ 502 درجه سانتیگراد و دمای آنیلینگ آن 413 درجه سانتیگراد می باشد.

سایر مشخصه های آلومینیوم آلیاژ 2014

مواد مشابه به آلومینیوم آلیاژ 2014 در جدول زیر آمده است

ASTM B210	ASTM B211	ASTM B221	ASTM B241	ASTM B247
ASTM BB241	DIN 3.1255	MIL T-15089	QQ A-200/2	QQ A-225/4
QQ A-250/4	QQ A-367	SAE J454

آنیلینگ آلومینیوم آلیاژ 2014

آلومینیوم آلیاژ 2014 را می توان در دمای 413 درجه سانتیگراد (775 درجه فارنهایت) 2 تا 3 ساعت خنثی کرد. سپس آلیاژ هر ساعت بین 10 تا 260 درجه سانتیگراد (50 و 500 درجه فارنهایت) خنک می شود که به دنبال آن سرد شدن است.

جوشکاری آلیاژ 2014 آلومینیوم

روش قوس مصرفی گاز برای آلیاژ آلومینیوم 2014 توصیه می شود. میله های توپر یا آلیاژ 2017 یا آلیاژ 2014 در فرآیند جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرند. Fixturing برای حداقل استحکام تنظیم شده است، زیرا این آلیاژ در طی فرآیند جوشکاری دچار شکستگی می گردد.

فورجینگ آلومینیوم آلیاژ 2014

آلومینیوم آلیاژ 2014 می تواند بین 399 تا 454 درجه سانتیگراد (750-850°F) جعلی باشد.

فرم دهی آلومینیوم آلیاژ 2014

روش های متعارف برای فرم دهی آلومینیوم آلیاژ 2014 استفاده می شود. فرآیند تشکیل در T3 یا T4 انجام می شود و شعاع خمش تنگ برای این فرایند جوشکاری توصیه نمی شود.

ویژگی ماشینکاری آلومینیوم آلیاژ 2014 

آلومینیوم آلیاژ 2014 دارای قابلیت کارکرد ماشینکاری در شرایط خنثی است و استفاده از نفت سفید یا روغن برای این فرآیند ماشینکاری توصیه می شود. استفاده از غلتک 20 درجه، صاف کردن 10 درجه و 15 درجه غلتک بالا، ضروری است برای برش و تراشکاری.

عملیات حرارتی آلومینیوم آلیاژ 2014 

آلیاژ آلومینیوم 2014 آلیاژی با دمای 502 درجه سانتیگراد (935°F) تحت حرارت قرار می گیرد و سپس خنک می شود. در نتیجه این عملیات حرارتی دمای T4 تولید می شود.

سخت شدن آلومینیوم آلیاژ 2014 

این آلیاژ توسط یک عملیات حرارتی بارش در 502 درجه سانتی گراد (935 درجه فارنهایت) سخت شده است. این آلیاژ پس از آن آب رقیق شده و در نتیجه تولید حرارت T4 تولید می شود.

کار سرد اضافی پس از فرایند سخت شدن این آلیاژ، باعث افزایش دما می شود. T6511 و T6510 طبع توسط عملیات حرارتی در 160 درجه سانتی گراد (320 درجه فارنهایت) تولید شده است.

کاربرد آلومینیوم آلیاژ  2014/Alclad 2014

از این آلیاژ برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و سختی زیاد در درجه حرارتهای بالا دارند استفاده می شود که به عنوان نمونه به موارد زیر می پردازیم:

• پروفیل های اکسترود شده
• ورق و قطعات فورج سنگین
• استفاده وسیع در قطعات هواپیما مثل چرخها، فیتینگها و سازه اصلی هواپیما
• قطعات مختلف در صنایع نظامی و دفاعی
• قطعات تعلیق خودرو
• فریم کامیون
• میله
• سیم
• لوله

تشریح کاربردهای آلومینیوم آلیاژ 2014

1. صنایع هوافضا

به‌دلیل استحکام بالا و مقاومت حرارتی عالی، آلیاژ آلومینیوم 2014 به‌طور گسترده در تولید قطعات هواپیماها و سازه‌های فضایی استفاده می‌شود. این آلیاژ به‌ویژه برای ساخت قطعاتی که تحت فشار زیاد هستند، مناسب است.

2. صنعت خودروسازی

در خودروسازی نیز از آلیاژ 2014 برای ساخت قطعاتی مانند شاسی و اجزای تعلیق خودرو استفاده می‌شود. استحکام و سبکی این آلیاژ باعث می‌شود خودروها سبک‌تر و در عین حال مقاوم‌تر شوند، که به بهبود کارایی سوخت و کاهش وزن کلی خودرو کمک می‌کند.

3. صنایع دفاعی

به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر شوک‌های حرارتی و مکانیکی، آلیاژ آلومینیوم 2014 در تولید تسلیحات نظامی و قطعات مقاوم در برابر فشار و دمای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

4. صنایع دریایی

هرچند آلیاژ 2014 نسبت به سایر آلیاژهای آلومینیوم مقاومت کمتری در برابر خوردگی دارد، اما در برخی کاربردهای دریایی که نیاز به استحکام بالا دارند، استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از آلیاژ آلومینیوم 2014

1. استحکام بالا

یکی از اصلی‌ترین مزایای آلیاژ 2014 استحکام کششی و مقاومت فشاری بالای آن است. این ویژگی این آلیاژ را برای کاربردهایی که نیاز به تحمل بارهای سنگین دارند، بسیار مناسب می‌سازد.

2. وزن سبک

مانند دیگر آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژ 2014 نیز بسیار سبک است. این وزن سبک در کنار استحکام بالا، آن را به انتخابی عالی برای صنایع حمل‌ونقل و هوافضا تبدیل کرده است.

3. ماشین‌کاری آسان

آلیاژ 2014 به راحتی قابل ماشین‌کاری است و این ویژگی آن را برای تولید قطعات دقیق و پیچیده ایده‌آل می‌کند. این قابلیت در کنار خواص مکانیکی عالی، باعث می‌شود تولیدکنندگان به‌راحتی از این آلیاژ در پروژه‌های مختلف استفاده کنند.

4. مقاومت در برابر حرارت

آلیاژ آلومینیوم 2014 در دماهای بالا مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد، که این ویژگی برای کاربردهای مرتبط با موتورهای حرارتی و صنایع مرتبط با دماهای بالا بسیار مهم است.

معایب آلومینیوم آلیاژ 2014

یکی از نقاط ضعف این آلیاژ، مقاومت نسبتاً پایین آن در برابر خوردگی است. به همین دلیل، برای کاربردهای دریایی یا محیط‌هایی با رطوبت بالا، باید از پوشش‌های محافظ یا آلیاژهای دیگر استفاده کرد. آلومینیوم آلیاژ 2014 از سری آلیاژ های گروه 2000 با ترکیب خواصی همچون استحکام بالا، قابلیت ماشین‌کاری عالی و مقاومت حرارتی، یکی از بهترین گزینه‌ها برای صنایع هوافضا، خودروسازی و دفاعی است. این آلیاژ با اینکه مقاومت کمی در برابر خوردگی دارد، اما در کاربردهایی که نیاز به استحکام و تحمل دماهای بالا دارند، بسیار مؤثر و کارآمد است. اگر به دنبال آلیاژی هستید که توانایی تحمل فشارهای سنگین و دماهای بالا را داشته باشد، آلومینیوم 2014 می‌تواند یکی از بهترین انتخاب‌ها باشد.