خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2090

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2090 را در این مقاله مشاهده فرمایید. از گرید 2090 آلومینیوم برای ساخت قطعات هواپیما استفاده می گردد.

آلومینیوم خالص یک فلز نقره ای سفید و درخشان است. از ویژگی های بارز این فلز وزن سبک آن است.

اگرچه آلیاژهای آلومینیوم قوی هستند ، اما می توان به راحتی کار کرد ، زیرا بسیار نرم و قابل انعطاف است.

آلیاژآلومینیوم 2090 یک آلیاژ ساخته شده با قابلیت حرارتی است که به راحتی قابل جوشکاری است.

آلومینیوم آلیاژی 2090: ویژگی‌ها، کاربردها و مقایسه با آلیاژهای مشابه

آلومینیوم ساخته شده در کارخانه آلومینیوم یکی از پرکاربردترین فلزات در صنایع مختلف است، اما خواص مکانیکی این فلز به تنهایی برای بسیاری از کاربردها کافی نیست. به همین دلیل، ترکیب آن با عناصر دیگر به صورت آلیاژهای مختلف انجام می‌شود تا کارایی آن در صنایع گوناگون افزایش یابد.

یکی از این آلیاژهای پیشرفته، آلومینیوم آلیاژی 2090 است که به ویژه در صنایع هوافضا و نظامی کاربردهای گسترده‌ای دارد. در این مقاله به بررسی خواص این آلیاژ و مقایسه آن با سایر آلیاژهای مشابه خواهیم پرداخت.

جداول زیر اطلاعات بیشتری در مورد آلومینیوم 2090 ارائه می دهد.

ترکیب شیمیایی آلومینیوم آلیاژ 2090

آلومینیوم آلیاژی 2090 از سری آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم (Al-Li) است که برای کاهش وزن و بهبود خواص مکانیکی طراحی شده است.

لیتیوم، که سبک‌ترین فلز شناخته‌شده است، با ترکیب شدن با آلومینیوم باعث کاهش چگالی و در عین حال افزایش استحکام و سفتی می‌شود. در کنار لیتیوم، عناصری مانند مس و منیزیم نیز در این آلیاژ وجود دارند که به بهبود مقاومت به خستگی و افزایش سختی کمک می‌کنند.

جدول زیر ترکیب شیمیایی آلومینیوم 2090 را نشان می دهد.

خواص فیزیکی آلومینیوم آلیاژ 2090

جدول زیر خواص مکانیکی آلومینیوم 2090 را نشان می دهد.

خواص مکانیکی تیپیک آلومینیوم آلیاژ 2090

جدول زیر خواص فیزیکی آلومینیوم 2090 را نشان می دهد.

خصوصیات حرارتی آلومینیوم آلیاژ 2090

خصوصیات حرارتی آلومینیوم 2090-T83 در زیر جدول بندی شده است.

Properties	Metric	Imperial
Thermal expansion co-efficient (@20-100°C/68-212°F)	23.6 µm/m°C	13.1 µin/in°F
Thermal conductivity	88 W/mK	611 BTU in/hr.ft².°F

ویژگی‌های کلیدی آلومینیوم آلیاژی 2090

1. وزن سبک‌تر: آلومینیوم 2090 به دلیل حضور لیتیوم، یکی از سبک‌ترین آلیاژهای آلومینیوم است. این ویژگی باعث می‌شود که در کاربردهایی که کاهش وزن از اهمیت بالایی برخوردار است، مانند صنایع هوافضا، بسیار محبوب باشد.
2. استحکام بالا: یکی از دلایل اصلی استفاده از آلیاژ 2090، ترکیب استحکام بالا با وزن کم آن است. این آلیاژ نسبت به بسیاری از آلیاژهای دیگر مانند 2024 و 6061، استحکام بیشتری دارد و این امر آن را برای کاربردهای مهندسی حساس مناسب می‌کند.
3. مقاومت به خوردگی: این آلیاژ دارای مقاومت به خوردگی مناسبی است، اگرچه نسبت به برخی دیگر از آلیاژهای مقاوم‌تر مانند 7075، ممکن است کمی ضعیف‌تر عمل کند. با این وجود، مقاومت به خوردگی 2090 برای بسیاری از کاربردهای صنعتی کافی است.
4. بهبود خواص خستگی: این آلیاژ به دلیل حضور لیتیوم و سایر عناصر تقویت‌کننده، مقاومت بسیار خوبی در برابر خستگی دارد. این خاصیت به ویژه در قطعاتی که تحت بارگذاری‌های متناوب و شرایط شدید کاری قرار دارند، مهم است.
5. دشواری جوشکاری و شکل‌دهی: یکی از نقاط ضعف آلیاژ 2090 دشواری در جوشکاری و شکل‌دهی آن است. در مقایسه با آلیاژهای دیگر مانند 6061 که به‌راحتی جوشکاری می‌شوند، این آلیاژ نیاز به تکنیک‌های خاصی دارد.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2090

آلومینیوم 2090 عمدتا در مناطقی مورد استفاده قرار می گیرد که استحکام بالایی مانند قطعات هواپیما مورد نیاز باشد.

از این آلیاژ در ساخت ورق، قطعات فورج و اکسترود، سازه های هوایی، سازه های اصلی هواپیما و سازه های مخازنی که در دماهای زیر صفر کار می کنند استفاده می شود.

بدنه هواپیماهای مسافربری و جنگی و مواردی که نیاز به تغییر فرم پذیری بسیار زیاد دارد از دیگر مورد استفاده این آلیاژ محسوب می شوند.

برخی از قطعات هواپیما ساخته شده از آلیاژ آلومینیوم 2090-T83:

• یراق آلات و پیچ و مهره های هواپیما
• لبه های بال و دماغه
• استراکچر های بزرگ بدنه

کاربردهای آلومینیوم آلیاژی 2090

آلومینیوم 2090 به دلیل خواص منحصر به فرد خود، بیشتر در صنایعی استفاده می‌شود که نیاز به کاهش وزن و استحکام بالا دارند. برخی از کاربردهای اصلی این آلیاژ عبارتند از:

1. صنایع هوافضا: مهم‌ترین کاربرد این آلیاژ در ساخت بدنه‌ها، بال‌ها و سایر قطعات هواپیما و فضاپیما است. کاهش وزن در این صنعت به معنی کاهش مصرف سوخت و افزایش کارایی است که آلیاژ 2090 به دلیل وزن سبک و استحکام بالا این نیاز را برآورده می‌کند.
2. صنایع دفاعی: در تولید تجهیزات نظامی مانند زره‌های سبک و قطعات سلاح‌ها، آلومینیوم 2090 به دلیل وزن سبک و مقاومت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
3. صنایع خودروسازی: در خودروهای با عملکرد بالا و خودروهای برقی، استفاده از آلیاژهای سبک مانند 2090 می‌تواند به کاهش وزن و افزایش بهره‌وری انرژی کمک کند.

مقایسه آلومینیوم 2090 با آلیاژهای مشابه

آلومینیوم 2090 در مقابل آلومینیوم 2024

آلومینیوم 2024 یکی از پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیوم است که در صنایع هوافضا به دلیل خواص مکانیکی خوب و قابلیت ماشین‌کاری بالا، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما در مقایسه با 2090، این آلیاژ وزن بیشتری دارد و استحکام آن نیز کمتر است.

اگرچه آلیاژ 2024 از نظر قیمت و قابلیت شکل‌دهی اقتصادی‌تر و مناسب‌تر است، آلومینیوم 2090 با توجه به وزن سبک‌تر و استحکام بیشتر، گزینه بهتری برای کاربردهایی مانند ساخت قطعات هواپیما و فضاپیما است که نیاز به کاهش وزن دارند.

آلومینیوم 2090 در مقابل آلومینیوم 7075

آلیاژ 7075 یکی از مقاوم‌ترین آلیاژهای آلومینیوم است که به دلیل استحکام بسیار بالا و مقاومت در برابر خستگی، در صنایع نظامی و هوافضا استفاده گسترده‌ای دارد. آلیاژ 7075 حاوی روی است که به آن استحکام فوق‌العاده‌ای می‌بخشد.

با این حال، این آلیاژ چگالی بیشتری نسبت به 2090 دارد. بنابراین اگر کاهش وزن مهم‌تر از استحکام نهایی باشد، آلومینیوم 2090 گزینه بهتری خواهد بود. از سوی دیگر، اگر اولویت با استحکام بیشتر باشد، 7075 می‌تواند انتخاب مناسبی باشد.

آلومینیوم 2090 در مقابل آلومینیوم 6061

آلومینیوم 6061 یکی از رایج‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین آلیاژهای آلومینیوم است که به دلیل قابلیت شکل‌دهی و جوشکاری بالا، در طیف وسیعی از صنایع استفاده می‌شود.

این آلیاژ از نظر استحکام و وزن پایین‌تر از آلومینیوم 2090 قرار دارد، اما برای کاربردهایی که نیاز به فرآیندهای تولیدی ساده‌تر و هزینه کمتر دارند، گزینه مناسبی است. در مقابل، آلیاژ 2090 به دلیل استحکام و مقاومت به خستگی بهتر، در کاربردهایی که نیاز به عملکرد برتر دارند، ارجحیت دارد.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2090 ذر یک کلام

آلومینیوم آلیاژی 2090 یکی از آلیاژهای پیشرفته آلومینیوم است که به دلیل وزن کم، استحکام بالا و مقاومت مناسب به خوردگی، به ویژه در صنایع هوافضا و دفاعی کاربرد گسترده‌ای دارد.

در مقایسه با آلیاژهایی مانند 2024، 7075 و 6061، این آلیاژ از نظر خواص مکانیکی برتری‌هایی دارد. به‌ویژه زمانی که کاهش وزن اولویت داشته باشد، آلومینیوم 2090 انتخاب بسیار مناسبی است. البته، در انتخاب نهایی باید عواملی مانند قیمت، قابلیت شکل‌دهی و نیازهای خاص پروژه نیز مدنظر قرار گیرند.