خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2124

خواص کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2124 با توجه به ویژگی های مکانیکی و فیزیکی که این گرید دارد مناسب ساخت در بدنه هواپیما می باشد. برای مشاهده ترکیب شیمیایی این آلیاژ مقاله را مطالعه فرمایید.

آلیاژهای آلومینیوم تولید شده در کارخانه آلومینیوم ویژگی های مقاومت در برابر خوردگی قوی دارند. این آلیاژها به عنوان آلیاژهای درجه حرارت پایین و دارای هدایت الکتریکی بالا تعریف می شوند.

آلیاژهای آلومینیوم در هنگام قرار گرفتن در معرض دمای زیرزمینی مقاومت می کنند و هنگامی که این آلیاژها در معرض دمای بالا قرار دارند ، قدرت خود را از دست می دهند.

آلیاژهای آلومینیوم به درجه حرارت بالا که بین 200 تا 250 درجه سانتیگراد (392 و 482 درجه فارنهایت) حساس است حساس هستند.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2124

آلومینیوم آلیاژ 2124 با توجه به ویژگی‌های منحصربه‌فرد مانند استحکام بالا، مقاومت در برابر حرارت و قابلیت ماشین‌کاری، به یکی از مهم‌ترین آلیاژهای مورد استفاده در صنایع هوافضا، دفاعی و خودروسازی تبدیل شده است.

اگرچه هزینه تولید آن بالاست، اما مزایای فراوان آن در بهبود عملکرد و افزایش طول عمر قطعات، ارزش این سرمایه‌گذاری را توجیه می‌کند.

آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴: ویژگی‌ها، مزایا و کاربردها

آلومینیوم آلیاژ 2124 یکی از آلیاژهای پیشرفته آلومینیوم است که به دلیل خواص مکانیکی و فیزیکی منحصر به فرد، در صنایع مختلفی مانند هوافضا و دفاعی کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است.

این آلیاژ که از خانواده آلومینیوم سری 2000 است، به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر حرارت و قابلیت ماشین‌کاری مطلوب، به عنوان یکی از انتخاب‌های برتر در تولید قطعات حساس و استراتژیک شناخته می‌شود. در این مقاله به بررسی دقیق‌تر ویژگی‌ها، ترکیب شیمیایی، مزایا و کاربردهای آلومینیوم آلیاژ 2124 خواهیم پرداخت.

مطالب زیر نمای کلی از خواص کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2124 را ارائه می دهد.

ترکیب شیمیایی آلومینیوم آلیاژ 2124

آلومینیوم آلیاژ 2124 در واقع نسخه بهبود یافته‌ای از آلومینیوم آلیاژ 2024 است. ترکیب اصلی این آلیاژ شامل آلومینیوم (حدود 90 تا 95 درصد)، مس (3.8 تا 4.9 درصد)، منیزیم (حدود 1.2 تا 1.8 درصد) و مقادیر کمی از عناصر دیگر مانند منگنز و سیلیکون است.

عنصر مس در این آلیاژ، مهم‌ترین عنصر آلیاژی است که به افزایش استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر خزش در دماهای بالا کمک می‌کند.

ترکیب شیمیایی آلومینیوم آلیاژ 2124 در جدول زیر تشریح شده است:

Element	Content (%)
Aluminum, Al	93.50
Copper, Cu	4.4
Magnesium, Mg	1.5
Manganese, Mn	0.6

خواص مکانیکی و فیزیکی آلومینیوم آلیاژ 2124

آلومینیوم 2124 دارای ویژگی‌های مکانیکی بسیار مطلوبی است که آن را برای کاربردهای صنعتی سنگین مناسب می‌سازد. برخی از این خواص عبارتند از:

• استحکام کششی بالا: آلومینیوم 2124 به دلیل حضور مس در ترکیب شیمیایی، استحکام کششی فوق‌العاده‌ای دارد که آن را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت مکانیکی بالا دارند، مناسب می‌سازد.
• مقاومت در برابر حرارت: این آلیاژ در دماهای بالا نیز مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهد و در برابر تغییرات دمایی پایدار باقی می‌ماند.
• قابلیت ماشین‌کاری مناسب: به دلیل ساختار متالورژیکی خاص خود، آلیاژ 2124 قابلیت خوبی برای ماشین‌کاری و فرآوری دارد. این ویژگی به تولید دقیق قطعات پیچیده و حساس کمک می‌کند.
• سختی و مقاومت در برابر سایش: این آلیاژ در مقایسه با آلیاژهای دیگر سری 2000، سختی و مقاومت در برابر سایش بالاتری دارد، که به افزایش طول عمر قطعات کمک می‌کند.

خواص فیزیکی آلومینیوم آلیاژ 2124

خواص فیزیکی آلومینیوم آلیاژ 2124 در جدول زیر تشریح شده است:

Properties	Metric	Imperial
Density	2.6-2.8 g/cm3	0.0939-0.1011 lb/in3
Melting point	510°C	950°F

خواص مکانیکی تیپیک آلومینیوم آلیاژ 2124

خواص مکانیکی آلومینیوم آلیاژ 2124 در جدول زیر تشریح شده است:

Properties	Metric	Imperial
Elastic modulus	70-80 GPa	10152-11603 ksi
Poisson’s ratio	0.33	0.33

شرایط عملیات حرارتی آلیاژ 2124

دمای انحلال سازی آلیاژ 493 درجه سانتیگراد، دمای آنیلینگ 413 درجه سانتیگراد و دمای پیرسازی آن 191 درجه سانتیگراد می باشد.

آلومینیوم آلیاژ 2124-T851

حد Zr + Ti از حداکثر 0.20 درصد ممکن است با استفاده از این آلیاژ فقط برای محصولات اکسترود شده استفاده شود ، اما فقط درصورتی که تأمین کننده یا تولید کننده و خریدار با یکدیگر توافق داشته باشند.

این توافق نامه ممکن است برای مثال با مراجعه به یک استاندارد، نامه و یا وسیله دیگری که حد Zr + Ti را نشان می دهد ، نشان داده شود.
محتوای آلومینیوم گزارش شده به عنوان باقی مانده محاسبه می شود.

Component	Wt. %
Al	91.2 – 94.7
Cr	Max 0.1
Cu	3.8 – 4.9
Fe	Max 0.3
Si	Max 0.2
Ti	Max 0.15
Zn	Max 0.25
Mg	1.2 – 1.8
Mn	0.3 – 0.9
Other, each	Max 0.05
Other, total	Max 0.15

مواد معادل آلیاژ آلومینیوم 2124 عبارتند از:

• AMS 4221
• ASTM B209
• QQ A-250/29
• QQ A250/9

سایر خواص کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2124

• آنیل
  آلیاژ آلومینیوم 2124 در دمای 413 درجه سانتیگراد (775 درجه فارنهایت) به مدت 2 تا 3 ساعت آنیل می شود. سپس آلیاژها با دمای 10 درجه سانتیگراد (50 درجه فارنهایت) در ساعت تا 260 درجه سانتیگراد (500 درجه فارنهایت) خنک می شوند و در نهایت در هوا خنک می شوند.
• جوشکاری
  جوش مقاومت برای آلیاژ آلومینیوم 2124 توصیه می شود. جوش قوس و جوشکاری گاز برای این آلیاژ توصیه نمی شود.
• فرم دهی
  آلیاژ آلومینیوم 2124 قابل ساخت و دارای ایجاد است.
• شکل گیری
  آلیاژ آلومینیوم 2124 می تواند به شکلی محدود شکل گیری شود و دمای سرد شدید برای این آلیاژ توصیه نمی شود.
• ماشین کاری
  روشهای متداول برای فرآیند ماشینکاری آلیاژ آلومینیوم 2124 استفاده می شود.

عملیات حرارتی آلومینیوم آلیاژ 2124

آلیاژ آلومینیوم 2124 می تواند محلول در 493 درجه سانتیگراد (920 درجه فارنهایت) باشد و سپس آن را خاموش کند.

درجه حرارت T 851 هنگامی که سخت شدن به مدت 12 ساعت در دمای 190 درجه سانتیگراد (375 درجه فارنهایت) انجام می شود که به دنبال آن خنک کننده هوا انجام می شود.

• سخت شدن
  آلیاژ آلومینیوم 2124 با روش سخت شدن به مدت 12 ساعت در دمای 190 درجه سانتیگراد (375 درجه فارنهایت) سخت شده و سپس در هوا سرد می شود.
• تمپر
  تمیر برای آلومینیوم آلیاژ 2124 زمانی است که در 190 درجه سانتی گراد (375 درجه فارنهایت) برای حدود 12 ساعت انجام می شود و آلیاژ است و سپس در هوا سرد می شود.

مقایسه آلیاژ 2124 با آلیاژ 2024

اگرچه آلیاژ 2124 بسیار شبیه به آلیاژ 2024 است، اما تفاوت‌های کلیدی میان این دو وجود دارد. آلیاژ 2124 نسبت به آلیاژ 2024، استحکام و سختی بالاتری دارد و به خصوص برای کاربردهایی که نیاز به تحمل فشار و بارهای سنگین دارند، استفاده می‌شود.

همچنین این آلیاژ در فرآیندهای خاصی از تولید مانند عملیات حرارتی بهبود یافته، مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهد.

کاربرد آلومینیوم آلیاژ 2124

آلیاژ 2124 به دلیل ویژگی‌های خاص خود در صنایعی که نیاز به قطعات سبک و در عین حال مستحکم دارند، به کار می‌رود. برخی از کاربردهای اصلی این آلیاژ عبارتند از:

1. صنعت هوافضا: یکی از مهم‌ترین کاربردهای آلومینیوم 2124 در صنایع هوافضا است. این آلیاژ به دلیل استحکام و مقاومت بالا در برابر خستگی و حرارت، در ساخت اجزای بدنه هواپیما، قطعات موتور جت و سیستم‌های ناوبری هواپیما به کار می‌رود. بصورت ورق های با ضخامت 5/1 تا 6 اینچ جهت استفاده در سازه هواپیماها بکار می روند.
2. صنایع دفاعی: به دلیل استحکام بالا و قابلیت تحمل فشار، آلیاژ 2124 در تولید تجهیزات نظامی، قطعات مهمات و اجزای سازه‌های دفاعی استفاده می‌شود.
3. صنعت خودروسازی: این آلیاژ در تولید قطعات خودروهایی که نیاز به کاهش وزن و افزایش کارایی دارند، به کار می‌رود. قطعات موتور، سیستم‌های انتقال قدرت و بدنه خودروها از جمله کاربردهای این آلیاژ در صنعت خودروسازی است.
4. صنعت الکترونیک: به دلیل رسانایی حرارتی مناسب، این آلیاژ در تولید هیت سینک‌ها و تجهیزات خنک‌کننده برای سیستم‌های الکترونیکی به کار می‌رود.

مزایا و معایب آلومینیوم 2124

مزایای آلومینیوم 2124

1. وزن سبک: مانند دیگر آلیاژهای آلومینیومی، آلیاژ 2124 نیز وزن سبکی دارد که باعث کاهش وزن کلی محصولات نهایی می‌شود.
2. استحکام بالا: یکی از بزرگترین مزایای این آلیاژ، استحکام بالای آن است که آن را برای کاربردهایی که نیاز به تحمل بارهای سنگین دارند، ایده‌آل می‌سازد.
3. مقاومت حرارتی: این آلیاژ مقاومت خوبی در برابر تغییرات دمایی نشان می‌دهد و برای کاربردهایی که نیاز به تحمل دماهای بالا دارند، مناسب است.

معایب آلومینیوم 2124

با وجود مزایای بسیار، آلومینیوم 2124 نیز دارای برخی محدودیت‌ها است. به عنوان مثال، مقاومت در برابر خوردگی آن نسبت به برخی دیگر از آلیاژهای آلومینیومی کمتر است و نیاز به پوشش‌های محافظتی دارد. همچنین، فرآیندهای تولید آن پیچیده‌تر و پرهزینه‌تر است.