خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴

خواص کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴ 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 ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد (۳۹۲ و ۴۸۲ درجه فارنهایت) حساس است حساس هستند.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴

آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴ 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 ۲۱۲۴ 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 ۲۰۰۰ 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 ۲۱۲۴ خواهیم پرداخت.

مطالب زیر نمای کلی از خواص کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴ را ارائه می دهد.

ترکیب شیمیایی آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴

آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴ در واقع نسخه بهبود یافته‌ای از آلومینیوم آلیاژ ۲۰۲۴ است. ترکیب اصلی این آلیاژ شامل آلومینیوم (حدود ۹۰ تا ۹۵ درصد)، مس (۳٫۸ تا ۴٫۹ درصد)، منیزیم (حدود ۱٫۲ تا ۱٫۸ 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 ۲۱۲۴ در جدول زیر تشریح شده است:

خواص مکانیکی و فیزیکی آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴

آلومینیوم ۲۱۲۴ 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 ۲۱۲۴ 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 ۲۱۲۴ 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 ۲۰۰۰، سختی و مقاومت در برابر سایش بالاتری دارد، که به افزایش طول عمر قطعات کمک می‌کند.

خواص فیزیکی آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴

خواص فیزیکی آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴ در جدول زیر تشریح شده است:

خواص مکانیکی تیپیک آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴

خواص مکانیکی آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴ در جدول زیر تشریح شده است:

شرایط عملیات حرارتی آلیاژ ۲۱۲۴

دمای انحلال سازی آلیاژ ۴۹۳ درجه سانتیگراد، دمای آنیلینگ ۴۱۳ درجه سانتیگراد و دمای پیرسازی آن ۱۹۱ درجه سانتیگراد می باشد.

آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴-T851

حد Zr + Ti از حداکثر ۰٫۲۰ 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.

مواد معادل آلیاژ آلومینیوم ۲۱۲۴ عبارتند از:

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

سایر خواص کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴

• آنیل
  آلیاژ آلومینیوم ۲۱۲۴ در دمای ۴۱۳ درجه سانتیگراد (۷۷۵ درجه فارنهایت) به مدت ۲ تا ۳ ساعت آنیل می شود. سپس آلیاژها با دمای ۱۰ درجه سانتیگراد (۵۰ درجه فارنهایت) در ساعت تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد (۵۰۰ درجه فارنهایت) خنک می شوند و در نهایت در هوا خنک می شوند.
• جوشکاری
  جوش مقاومت برای آلیاژ آلومینیوم ۲۱۲۴ توصیه می شود. جوش قوس و جوشکاری گاز برای این آلیاژ توصیه نمی شود.
• فرم دهی
  آلیاژ آلومینیوم ۲۱۲۴ قابل ساخت و دارای ایجاد است.
• شکل گیری
  آلیاژ آلومینیوم ۲۱۲۴ 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 ۲۱۲۴ استفاده می شود.

عملیات حرارتی آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴

آلیاژ آلومینیوم ۲۱۲۴ می تواند محلول در ۴۹۳ درجه سانتیگراد (۹۲۰ درجه فارنهایت) باشد و سپس آن را خاموش کند.

درجه حرارت T 851 هنگامی که سخت شدن به مدت ۱۲ ساعت در دمای ۱۹۰ درجه سانتیگراد (۳۷۵ درجه فارنهایت) انجام می شود که به دنبال آن خنک کننده هوا انجام می شود.

• سخت شدن
  آلیاژ آلومینیوم ۲۱۲۴ با روش سخت شدن به مدت ۱۲ ساعت در دمای ۱۹۰ درجه سانتیگراد (۳۷۵ درجه فارنهایت) سخت شده و سپس در هوا سرد می شود.
• تمپر
  تمیر برای آلومینیوم آلیاژ ۲۱۲۴ زمانی است که در ۱۹۰ درجه سانتی گراد (۳۷۵ درجه فارنهایت) برای حدود ۱۲ ساعت انجام می شود و آلیاژ است و سپس در هوا سرد می شود.

مقایسه آلیاژ ۲۱۲۴ با آلیاژ ۲۰۲۴

اگرچه آلیاژ ۲۱۲۴ بسیار شبیه به آلیاژ ۲۰۲۴ است، اما تفاوت‌های کلیدی میان این دو وجود دارد. آلیاژ ۲۱۲۴ نسبت به آلیاژ ۲۰۲۴، 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 ۲۱۲۴

آلیاژ ۲۱۲۴ 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 ۲۱۲۴ 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 ۵/۱ تا ۶ اینچ جهت استفاده در سازه هواپیماها بکار می روند.
2. صنایع دفاعی: به دلیل استحکام بالا و قابلیت تحمل فشار، آلیاژ ۲۱۲۴ 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 ۲۱۲۴

مزایای آلومینیوم ۲۱۲۴

1. وزن سبک: مانند دیگر آلیاژهای آلومینیومی، آلیاژ ۲۱۲۴ 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 ۲۱۲۴

با وجود مزایای بسیار، آلومینیوم ۲۱۲۴ 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.