Ogni lega contiene percentuali specifiche di elementi di lega che conferiscono all'alluminio di base determinate qualità benefiche. Nella lega di alluminio 2024, queste percentuali di elementi sono nominalmente 4,4% di rame, 1,5% di magnesio e 0,6% di manganese. Questa ripartizione spiega perché l'alluminio 2024 è noto per la sua elevata resistenza, poiché rame, magnesio e manganese aumentano notevolmente la resistenza delle leghe di alluminio. Tuttavia, questo potere ha uno svantaggio. L'elevata percentuale di rame nell'alluminio 2024 riduce notevolmente la sua resistenza alla corrosione. Di solito ci sono tracce di elementi di impurità (silicio , ferro, zinco, titanio, ecc.), ma queste tolleranze vengono fornite solo intenzionalmente su richiesta dell'acquirente. La sua densità è di 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), leggermente superiore all'alluminio puro (2,7 g/cm3, 0,098 lb /in3).2024 l'alluminio è molto facile da lavorare e ha una buona lavorabilità, permettendogli di essere tagliato ed estruso quando richiesto.
Come accennato, le leghe di alluminio 2024 nude si corrodono più facilmente rispetto alla maggior parte delle altre leghe di alluminio. I produttori ovviano a questo problema rivestendo queste leghe sensibili con uno strato di metallo resistente alla corrosione (chiamato "zincatura" o "rivestimento"). alluminio puro o anche un'altra lega, ed è più popolare nelle lamiere rivestite, dove la lega vergine può essere inserita tra gli strati di rivestimento. L'alluminio rivestito è così popolare che una gamma di prodotti AlClad è stata sviluppata e ampiamente utilizzata per fornire il meglio di entrambi i mondi per le leghe debolmente corrosive come 2024. Questo sviluppo rende l'alluminio 2024 particolarmente utile perché la sua forza può essere raggiunta dove le leghe nude normalmente si degraderebbero.
Alcune leghe di alluminio, come le serie 2xxx, 6xxx e 7xxx, possono essere rinforzate utilizzando un processo chiamato trattamento termico. Il processo comporta il riscaldamento della lega a una temperatura specifica per miscelare o "omogeneizzare" gli elementi di lega nel metallo di base, quindi tempra in soluzione per bloccare gli elementi in posizione. Questa fase è chiamata "trattamento termico della soluzione". Questi elementi sono instabili e quando il pezzo si raffredda, precipitano fuori dalla "soluzione" di alluminio sotto forma di composti (ad esempio, gli atomi di rame precipiteranno fuori come Al2Cu). Questi composti aumentano la resistenza complessiva della lega interagendo con la microstruttura dell'alluminio, un processo noto come "invecchiamento". Comprendere il trattamento termico della soluzione e il processo di invecchiamento è importante perché l'alluminio 2024 è disponibile in molti tipi e riceve designazioni come 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6, ecc., a seconda di come vengono eseguiti questi passaggi.
Le migliori qualità di resistenza dell'alluminio tipo 2024 derivano non solo dalla sua composizione, ma anche dal suo processo di trattamento termico. Esistono molte procedure diverse o "rinvenimento" dell'alluminio (data la designazione -Tx, dove x è un numero lungo da 1 a 5 cifre ), e sebbene siano la stessa lega, hanno tutte le proprie proprietà uniche. La prima cifra dopo la "T" indica il metodo di trattamento termico di base, e le cifre dalla seconda alla quinta facoltative indicano la qualità di produzione specifica. Ad esempio, in una tempra 2024-T42, un "4" indica che la lega è trattata termicamente in soluzione e invecchiata naturalmente, ma un "2" indica che il metallo deve essere trattato termicamente dall'acquirente. Il sistema può creare confusione, quindi in questo articolo mostrerà solo i valori di resistenza per un alluminio 2024-T4 temperato più semplice.
Esistono alcune proprietà meccaniche che possono essere utilizzate per specificare le leghe di alluminio. Per le leghe come l'alluminio 2024, alcune misure importanti sono la resistenza ultima, la resistenza allo snervamento, la resistenza al taglio, la resistenza alla fatica e i moduli elastici e di taglio. Questi valori daranno un idea sulla lavorabilità, resistenza e usi potenziali del materiale e sono riassunti nella Tabella 1 sottostante.
La resistenza allo snervamento e la resistenza ultima sono le sollecitazioni massime che causano rispettivamente la deformazione non permanente e permanente dei provini in lega. Per una discussione più approfondita di questi valori, non esitate a visitare il nostro articolo sulla lega di alluminio 7075. Sono importanti quando le leghe sono utilizzati in applicazioni statiche in cui non dovrebbero verificarsi deformazioni permanenti, come negli edifici o nelle apparecchiature di sicurezza. L'alluminio 2024 ha notevoli resistenze alla rottura e allo snervamento di 469 MPa (68.000 psi) e 324 MPa (47.000 psi), che lo rendono attraente per l'alta resistenza materiali strutturali come tubi di alluminio.
Infine, modulo elastico e modulo di taglio sono parametri che mostrano quanto sia “elastico” un dato materiale a deformarsi. Danno una buona idea della resistenza del materiale alla deformazione permanente. La lega di alluminio 2024 ha un modulo elastico di 73,1 GPa (10.600 ksi) e un modulo di taglio di 28 GPa (4.060 ksi), che è persino superiore a quello di altre leghe aeronautiche ad alta resistenza come l'alluminio 7075.
L'alluminio di tipo 2024 ha un'eccellente lavorabilità, una buona lavorabilità, un'elevata resistenza e può essere rivestito per resistere alla corrosione, rendendolo una scelta eccellente per applicazioni su aeromobili e veicoli.
Tempo di pubblicazione: 30 giugno 2022