כל סגסוגת מכילה אחוזים ספציפיים של יסודות סגסוגת המעניקים לאלומיניום הבסיס איכויות מועילות מסוימות. בשנת 2024 סגסוגת אלומיניום, אחוזי יסוד אלו הם באופן נומינלי 4.4% נחושת, 1.5% מגנזיום ו-0.6% מנגן. פירוט זה מסביר מדוע אלומיניום 2024 ידוע בזכותו חוזק גבוה, שכן נחושת, מגנזיום ומנגן מגבירים מאוד את החוזק של סגסוגות אלומיניום. עם זאת, לכוח הזה יש חיסרון. השיעור הגבוה של נחושת באלומיניום 2024 מפחית מאוד את עמידותו בפני קורוזיה. יש בדרך כלל כמויות עקבות של יסודות טומאה (סיליקון) , ברזל, אבץ, טיטניום וכו'), אבל אלה ניתנות רק בכוונה לבקשת הקונה. הצפיפות שלו היא 2.77g/cm3 (0.100 lb/in3), מעט יותר מאלומיניום טהור (2.7g/cm3, 0.098 lb /in3). אלומיניום 2024 קל מאוד לעיבוד ובעל יכולת עיבוד טובה, המאפשר חיתוך והוצאתו בעת הצורך.
כאמור, סגסוגות אלומיניום חשופות משנת 2024 קורוזיות בקלות רבה יותר מרוב סגסוגות האלומיניום האחרות. היצרנים עוקפים זאת על ידי ציפוי הסגסוגות הרגישות הללו בשכבה של מתכת עמידה בפני קורוזיה (המכונה "גלוון" או "חיפוי"). ציפוי זה הוא לעתים גבוה- אלומיניום טהור או אפילו סגסוגת אחרת, והוא הפופולרי ביותר ביריעות מתכת מצופה, שבהן ניתן להכניס את הסגסוגת הבתולה בין שכבות החיפוי. אלומיניום מצופה כל כך פופולרי שמגוון מוצרי AlClad פותחו ונעשה בהם שימוש נרחב כדי לספק את המיטב של שני העולמות עבור סגסוגות קורוזיביות חלשות כגון 2024. פיתוח זה הופך את האלומיניום 2024 לשימושי במיוחד מכיוון שניתן להשיג את החוזק שלו במקום שבו סגסוגות חשופות היו מתכלות בדרך כלל.
ניתן לחזק סגסוגות אלומיניום מסוימות, כגון סדרת 2xxx, 6xxx ו-7xxx, באמצעות תהליך הנקרא טיפול בחום. התהליך כולל חימום הסגסוגת לטמפרטורה ספציפית כדי לערבב או "להומוג" את יסודות הסגסוג למתכת הבסיסית, ואז כיבוי בתמיסה כדי לנעול את היסודות במקומם. שלב זה נקרא "טיפול בחום בתמיסה". אלמנטים אלה אינם יציבים, וכאשר חומר העבודה מתקרר, הם משקעים מתוך "התמיסה" האלומיניום כתרכובות (לדוגמה, אטומי נחושת ישקעו תרכובות אלו מגדילות את החוזק הכולל של הסגסוגת על ידי אינטראקציה עם מבנה המיקרו של האלומיניום, תהליך המכונה "הזדקנות". הבנת תהליך הטיפול בחום ותהליך ההזדקנות של הפתרון חשובה מכיוון שאלומיניום 2024 מגיע בסוגים רבים וזוכה לכינויים כגון 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6 וכו', בהתאם לאופן ביצוע השלבים הללו.
תכונות החוזק הטובות ביותר של אלומיניום מסוג 2024 נובעות לא רק מההרכב שלו, אלא גם מתהליך הטיפול בחום שלו. ישנם נהלים רבים ושונים של אלומיניום (בהינתן הכינוי -Tx, כאשר x הוא מספר בן 1 עד 5 ספרות ), ולמרות שהם אותה סגסוגת, לכולם יש תכונות ייחודיות משלהם. הספרה הראשונה אחרי ה- "T" מציינת את שיטת הטיפול הבסיסית בחום, והספרות השנייה עד החמישית האופציונלית מציינות את איכות הייצור הספציפית. לדוגמה, ב מזג 2024-T42, "4" מציין שהסגסוגת מטופלת בחום ומיושנת באופן טבעי, אבל "2" מציין שהמתכת חייבת לעבור טיפול בחום על ידי הקונה. המערכת עלולה לבלבל, אז במאמר זה אנו יציג רק ערכי חוזק עבור אלומיניום 2024-T4 מחוסמ בסיסי יותר.
ישנן תכונות מכניות מסוימות שניתן להשתמש בהן כדי לציין סגסוגות אלומיניום. עבור סגסוגות כגון אלומיניום 2024, כמה מדידות חשובות הן חוזק אולטימטיבי, חוזק תפוקה, חוזק גזירה, חוזק עייפות ומודול גמישות וגזירה. ערכים אלו יתנו רעיון לגבי יכולת העיבוד, החוזק והשימושים הפוטנציאליים של החומר והם מסוכמים בטבלה 1 להלן.
חוזק תפוקה וחוזק סופי הם הלחצים המקסימליים הגורמים לעיוות לא קבוע וקבוע של דגימות סגסוגת, בהתאמה. לדיון מעמיק יותר על ערכים אלה, אל תהסס לבקר במאמר שלנו על 7075 Aluminum Alloy. הם חשובים כאשר סגסוגות משמשים ביישומים סטטיים שבהם לא אמורה להתרחש עיוות קבוע, כגון בבניינים או ציוד בטיחות. לאלומיניום 2024 יש חוזק סופי ותפוקה מרשימים של 469 MPa (68,000 psi) ו-324 MPa (47,000 psi), מה שהופך אותו לאטרקטיבי עבור חוזק גבוה חומרים מבניים כגון צינורות אלומיניום.
לבסוף, מודול אלסטי ומודול גזירה הם פרמטרים המראים עד כמה חומר נתון "אלסטי" לעיוות. הם נותנים מושג טוב על עמידות החומר לעיוות קבוע. לסגסוגת האלומיניום 2024 יש מודול אלסטי של 73.1 GPa (10,600 ksi) ומודול גזירה של 28 GPa (4,060 ksi), שהוא אפילו גבוה יותר מסגסוגות אחרות של מטוסים בעלי חוזק גבוה כגון אלומיניום 7075.
אלומיניום מסוג 2024 בעל יכולת עיבוד מצוינת, יכולת עבודה טובה, חוזק גבוה, וניתן לחיפוי לעמיד בפני קורוזיה, מה שהופך אותו לבחירה מצוינת עבור יישומי מטוסים וכלי רכב.
זמן פרסום: 30 ביוני 2022