2xxxシリーズアルミニウム合金とは何ですか?
2xxx シリーズは、アルミニウム-銅系の鍛造合金です。銅は主要な合金元素であり、通常 3 ～ 6% 含まれており、合金を熱処理可能にします。つまり、溶体化熱処理と人工時効によって合金の強度が向上します。これらの合金は、一般的なアルミニウム シリーズの中で最高の強度を提供するため、航空宇宙構造用途で主流を占めています。 2014、2017、2024、および 2A12 のチューブ形状は、押出、引き抜き、または圧延によって製造され、さまざまな焼き戻しで供給されます。
グレード構成比較
| 学年 | 銅 | マグネシウム | その他の主な要素 |
|---|---|---|---|
| 2014 | 3.9%～5.0% | 0.2%～0.8% | ケイ素 0.5% ～ 1.2% |
| 2017 | 3.5%～4.5% | 0.4%～0.8% | マンガン 0.4%～1.0% |
| 2024 | 3.8%～4.9% | 1.2%～1.8% | マンガン 0.3%～0.9% |
| 2A12 | 3.8%～4.9% | 1.2%～1.8% | 中国の 2024 年に相当するもの |
特性と焼き戻しシステム
これらの合金の強度は焼き戻しに大きく依存します。 T4 と呼ばれる溶体化熱処理および自然時効状態は、さらなる処理を行わなくても適度な強度を発現します。 T6 と呼ばれる人工時効処理条件は、T3 または T351 焼戻しで最高の強度を生み出します。. 2024 は、高強度と良好な耐疲労性の古典的な航空宇宙分野の組み合わせです。 O で示される焼きなまし条件は、最終熱処理の前に最大の成形性を得るために使用されます。
| 等級と気性 | 一般的な引張強さ |
|---|---|
| 2014-T6 | 約483MPa |
| 2017-T4 | 約427MPa |
| 2024-T3 | 約483MPa |
| 2A12-T4 | 約425～485MPa |
腐食挙動と保護
銅-軸受合金は、純アルミニウムや 5xxx および 6xxx シリーズよりも耐食性が低くなります。特定の条件下では粒界腐食の影響を受けやすいため、通常は陽極酸化処理、塗装、または高純度アルミニウムによる被覆によって保護されています。-アルクラッドシートとチューブフォーム上の薄い純粋なアルミニウムクラッディングは、コア合金にガルバニック保護を提供します。海洋または湿気の多い用途では、保護コーティングが不可欠です。
機械加工と製作
これらの合金は加工性に優れており、切りくずがよく砕け、表面仕上げも良好なため、機械加工された構造継手として人気があります。{0}成形は、焼きなましまたは新たに溶体化処理した状態で行うのが最適です。-合金は時効中に急速に硬化します。 2xxx シリーズの溶接は、亀裂が発生しやすいため、5xxx や 6xxx 合金に比べて困難であるため、航空宇宙構造では機械的に固定または接着-された接合がより一般的です。
代表的な用途
2024 およびその中国版の 2A12 は、航空機の胴体フレーム、翼外板、リブ、その他の主要構造に使用されています. 2014は、高強度と良好な機械加工性が必要とされる頑丈な鍛造品、トラックのフレーム、構造用チューブに一般的です-。歴史的にジュラルミンとして知られ、リベット、ファスナー、および一般的な構造用途に使用されています。防衛、自動車レース、高性能機械などでも、軽量かつ強度が求められるコンポーネントにこのシリーズが使用されています。-
よくある質問
2024 と 2A12 の違いは何ですか?
2A12 は、本質的に 2024 と同等の組成を持つ合金の中国の呼称です。この 2 つは、ほとんどの用途で互換性がありますが、正確な要件については、GB/T 3191 や該当する航空宇宙規格などの管理仕様に従う必要があります。
2xxx 合金は溶接可能ですか?
合金は高温割れを起こしやすいため、溶接は困難です。溶接が避けられない場合は、特別な溶加材と手順が使用されますが、航空宇宙の主要な構造には機械的に固定または接着による接合が好まれます。
これらの合金が航空宇宙で使用されるのはなぜですか?
2xxx シリーズは、一般的なアルミニウム合金の中で最高の強度対重量比を備え、T3 タイプの焼き戻しで優れた耐疲労性を備えています。この組み合わせは、最小限の重量で繰り返し荷重を運ぶ必要がある機体構造にとって不可欠です。
これらの合金には表面保護が必要ですか?
はい。銅の含有量により耐食性が低下するため、特に湿気の多い環境や海洋環境では、通常、陽極酸化、塗装、または被覆が必要になります。
チューブにはどのような材質がありますか?
一般的な焼き戻しには、焼きなましの O、溶体化処理と自然時効の T4、人工時効の T6、および 2024 年の強度と靱性の最高の組み合わせを実現する T3 タイプの焼き戻しが含まれます。
2xxxチューブは形成できますか?
はい、成形は、合金が最も柔らかいときに焼きなましまたは焼き入れしたばかりの状態で行われます。材料は成形中に加工硬化し、最終的な強度は時効によって回復します。
