Hliník a hliníkové zliatiny · Al-Cu / letecké
2024
Vysokopevnostná Al-Cu zliatina s veľmi dobrou únavovou pevnosťou, typická pre letectvo a vysoko namáhané plechové diely.
Popis materiálu
2024 je vysokopevnostná Al-Cu-Mg zliatina, tradične používaná v leteckom priemysle. Po vytvrdení (T3/T351) dosahuje pevnosti porovnateľné s niektorými oceľami pri tretinovej hmotnosti. Nevýhodou je znížená korózna odolnosť — často sa dodáva ako Alclad (plakovaná čistým Al).
Mechanické a fyzikálne vlastnosti
Hustota
2,78 g/cm³
Teplota tavenia
500–638 °C
Pevnosť v ťahu (Rm)
470–490 MPa (T3)
Medza klzu (Rp0,2)
325–345 MPa (T3)
Ťažnosť (A)
10–18 %
Tvrdosť
120 HB
Tepelná vodivosť
121 W/(m·K)
El. vodivosť
~30 % IACS
Max. prevádzková T
~150 °C
Modul pružnosti (E)
73 GPa
Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.
Chemické zloženie
Al zvyšok, Cu 3,8–4,9 %, Mg 1,2–1,8 %, Mn 0,3–0,9 %
Označenia
- EN / DIN
- EN AW-2024
- ASTM / AISI / UNS
- AA2024
- ČSN
- neuvedené
Typické použitie
- letecké plechy
- výstuhy
- trupové diely
- konštrukčné diely
Hlavné vlastnosti
- vysoká pevnosť
- dobrá únavová pevnosť
- horšia korózna odolnosť
Spracovanie
Obrábateľnosť
dobrá
Zvariteľnosť
obmedzená
Povrchové úpravy
Dostupnosť a cena
Dostupnosť
plechy a dosky skôr cez špecialistov
Cena
stredná až vyššia
Výhody a nevýhody
Výhody
- vysoký pomer pevnosť/hmotnosť
- dobrá odolnosť voči únave
- dobrá obrábateľnosť v stave T3/T4
Nevýhody
- slabá korózna odolnosť — nutná ochrana / Alclad
- veľmi obmedzená zvariteľnosť tavným zváraním
- citlivá na medzikryštálovú koróziu
Typické spracovanie
Alternatívy
Aplikácie a použitie
Letectvo
- poťahy krídel (Alclad plechy)
- nosníky
- spojovací materiál (rivety)
- diely trupu
Obrana
- balistické konštrukcie
- diely puzdier
Motorsport
- mechanické komponenty s vysokou pevnosťou pri opakovanom zaťažení
Priemysel
- ozubenia
- hriadele s vysokou únavovou pevnosťou
Obrábanie (CNC parametre)
Obrobiteľnosť
dobrá (v stave T3/T4 optimum)
Rezná rýchlosť
sústruženie 150–450 m/min, frézovanie 300–900 m/min
Nástroj
karbid, PCD pre veľké série. Ostré nástroje, uhol čela 15–20°
Chladenie
emulzia — chráni pred trhlinkami v HAZ pri obrábaní
v stave O je mazlivá, v T3 sa obrába pekne. Pozor na medzikryštálovú korózia po obrábaní — pasivovať.
Zváranie
Zvárateľnosť
obmedzená (prakticky nezvariteľná tavne)
Vhodné metódy
tavné zvary praskajú za tepla; nitovanie je štandardná technológia spájania 2024.
Povrchové úpravy
Alclad (plakovanie čistým Al)
štandard pre letecké plechy — korózna ochrana
Alodine / chromátovanie
MIL-C-5541, letecký štandard
Anodická oxidácia (chromová/sírová)
Dekoratívny elox
tmavý, škvrnitý povrch kvôli Cu
Tepelné spracovanie
Žíhanie
413 °C / 2–3 h, pomalé chladenie
Precipitácia
T3: rozpúšťanie 493 °C → kalenie → tvárnenie za studena → prirodzené starnutie; T351: T3 + odpruženie ťahom
T4/T3 je bežný stav; T81/T851 pre vyššiu pevnosť pri nižšej húževnatosti.
Porovnateľné triedy (ekvivalenty v normách)
| Norma | Označenie |
|---|---|
| EN | EN AW-2024 / AlCu4Mg1 |
| UNS | A92024 |
| ASTM/AA | 2024 |
| DIN (staré) | 3.1355 |
| JIS | A2024 |
Dostupnosť a formy
Cenová trieda: €€€
letecký štandard, dodávka s certifikátom 3.1/3.2.
Environmentálne a bezpečnostné poznámky
- 100 % recyklovateľná
- obsah Cu — nižšia korózna odolnosť, nutná ochrana
- citlivá na medzikryštálovú a exfoliačnú koróziu