Pergunte a três engenheiros para que serve o alumínio 2024 e você obterá três respostas diferentes – uma carcaça de aeronave, uma roda de caminhão, um coletor hidráulico – e todas as três estarão certas. 2024 é um dos cavalos de batalha mais antigos e respeitados da família 2xxx, e sua combinação de alta resistência e longa vida útil à fadiga ainda o torna o ponto de referência para o alumínio contendo cobre. O que se segue é um passo a passo prático das propriedades do material de alumínio 2024: quais são realmente os números, como eles mudam com a têmpera, onde a liga tem dificuldades e como julgar se ela pertence ao seu projeto.
2024 pertence à série 2xxx, o que significa que o cobre é seu principal elemento de liga, em vez do par magnésio-silício que define a família 6xxx. O cobre e o magnésio juntos formam a fase Al2CuMg que faz o fortalecimento durante o envelhecimento, razão pela qual 2024 atinge resistências à tração que 6061 só se aproxima após um tratamento térmico muito diferente.
A liga é padronizada como AA2024 nos Estados Unidos (UNS A92024) e como EN AW-2024, ou AlCu4Mg1, na Europa. Normalmente é fornecido como chapa, chapa, vareta, barra, fio e tubo, e também é estocado como Alclad 2024 – um núcleo 2024 ligado a uma fina camada superficial de alumínio comercialmente puro ou uma liga de revestimento contendo zinco para proteção contra corrosão, um detalhe que vale a pena retornar mais tarde.
É aqui que devemos ser francos com você. 2024 não é uma liga de extrusão comum. A maioria dos perfis que saem de nossas prensas — seções de janelas e paredes cortina, molduras solares, trilhos de linha de montagem, bandejas de bateria — são da classe 6xxx, porque eles extrudam de forma limpa, soldam bem e recebem um acabamento anodizado previsível. Quando um desenho indica 2024, geralmente significa chapa ou chapa, ou uma peça usinada cortada em barra. Saber qual formulário você realmente precisa é o primeiro passo para escolher com sensatez.
A janela de composição é estreita, e essa estanqueidade é o ponto: as propriedades mecânicas de 2024 dependem de manter as impurezas baixas o suficiente para que as fases de reforço dominem, em vez das partículas grossas contendo ferro e silício.
| Elemento | Conteúdo (% em peso) |
|---|---|
| Alumínio | Equilíbrio |
| Cobre | 3,8–4,9 |
| Magnésio | 1,2–1,8 |
| Manganês | 0,3–0,9 |
| Silício | 0,50 máx. |
| Ferro | 0,50 máx. |
| Zinco | 0,25 máx. |
| Titânio | 0,15 máx. |
| Outros, cada um | 0,05 máx. |
| Outros, total | 0,15 máx. |
O cobre fornece a resistência, o magnésio faz parceria com ele e o manganês atua na estrutura e resistência dos grãos, ao mesmo tempo que ajuda a controlar o tamanho das partículas intermetálicas. O ferro e o silício são tratados como impurezas e mantidos em meio por cento cada, de modo que a liga se comporta de maneira previsível de calor em calor, em vez de ficar à deriva com qualquer sucata que entra no forno.
Temperamento conta quase tudo sobre como uma peça de 2024 se comportará. Na condição O recozida a liga é macia e moldável. T3 significa solução tratada, trabalhada a frio e envelhecida naturalmente; T351 é o mesmo com uma passagem de alongamento que alivia a maior parte do estresse residual. O T4 é envelhecido naturalmente sem trabalho a frio, enquanto o T81 e o T851 são envelhecidos artificialmente após o trabalho a frio – mais fortes e mais duros, com menos ductilidade, mas com estabilidade dimensional muito melhor quando usinados.
| Temper | Resistência à tração | Força de rendimento (0,2%) | Alongamento | Dureza típica |
|---|---|---|---|---|
| 2024-O | ≈186MPa | ≈76MPa | ≈20% | ≈47 HB |
| 2024-T3/T351 | ≈470–483 MPa | ≈325–345 MPa | ≈18–19% | ≈120 HB |
| 2024-T4 | ≈469MPa | ≈324MPa | ≈20% | ≈120 HB |
| 2024-T81/T851 | ≈490–495 MPa | ≈440–455 MPa | ≈8–10% | ≈130 HB |
Esses números são valores típicos, não permitidos pelo projeto. Os mínimos publicados na ASTM B209 ou EN 485 ficam abaixo deles, e a boa prática é projetar de acordo com o mínimo da especificação e depois confirmar com os certificados da fábrica. O outro número que importa é a fadiga: no temperamento T3, a resistência do feixe rotativo gira em torno de 138 MPa a 500 milhões de ciclos, alta em relação à resistência à tração. Essa proporção é precisamente a razão pela qual a liga sobreviveu a décadas de serviço na fuselagem.
Os números térmicos merecem uma pausa. Se a peça for um dissipador de calor, um invólucro ou uma tampa que precisa liberar calor, uma seção extrudada 6xxx afastará esse calor com muito mais eficiência do que a placa 2024. Onde o gerenciamento térmico é o verdadeiro trabalho, geralmente esse é o caminho que recomendamos.
Perfis de alumínio da carcaça do motor para sistemas de acionamento elétrico Os perfis extrudados da carcaça do motor 6xxx suportam sistemas de acionamento elétrico e dissipação de calor, tornando-os relevantes onde o gerenciamento térmico supera a placa 2024. Ver Produto → O cobre é o que torna 2024 forte, e o cobre também é o que o torna uma das ligas comuns menos tolerantes em ambientes úmidos. As fases ricas em cobre nos limites dos grãos formam células galvânicas, de modo que o 2024 desprotegido é propenso ao ataque intergranular e, em seções mais espessas, à esfoliação e à fissuração por corrosão sob tensão na direção transversal curta.
Três respostas práticas cobrem a maioria das situações:
Para instalações costeiras ou partes que sofrem lavagens regulares, esta é a seção a ser levada a sério. Às vezes, a resposta honesta é mudar para uma liga 5xxx ou 6xxx, em vez de passar anos lutando contra a corrosão.
Forme 2024 na condição O e envelheça depois sempre que a geometria permitir. No T3, os raios de curvatura devem ser generosos e não competem com 5052 ou 3003 para estampagem profunda.
No T351 ou T851, o 2024 usina de forma limpa e produz cavacos bem quebrados. O T351 é esticado após o tratamento com solução, o que alivia a maior parte do estresse residual; para peças grandes e com tolerâncias rígidas, T851 ou uma classe de placa com alívio de tensão geralmente é o pedido mais seguro.
Esta é a limitação que surpreende as pessoas. 2024 não é uma liga de soldagem por fusão: a soldagem a arco provoca trincas a quente e destrói a resistência na zona afetada pelo calor. Rebitagem, aparafusamento, colagem e, onde as ferramentas permitirem, soldagem por fricção são as rotas viáveis. Projete a junta antes de projetar a peça.
A maioria das decisões de especificação na prática se resumem a essas três ligas. Aqui está uma comparação em nível de design:
| Propriedade | 2024-T3 | 6061-T6 | 7075-T6 |
|---|---|---|---|
| Resistência à tração | ≈483MPa | ≈310 MPa | ≈572MPa |
| Força de rendimento | ≈345MPa | ≈276 MPa | ≈503MPa |
| Alongamento | ≈18% | ≈12% | ≈11% |
| Resistência à corrosão | Justo, vestido na prática | Bom | Justo |
| Soldabilidade | Pobre | Bom | Pobre |
| Usinabilidade | Bom | Bom | Bom |
| Custo relativo | Médio | Baixo | Alto |
| Ajuste típico | Estrutura crítica de fadiga | Extrusões e molduras | Alto-strength machined parts |
Se a sua peça for uma extrusão em vez de chapa ou chapa, a conversa muda, porque 6063-T5 e seus parentes dominam por boas razões. As diferenças no acabamento superficial, tolerância e união são descritas neste guia para Propriedades e usos de 6063-T5 . Não é incomum um cliente chegar perguntando sobre 2024 e sair com uma extrusão 6xxx que é mais barata, soldável e forte o suficiente para o caso de carga real.
No lado dos veículos elétricos, as peças que construímos com mais frequência não são 2xxx. Os invólucros da bateria e as estruturas de proteção são dominados por seções extrudadas de 6xxx e 7xxx, que soldam e esmagam de forma previsível. Porém, onde um projeto realmente precisa de resistência máxima em uma junta aparafusada ou colada, as propriedades da classe 2024 continuam sendo uma opção real, e uma conversa antecipada economiza a maior parte do retrabalho.
Perfis de alumínio da bandeja de bateria para veículos de novas energias Perfis leves de bandeja de bateria de alumínio suportam novos sistemas de bateria de veículos de energia com resistência estrutural e dissipação de calor. Ver Produto → As estruturas de absorção de energia seguem a mesma lógica. Uma caixa de proteção deve ser dobrada de maneira controlada; portanto, a liga, a têmpera e a espessura da parede devem ser selecionadas em conjunto, em vez de uma de cada vez; nosso perfis de alumínio para caixa de colisão página cobre a visão do lado da extrusão dessa compensação.
Anos de trabalho com alumínio ensinam que a seleção da liga raramente envolve o melhor número em uma folha de dados. É sobre quais propriedades importam para esta peça, neste ambiente, feita neste processo. Se você está pesando 2024 contra uma extrusão 6xxx para uma moldura, um alojamento ou um perfil estrutural, envie-nos o desenho e o caso de carga - nós lhe diremos honestamente o que executaríamos e o que evitaríamos.
+86-19156366875
Nº 1016, Estrada Baocheng, Zona de Desenvolvimento Econômico e Tecnológico, Cidade de Xuancheng, Província de Anhui, China
Direitos de autor© Anhui Huilong Group Huilv New Material Technology Co., Ltd. Todos os direitos reservados
Fabricantes de perfis de alumínio
