2024-T4铝板是一种广泛应用于航空航天和工业领域的高强度铝合金材料,属于Al-Cu-Mg系硬铝合金。以下是其关键特性、性能参数及应用领域的综合分析:
高强度与耐热性
2024-T4铝板在自然时效(T4状态)下具有优异的力学性能,抗拉强度达425 MPa,屈服强度275 MPa,延伸率12%。其高温性能突出,在150℃以下仍能保持高强度和稳定性,甚至在125℃以上时强度超过7075铝合金。
密度:2.78-2.8 g/cm³,轻量化效果显著。
硬度:HB 120-145(T4状态),适合切削加工。
化学成分
主要成分为铝(余量)、铜(3.8-4.9%)、镁(1.2-1.8%)、锰(0.3-0.9%),另含少量硅、铁、锌等元素。高铜含量是其高强度的关键。
局限性
耐腐蚀性较差,需通过包铝处理或表面防护(如涂层)提高耐蚀性。
焊接性能受限,传统焊接易产生裂纹,需采用搅拌摩擦焊(FSW)等特殊工艺。
性能指标 | 参数 | |
---|---|---|
抗拉强度 | 425 MPa | |
屈服强度 | 275 MPa | |
延伸率 | 12-14% | |
电导率(20℃) | 30-40% IACS | |
热膨胀系数 | 22.9 μm/m·k(20-100℃) | |
弹性模量 | 68-72.4 GPa |
航空航天
飞机蒙皮、骨架、翼梁、隔框、起落架支柱等结构件。
导弹构件、火箭锻环及飞船壁板。
交通运输
汽车轮毂、车体结构件、船舶部件及轨道交通材料。
工业与电子设备
零件(如电脑硬盘、相机组件)、食品机械及医疗。
包装用铝箔、印刷PS版基材等。
热处理工艺
需严格控制淬火和时效工艺,以优化强化效果,避免性能波动。
焊接技术
推荐使用搅拌摩擦焊(FSW),可减少气孔和裂纹,焊缝抗拉强度可达377.9 MPa。
铆接是传统可靠连接方。
表面防护
在海洋或潮湿环境中使用时,需采用包铝或涂层处理以提升耐蚀性。
国际标准:对应美标AA 2024、国标2A12(LY12)等。
总结来看,2024-T4铝板凭借其高强度、轻量化和良好的加工性能,成为航空与工业领域的核心材料,但在应用中需注意其耐蚀性和焊接工艺的特殊要求。