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2024 barra di alluminio

2024 L'asta quadrata in alluminio viene spesso utilizzata come materiale elastico per sensori di pesatura medio e ridotto . La sua caratteristica del modulo elastico basso consente al sensore di produrre una deformazione sufficiente quando è sottoposto alla forza, misurando così accuratamente e trasmettendo segnali di forza o di pressione .}

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1. composizione materiale e processo di produzione

2024 lega di alluminio (AMS 4120, ASTM B211) è una lega in alluminio in alluminio di alta resistenza di alta resistenza, apprezzata per il suo eccellente rapporto resistenza-peso, machinabilità superiore e buone prestazioni a fatica . La configurazione dello stock a barre offre proprietà ottimizzate per componenti strutturali critici:

Elementi di lega primaria:

Copper (Cu): 3.8-4.9% (elemento di rafforzamento primario)

Magnesio (mg): 1.2-1.8% (indurimento delle precipitazioni)

Manganese (Mn): 0.3-0.9% (controllo della struttura del grano)

Silicio (SI): meno o uguale allo 0,5% (migliora la castabilità)

Materiale di base:

Alluminio (AL): maggiore o uguale al 90,7% (saldo)

Impurità controllate:

Iron (Fe): meno o uguale allo 0,5% Max

Zinco (zn): meno o uguale allo 0,25% max

Titanio (TI): meno o uguale allo 0,15% max

Chromium (CR): meno o uguale allo 0,10% max

Altri elementi: meno o uguale allo 0,05% ciascuno, inferiore o uguale allo 0,15% in totale

Processo di produzione premium:

Preparazione delle billette:

Alluminio primario ad alta purezza (minimo del 99,7%)

Aggiunte di elementi legati precisi

Filtrazione attraverso filtri in schiuma in ceramica

Trattamento degassante (idrogeno <0,15 ml/100 g)

Casting semi-continuo con chill diretto

Omogeneizzazione:

480-500 grado per 12-24 ore

Controllo della temperatura uniforme: ± 5 gradi

Equilibrazione microstrutturale

Dissoluzione di fase ricca di Cu

Estrusione:

Preriscaldare a 370-400 grado

Ottimizzazione della lubrificazione

Monitoraggio della forza di estrusione computerizzata

Exit Temperation Control: 450-480 grado

Ottimizzazione della velocità di raffreddamento per lo sviluppo della proprietà

Raddrizzamento entro 4 mm/m

Soluzione Trattamento termico:

490-500 grado per 1 ora (diametro-dipendente)

Uniformità della temperatura: ± 3 gradi

Trasferimento rapido al mezzo di spegnimento

Spegnimento:

Cold Water (5-30 grado)

Agitazione per raffreddamento uniforme

Tempo di trasferimento massimo: 15 secondi

Tasso di raffreddamento minimo: 100 gradi /sec in superficie

Raddrizzamento freddo:

Raddrizzamento della pressa idraulica

Massimo 1-2% di lavoro a freddo

Riduzione dello stress residuo

Invecchiamento artificiale:

T3: invecchiamento naturale a temperatura ambiente

T351: sollievo da stress + invecchiamento naturale

T4: Soluzione Trattata calore + Invecchiamento naturale

T6: invecchiamento artificiale a 190 gradi per 12 ore

Tracciabilità del processo completo con documentazione di qualità specifica del lotto .

2. Proprietà meccaniche della barra di alluminio 2024

Proprietà	T351 (min)	T351 (tipico)	T6 (min)	T6 (tipico)	Metodo di prova
Ultimata resistenza alla trazione	425 MPA	440-470 MPA	440 MPA	460-490 MPA	ASTM E8
Resistenza alla snervamento (0,2%)	290 MPA	310-345 MPA	345 MPA	360-400 MPA	ASTM E8
Allungamento (2 pollici)	10%	12-17%	5%	6-10%	ASTM E8
Durezza (Brinell)	110 hb	115-125 hb	120 Hb	125-135 hb	ASTM E10
Forza a fatica (5 × 10⁸)	130 MPA	140-150 MPA	120 MPA	125-140 MPA	ASTM E466
Forza di taglio	270 MPA	285-300 MPA	280 MPA	290-310 MPA	ASTM B769
Frattura Strumenti (K₁C)	26 mPa√m	28-32 mpa√m	20 mPa√m	22-25 mpa√m	ASTM E399
Modulo di elasticità	73,1 GPA	73,1 GPA	73,1 GPA	73,1 GPA	ASTM E111

Distribuzione della proprietà:

Rapporto di proprietà longitudinale a trasversale: 1.00: 0.85-0.90

Variazione attraverso il diametro:<5% for bars up to 100mm

Variazione da nucleo a superficie:<8 HB

Conservazione della proprietà dopo esposizione termica: eccellente sotto i 100 gradi

3. caratteristiche microstrutturali

Caratteristiche microstrutturali chiave:

Struttura del grano:

Cereali allungati in direzione di estrusione

Dimensione del grano ASTM 5-7 (50-70 μm)

Proprietà: da 2: 1 a 5: 1

Sviluppo del sottogruppo nel temperamento T351

Distribuzione precipitata:

Al₂cu (θ/θ ') Rafforzamento dei precipitati: 5-50 nm

Al₂cumg (fase S) precipitati

Al₁₂mn₃si Dispersoids: 50-200 nm

Al₇cu₂fe Intermetallics: dimensioni e distribuzione controllate

Sviluppo della trama:

Forte<111>E<100>trame in fibra

Texture di deformazione trattenuta dopo il trattamento termico

Intensità della trama: 3-8 × Random

Caratteristiche speciali:

Ricristallizzazione controllata da MN Dispersoids

L'invecchiamento naturale coinvolge la formazione di zone GP

Temperatura T6: θ '(al₂cu) Dominanza precipitata

Zone senza precipitazioni vicino ai confini del grano:<50nm

4. Specifiche dimensionali e tolleranze

Parametro	Gamma standard	Tolleranza di precisione	Tolleranza commerciale	Metodo di prova
Diametro (round)	10-300 mm	± 0,15 mm fino a 30 mm	± 0,25 mm fino a 30 mm	Micrometro
		± 0,5% superiore a 30 mm	± 1,0% superiore a 30 mm
Larghezza (rettangolo)	10-250 mm	± 0,20 mm fino a 50 mm	± 0,30 mm fino a 50 mm	Pinza
		± 0,4% superiore a 50 mm	± 0,8% superiore a 50 mm
Lunghezza	2000-6000 mm	± 3 mm	± 6 mm	Metro a nastro
Rette	N/A	0,5 mm/m	1,0 mm/m	Rettanchi
Twist (rettangolare)	N/A	2 gradi massimo per metro	4 gradi massimo per metro	Goniometro
Rugosità superficiale	N/A	3,2 μm RA MAX	6,3 μm RA MAX	Profilometro

Forme disponibili standard:

Barra rotonda: diametri 10-300 mm

Barra esagonale: attraverso gli appartamenti 10-100 mm

Barra quadrata: dimensioni laterali 10-150 mm

Barra rettangolare: larghezza fino a 250 mm, spessore da 10 mm

Servizio tagliato a lungo disponibile

5. Designazioni di temperamenti e opzioni di trattamento termico

Codice temperamento	Descrizione del processo	Applicazioni ottimali	Caratteristiche chiave
T351	SOLUZIONE TRATTATO CALORE, STRESS STATI ALIMENTATO DA STRUMPO (1-3%), invecchiato naturalmente	Componenti strutturali aerospaziali, parti lavorate	Eccellente macchinabilità, un buon equilibrio per la tuma della forza
T4/T451	Soluzione Trattata termica, invecchiato naturalmente	Parti che richiedono la massima formabilità	Migliore formabilità, forza moderata
T6/T651	Soluzione Trattata termica, invecchiato artificialmente	Applicazioni di massima resistenza	La massima resistenza, duttilità ridotta
T861	SOLUZIONE TRATTATO CALORE, FACCIATO COLD, ARTICIAMENTE	Componenti altamente stressati	Alta resistenza con una buona resistenza SCC
T3	Soluzione Trattata termica, freddo, invecchiato naturalmente	Applicazioni per scopi generici	Buon equilibrio delle proprietà

Guida alla selezione dei temperamenti:

T351: ottimale per le parti lavorate dallo stock a barra

T6: quando è richiesta la massima resistenza

T4: quando sono necessarie le operazioni post-formazione

T 861: per i componenti esposti a stress elevato in ambienti corrosivi

6. caratteristiche di lavorazione e fabbricazione

Operazione	Materiale dell'utensile	Parametri consigliati	Commenti
Rotazione	Carbide, PCD	Vc =300-600 m/min, f =0.1-0.3 mm/rev	Ottima rottura del chip
Perforazione	HSS-CO, carburo	Vc =70-120 m/min, f =0.2-0.4 mm/rev	Buona qualità del foro
Fresatura	Carbide, PCD	Vc =300-700 m/min, fz =0.1-0.3 mm	Preferito la fresatura di arrampicata
Toccando	HSS-E, rivestito di stagno	Vc =15-25 m/min	Eccellente qualità del filo
Alesatura	Carbide, PCD	Vc =40-80 m/min, f =0.2-0.5 mm/rev	Tolleranza H7 Ottenere
Perforazione profonda	Carburo, HSS-CO	Vc =60-90 m/min, beccando ciclo	Eccellente evacuazione del chip

Guida di fabbricazione:

Rating di macchinabilità: 70% (1100 alluminio=100%)

Surface Finish: Excellent (ra 0.8-3.2 μm Achieveble)

Formazione di chip: chip da corto a medio

RESPATENZA: EMULSIONE ACQUA PREFERITA (8-10% Concentrazione)

Abbigliamento per utensili: moderato con parametri adeguati

Formazione di Burr: minimo con strumenti acuti

Lavoro a freddo: buona formabilità in condizioni T4

Hot Working: 350-450 grado di temperatura consigliato

Saldabilità: limitato (critica di pulizia pre-raggiungimento)

7. Sistemi di resistenza e protezione della corrosione

Tipo di ambiente	Valutazione della resistenza	Metodo di protezione	Prestazioni previste
Atmosfera industriale	Moderare	Anodizing + Paint	5-10 anni con manutenzione
Ambiente marino	Povero	Anodizzante + cromato + vernice	3-5 anni con manutenzione
Alta umidità	Giusto	Anodizing Tipo II	2-3 anni senza ulteriore protezione
Corrosione da stress	Povero in t351, meglio in t 861	Shot Peenening + Protection	Specifico dell'applicazione
Esfoliazione	Davvero a buono	Trattamento termico adeguato	I tempi T7X preferivano per le app critiche

Opzioni di protezione della superficie:

Anodizzante:

Tipo II (solforico): 10-25 μm Spessore

Tipo III (hard): 25-75 μm Spessore

Chromic: 2-7 μm (applicazioni aerospaziali)

Rivestimenti di conversione:

Cromato per mil-dtl -5541 classe 1a

Alternative non cromium disponibili

Sistemi di pittura:

Primer epossidico + topcoat in poliuretano

Sistemi qualificati aerospaziali disponibili

Protezione meccanica:

PEINGING Shot per una maggiore fatica e resistenza SCC

Bruning per una migliore finitura superficiale

8. Proprietà fisiche per la progettazione ingegneristica

Proprietà	Valore	Considerazione del design
Densità	2,78 g/cm³	Calcolo del peso per i componenti
Gamma di fusione	502-638 grado	Limitazioni del trattamento termico
Conducibilità termica	120-150 W/m·K	Progettazione di gestione termica
Conducibilità elettrica	30-40% IACS	Progettazione di applicazioni elettriche
Calore specifico	875 J/kg · k	Calcoli di massa termica
Espansione termica (CTE)	23.2 ×10⁻⁶/K	Analisi dello stress termico
Il modulo di Young	73,1 GPA	Calcoli di deflessione e rigidità
Il rapporto di Poisson	0.33	Parametro di analisi strutturale
Classificazione della macchinabilità	70% (1100=100%)	Pianificazione della produzione

Considerazioni di progettazione:

Intervallo di temperatura operativa: -80 grado in +120

Conservazione della proprietà: eccellente al di sotto di 100 gradi

Conduttività elettrica: 30% IACS (T3), 40% IACS (T6)

Rilassamento da stress: minimo al di sotto di 100 gradi

Proprietà magnetiche: non magnetica

Capacità di smorzamento: basso (tipico delle leghe di alluminio)

9. Assicurazione e test di qualità

Procedure di test standard:

Composizione chimica:

Spettroscopia di emissione ottica

Verifica di tutti i principali elementi e impurità

Test meccanici:

Test di trazione (longitudinale e trasversale)

Test di durezza (Brinell o Rockwell)

Conduttività elettrica per la verifica del temperamento

Ispezione dimensionale:

Diametro/dimensioni in più posizioni

Verifica rettilinea

Misurazione della finitura superficiale

Ispezione visiva:

Valutazione dei difetti superficiali

Verifica di qualità per finire

Test specializzati (quando richiesto):

Ispezione ultrasonica per AMS-STD -2154

Ispezione penetrante

Valutazione del flusso di grano

Esame microstrutturale

Certificazioni standard:

Mill Test Report (en 10204 3.1)

Certificazione di analisi chimica

Certificazione delle proprietà meccaniche

Certificazione del trattamento termico

Rapporto di ispezione dimensionale

10. Considerazioni su applicazioni e design

Applicazioni primarie:

Componenti di carrello di atterraggio dell'aeromobile

Raccordi e connettori aerospaziali

Elementi strutturali ad alta resistenza

Componenti automobilistici critici

Applicazioni del settore della difesa

Parti di precisione macchina

Componenti degli utensili da muffa

Bulloni e dispositivi di fissaggio ad alte prestazioni

Componenti del sistema idraulico

Asta di collegamento e alberi di trasmissione

Vantaggi del design:

Eccellente rapporto resistenza-peso

Machinabilità superiore per parti complesse

Buone prestazioni a fatica

Alta tenacità della frattura in condizioni T351

Stabilità dimensionale dopo la lavorazione

Adatto per applicazioni critiche di carico

Buona resistenza all'usura con trattamenti superficiali adeguati

Storia comprovata nelle applicazioni aerospaziali

Proprietà prevedibili e coerenti

Ampiamente disponibile in varie dimensioni e forme

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