2021 Алюминиевый сплав, Алюминиевый сплав 2021, E FORU

### **2021 Введение продукта из алюминиевого сплава** **Обзор** Алюминиевый сплав 2021 года представляет собой высокопрочный, поддающийся термообработке алюминиево-медный сплав, известный своими исключительными характеристиками при повышенных температурах. Его ключевой отличительной чертой является значительное добавление **Zirconium (Zr)**, который образует тонкие, стабильные дисперсоиды, препятствующие рекристаллизации и росту зерен. Это делает 2021 год особенно подходящим для применений, требующих устойчивой прочности и стабильности при температурах выше, чем те, которые обычно возможны со стандартными сплавами серии 2xxx, такими как 2024 или 2017 год. Он обычно используется в темпераменте T81, который включает в себя термическую обработку раствора, холодную обработку и искусственное старение для максимизации его свойств. --- #### **1. Химический состав (% от типичной массы)** Состав 2021 года характеризуется высоким содержанием меди и критическим добавлением циркония. | Элемент | Минимум (%) | Максимум (%) | Примечания | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **Алюминий (Al)** | Баланс | Баланс | - | | **Медь (Cu)** | 5,8 | 6,8 | Первичный укрепляющий элемент. | | **Марганец (Mn)** | 0.20 | 0.40 | Улучшает прочность и контроль структуры зерна. | | **Цирконий (Zr)** | 0.15 | 0.25 | **Ключевой элемент**, который обеспечивает термическую стабильность, подавляя рост зерна при высоких температурах. | | **Титан (Ti)** | 0.02 | 0.10 | Выполняет функции рафинировщика зерна. | | **Кремний (Si)** | - | 0.20 | Примесь. | | **Железо (Fe)** | - | 0.30 | Примесь. | | **Цинк (Zn)** | - | 0.10 | Примесь. | | **Другие (каждый)** | - | 0.05 | - | | **Другие (Всего)** | - | 0.15 | - | Ключевой момент:** Высокое содержание меди и преднамеренное добавление циркония — вот что отличает 2021 год от других. Цирконий образует когерентные осадки Al₃Zr, которые связывают границы зерен, обеспечивая исключительную стойкость к размягчению с течением времени при повышенных температурах. --- #### **2. Физические свойства** | Собственность | Значение / Описание | | :--- | :--- | | **Плотность** | 2,83 г/см³ (0,102 фунта/дюйм³) | | **Диапазон плавления** | ~ 540°C - 650°C (~1000°F - 1200°F) | | **Электропроводность** | ~ 30-35% IACS (Международный стандарт отожженной меди) | | **Теплопроводность** | ~ 120-130 Вт/м·К (при 25°C) | | **Коэффициент теплового расширения** | ~ 23,2 x 10⁻⁶/°C (20-100°C) | --- #### **3. Механические свойства (типичные для отпуска T81)** Отпуск T81 (термическая обработка в растворе, холодная обработка, а затем искусственное состаривание) является стандартным условием для достижения высокой прочности и термической стабильности. | Темперамент | Прочность на разрыв | Предел текучести (смещение 0,2%) | Относительное удлинение (% в 50 мм) | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **2021-Т81** | мин. 455 МПа (66 ksi) | мин. 395 МПа (57 ksi) | мин. 6% | *Примечание: ключевым преимуществом 2021-T81 является его способность сохранять значительную часть этой прочности после длительного воздействия повышенных температур (например, 150-200 °C / 300-400 °F).* --- #### **4. Международные стандарты** Алюминиевый сплав 2021 года указан в нескольких аэрокосмических и общих стандартах. | Стандартная система | Обозначение сплава | Обыкновенные нравы | | :--- | :--- | :--- | | **ASTM (США)** | **2021** | Т81 | | **AMS (Аэрокосмическая промышленность)** | **АМС 4202** | T81 (Лист и плита) | | **UNS (США)** | **А92021** | - | --- #### **5. Применение продукта** 2021 — это специализированный сплав, в основном используемый в высокоэффективных аэрокосмических приложениях, где критически важна термостойкость. *Аэрокосмическая и сверхзвуковая авиация:** ** ** Сверхзвуковая обшивка самолета и элементы конструкции: ** Его способность сохранять прочность при аэродинамических температурах нагрева, возникающих во время продолжительного высокоскоростного полета, является его основным применением. * ** Ракеты и компоненты ракет: ** Используется для корпусов, переборок и других конструкций, которые испытывают умеренный нагрев. * ** Капоты двигателя и аксессуары: ** Для деталей, расположенных рядом с источниками тепла двигателя. * **Высокотемпературные крепления.** --- #### **6. Основные преимущества и рекомендации** ***Преимущества:** * ** Превосходная прочность при повышенных температурах: ** Превосходное сохранение механических свойств после длительного воздействия температур до ~ 200 ° C (400 ° F) по сравнению с большинством других алюминиевых сплавов. * ** Высокое соотношение прочности к весу: ** При повышенных температурах он превосходит многие конкурирующие Al-сплавы. * ** Хорошая стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением:** Отпуск T8 (который включает в себя искусственное старение) обычно обеспечивает лучшую стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением по сравнению с отпуском T4 в других сплавах Al-Cu. ***Соображения:** * ** Плохая коррозионная стойкость: ** Как и все алюминиевые сплавы с высоким содержанием меди, он имеет очень плохую стойкость к общей коррозии, особенно в соленой воде. Для этого требуются защитные покрытия, такие как **Alclad** (для листа) или анодирование. * ** Ограниченная формуемость: ** В темпераменте T81 он имеет низкую пластичность и не подходит для тяжелых операций формования. Формование обычно выполняется в отожженном состоянии («O») перед окончательной термической обработкой. * ** Не поддается сварке: ** Обычно считается несвариваемым при использовании обычных методов сварки плавлением из-за его высокой восприимчивости к затвердеванию, растрескиванию и потере свойств. * ** Специализированный и дорогостоящий: ** Это нишевый сплав премиум-класса по сравнению с более распространенными марками, такими как 2024 или 7075. **Заключение** Алюминиевый сплав 2021-T81 - это узкоспециализированный материал, разработанный для одной из самых сложных сред для алюминия: устойчивой высокой температуры. Несмотря на то, что он разделяет проблемы коррозии и сварки серии 2xxx, его уникальный состав с цирконием обеспечивает решающее преимущество в сверхзвуковых аэрокосмических и ракетных приложениях. Он служит в качестве материального решения там, где необходимы легкие свойства алюминия, но тепловые условия слишком суровы для других алюминиевых сплавов.

Упаковка Стандартная упаковка: Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 1528 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.