ورق آلومینیوم آلیاژ 2091

 

2091  آلیاژ آلومینیوم لیتیوم، آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم فرفورژه آمریکایی.   2091 یک آلیاژ آلومینیوم با مقاومت متوسط است که 8 درصد چگالی کمتری نسبت  به 2024-T3 دارد و 7 درصد از لحاظ مدول الاستیک بیشتر است.  سری 2219  آلیاژ آلومینیوم برای بهبود خواص دمای بالا سری 2000، با تمایل به ترک  حرارتی کم و جوش پذیری خوب توسعه یافته است.  آلیاژ آلومینیوم 2091 از نظر  شکل پذیری گرم کمی بالاتر از آلیاژ آلومینیوم 2219 است و حساسیت بیشتری به  ترک خوردگی گرم دارد که این نقطه ضعف آلیاژ آلومینیوم 2091 است. 


در  فرآیند خنک‌سازی، شکل‌پذیری 2091 به آرامی بهبود می‌یابد و شکل‌پذیری پس  از گرم شدن تا دمای مقاومت صفر به طور کامل قابل بازیابی نیست.  تفاوت کمی  بین شکل پذیری گرم محوری و جانبی آلیاژ آلومینیوم 2091 وجود دارد.  دمای  شکل پذیری صفر 540 درجه سانتیگراد است که در آن دما از شکستگی ترانس دانه  ای به شکستگی اپیتاکسیال تغییر می کند. 


دلیل از بین رفتن  شکل پذیری آلیاژ آلومینیوم 2091 به این دلیل است که فاز T2 در مرز دانه  تجمع می یابد و در نتیجه ذوب یوتکتیک نامتعادل ایجاد می شود که منجر به  مایع شدن مرز دانه می شود.  در طی فرآیند خنک سازی، فاز T2 نمی تواند به  طور کامل بازیابی شود و حفره ها باقی می مانند.  استفاده از NST به عنوان  دمای پیک سیکل حرارتی برای اندازه گیری حساسیت ترک حرارتی در دمای بالا  2091-T3 بهتر است.


آلیاژ آلومینیوم 2091 به عنوان یک  آلیاژ مقاوم در برابر آسیب با 8 درصد چگالی کمتر و 1 درصد مدول بالاتر  نسبت به 2024-T3 ساخته شد، یک آلیاژ اصلی مقاوم در برابر آسیب که در حال  حاضر برای اکثر سازه های هواپیما استفاده می شود.  آلیاژ آلومینیوم 2091  همچنین برای استفاده در سازه های ثانویه که استحکام بالا حیاتی نیست مناسب  است. 


آلیاژ آلومینیوم 2091 در انجمن آلومینیوم ثبت شده  است.  انواع مختلفی از حالت‌ها برای ارائه ترکیب‌های مفیدی از استحکام،  مقاومت در برابر خوردگی، تحمل آسیب و قابلیت ساخت ایجاد می‌شوند.   ریزساختار 2091 با توجه به ضخامت محصول و تولید کننده متفاوت است.  به طور  کلی، گیج‌های بالای 3.5 میلی‌متر دارای ریزساختار تبلور مجدد نشده‌اند، و  گیج‌های سبک‌تر دارای ساختار دانه‌ای متبلور مجدد هستند. 


به  طور کلی رفتار آلیاژ آلومینیوم 2091 مشابه رفتار سایر آلیاژهای 2xxx و  7xxx است.  ویژگی های موادی که در سایر آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم باعث  نگرانی شده است در سال 2091 کمتر مورد توجه قرار می گیرد. آلیاژ 2091 نسبت  به سال 2024 کمتر به کار سرد وابسته است تا به خواص خود دست یابد. از این  نظر که تغییرات در خواص در طول عمر یک جزء برای اکثر کاربردهای تجاری قابل  قبول است، نسبتاً پایدار هستند. 


مقاومت لایه برداری  2091-T84، مانند مقاومت 2024، بسته به ریزساختار محصول و سرعت خاموش شدن آن  متفاوت است.  هر چه ساختار غیر متبلورتر باشد، حمله لایه برداری یکنواخت  تر می شود.  با این حال، مقاومت لایه برداری 2091 به طور کلی با گیج های  مشابه 2024-T3 قابل مقایسه است. 


رابطه ریزساختاری برای  ترک خوردگی تنش - خوردگی در محصولات ورق برعکس آن برای لایه برداری است.   همانطور که ریزساختار فیبری تر می شود، آستانه SCC افزایش می یابد.  برای  ساختارهای تبلور مجدد نشده ضخیم تر و ساختارهای تبلور مجدد نازک تر، می  توان به آستانه SCC 240 مگاپاسکال دست یافت که در مقایسه با 2024-T3 بسیار  خوب است.  برای محصولات نازک تر، آستانه بسته به سنج و تولید کننده متفاوت  است.  ممکن است 50 تا 60 درصد قدرت تسلیم یا 75 درصد قدرت تسلیم بالا باشد.  


اگرچه آزمایش خستگی در سال 2091 توسط تعدادی از  آزمایشگاه‌ها، تولیدکنندگان و کاربران انجام شده است، اما تفسیر نتایج  دشوار بوده است.  نتایج برای سال 2091 نسبت به سال 2024، تقریباً معادل  نتایج سال 2024، یا کمتر از نتایج سال 2024 بوده است. قرار است به عنوان  جایگزینی برای سال 2024 استفاده شود. 



ترکیب شیمیایی: 


عنصر
ارزش
آلومینیوم
91.9 - 95.4٪
کروم
<= 0.10٪
فلز مس
1.8 - 2.5٪
اهن
<= 0.30٪
لیتیوم
1.7 - 2.3٪
منیزیم
1.1 - 1.9٪
منگنز
<= 0.10٪
دیگر، هر کدام
<= 0.05٪
دیگر، کل
<= 0.15٪
سیلیکون
<= 0.20٪
تیتانیوم
<= 0.10٪
فلز روی
<= 0.25٪
زیرکونیوم
0.04 - 0.16٪


ویژگی های مکانیکی: 


فواید
ارزش
تراکم
2.58 گرم بر سی سی
استحکام کششی، نهایت
430 مگاپاسکال
استحکام کششی، بازده
330 مگاپاسکال
ازدیاد طول در نقطه شکستن
18 درصد
مدول الاستیسیته
75.0 گیگا پاسکال
CTE، خطی
23.9μm/m-°C @ دما 20.0 - 100 درجه سانتیگراد
ظرفیت حرارتی خاص
0.860 J/g-°C در دمای 100 درجه سانتیگراد
رسانایی گرمایی
84.0 W/mK
نقطه ذوب
560 - 670 درجه سانتیگراد
سولیدوس
560 درجه سانتی گراد
مایع
670 درجه سانتی گراد