
2024 T351 Placa de aluminio
Con el avance continuo de la tecnología de aviación y la expansión del mercado de la aviación, la demanda de materiales de aleación de aluminio de alto rendimiento también está aumentando. La demanda de placas de aleación de aluminio 2024, como un excelente material de aviación, continuará creciendo.
1. Composición de material y proceso de fabricación
2024 Aleación de aluminio (AMS 4035, ASTM B209, EN 485) es una aleación Al-CU-MG de alta resistencia diseñada para aplicaciones estructurales críticas. El temperamento T351 proporciona tenacidad a la fractura óptima a través del tratamiento térmico de la solución, estiramiento controlado y envejecimiento natural:
Química de aleación:
Cobre (cu): 3. 8-4. 9% (endurecimiento por precipitación)
Magnesio (mg): 1. 2-1. 8% (formación de fase S)
Manganeso (mn): 0. 30-0. 9% (refinamiento de grano)
Hierro (Fe): menor o igual a 0. 50% max
Material base:
Aluminio (AL): mayor o igual al 93.5% (saldo)
Impurezas controladas:
Zinc (zn): menor o igual a 0. 25% max
Cromo (cr): menor o igual a 0. 10% max
Silicon (Si): menor o igual a 0. 50% max
Procesamiento termomecánico de precisión:
Casting directo de enfriamiento: 700-750 Temperatura fundida de grado
Homogeneización: 480-495 grado para 12-24 horas
Hot Rolling: Reducción en 400-440 grado
Tratamiento térmico de solución: 493-502 grado (± 3 grados) para 1. 5-2 horas
Water Quenching: Cooling rate >170 grados /seg
Estiramiento: conjunto permanente 1. 5-3% (T351 específico)
Envejecimiento natural: 30-120 días a temperatura ambiente
Certificado a las especificaciones AMS 4035 y NAS 402 con trazabilidad aeroespacial completa de la fusión a la placa.
2. Propiedades mecánicas del estado de temperatura T351
|
Propiedad |
Mínimo |
Típico |
Estándar de prueba |
Importancia aeroespacial |
|
Resistencia a la tracción definitiva |
415 MPA |
440-480 MPA |
ASTM B557 |
Superior al temperamento T3 |
|
Fuerza de rendimiento (RP 0. 2) |
275 MPa |
300-320 MPA |
ASTM B557 |
85% de retención a 150 grados |
|
Alargamiento (calibre de 50 mm) |
8% |
10-15% |
ASTM B557 |
Más alto en dirección rodante |
|
Resistencia al corte |
255 MPa |
285 MPA |
ASTM B831 |
65% de la resistencia a la tracción |
|
Fuerza de soporte |
580 MPA |
620 MPA |
ASTM E238 |
e/d {{0}}. 0 condición |
|
Fuerza de fatiga (10 ⁷) |
140 MPa |
160 MPa |
ASTM E466 |
R =0. 1 condición |
|
Dureza (Brinell) |
120 HB |
125-135 HB |
ASTM E10 |
De manera consistente a través de la sección |
|
Hardedad de la fractura (K₁C) |
35 MPA√m |
40 MPA√m |
ASTM E399 |
Orientación LT preferida |
|
Rendimiento de compresión |
275 MPa |
300 MPa |
ASTM E9 |
Aplicaciones de costilla/spar |
3. Microestructura y procesamiento termomecánico
T351 especificaciones de temperatura:
Tratamiento térmico de la solución:
Temperatura: 495 ± 5 grados
Tiempo de remojo: grosor de 30 minutos/pulgadas
Retraso de enfrentamiento:<10 seconds
Proceso de estiramiento:
Conjunto permanente: 2. 0-2. 5%
Tolerancia de uniformidad: ± 0. 15%
Cinética de envejecimiento natural:
80% de propiedades en 4 días
Estabilización completa en 30 días
Características microestructurales:
Estructura de grano: irreystalizado con granos de panqueques
Relación de aspecto: 8-10: 1 en dirección rodante
Fases precipitadas:
θ '(al₂cu) plaquetas (10-100 nm)
Fases S (Al₂cumg)
Disipnoides:
Al₂₀cu₂mn₃ compuestos
Densidad de dislocación: 5-8 × 10¹⁰/cm²
Tamaño del subgran: 1-3 μm
4. Especificaciones y tolerancias dimensionales
|
Parámetro |
Tolerancia aeroespacial |
Tolerancia comercial |
Notas |
|
GROSO (3-150 mm) |
±0.3% |
±0.7% |
AMS 4035 Clase A |
|
Ancho (1200-3000 mm) |
± 3 mm |
± 12 mm |
Zona de exclusión de borde 25 mm |
|
Longitud (2400-12000 mm) |
+5/-0 mm |
+20/-0 mm |
Recortes de precisión disponibles |
|
Llanura |
0. 2% de longitud |
0. 5% de longitud |
Por requisitos de NAS 402 |
|
Cuadrícula |
1 mm/1000 mm |
3 mm/1000 mm |
Crítico para los spares |
|
Aspereza de la superficie |
0. 4-0. 8 μm RA |
1. 0-3. 0 μm ra |
Acabado espejo opcional |
Capacidades especiales:
Placas de gran tamaño: hasta 4000 mm de ancho × 15000 mm de largo
Inspección ultrasónica: ASTM B594 Nivel AA
Condiciones de borde: corte mecanizado, cortado o abrasivo
Fórmula de peso: espesor (mm) × ancho (m) × longitud (m) × 2. 78=peso (kg)
5. Sistemas de resistencia y protección de la corrosión
|
Ambiente |
Actuación |
Método de protección |
Aplicación aeroespacial |
|
Exposición a la humedad |
Justo |
Versión Alclad recomendada |
Paneles de piel |
|
Spray de sal (500hr) |
Pobre |
Anodizante + Primer requerido |
Estructuras externas |
|
Corrosión por estrés |
Moderado |
Overaging (T851) Opcional |
Componentes de carga crítica |
|
Exfoliación |
Pobre |
Revestimiento esencial |
Superficies del ala |
|
Medio ambiente del tanque de combustible |
Bien |
Recubrimientos de tanques de combustible integrales |
Estructuras de cajas de ala |
|
Corrosión galvánica |
Justo |
Arandelas de aislamiento |
Juntas sujetas |
Sistemas de tratamiento de superficie:
Recubrimiento Alclad: 5-10% de espesor total por lado
Anodizante:
Ácido crómico: 2. 5-5. 0 μm
Ácido sulfúrico: 10-25 μm
Primeros:
Epoxi Primers (8-15 μm)
Primeros de cromato (5-8 μm)
Topcoats:
Poliuretano TopCoats (25-50 μm)
Selladores de tanques de combustible especializados
Conversión química: sistemas de titanio-circonio
6. Propiedades de mecanizado y fabricación
|
Operación |
Material de herramienta |
Parámetros recomendados |
Práctica aeroespacial |
|
Molienda |
Insertos de carburo |
VC =600-1000 m/min, fz =0. 15 mm |
Mecanizado de rpm altos |
|
Perforación |
Taladros de carburo |
VC =80-150 m/min, fn =0. 1 mm/rev |
Se requiere ciclo de perforación de picotaje |
|
Torneado |
Herramientas PCD/CBN |
VC =600-900 m/min |
Mecanizado seco factible |
|
Repente |
Reamers recubiertos |
VC =20-30 m/min |
H8 Tolerancia lograble |
|
Molienda |
Ruedas CBN |
VC =30-35 m/sec |
Acabado superficial RA 0. 2μm |
|
EDM |
Electrodos de grafito |
Actual: 15-30 a |
Mecanizado de cavidad de precisión |
Formando consideraciones:
Bend Radius: 3t mínimo (t=espesor)
Compensación de SpringBack: 2-4 Grado Overbend requerido
Formación en caliente: 150-190 Grado recomendado
Formación de edad de fluencia: 120-130 grado para 8-24 horas
Tratamiento térmico posterior a la formación: prohibido en T351
7. Tecnologías de soldadura y unión
Limitaciones de proceso:
Soldadura por fusión: generalmente no se recomienda
Métodos de unión alternativos:
Remachado: remaches aeroespaciales de Cherrymax
Binción adhesiva: FM -300 Adhesivo de película
Soldadura por fricción: aplicaciones limitadas
Soldadura por haz láser: solo experimental
Bibliotecida: Solución de soldadura de horno de vacío
Reparar protocolo de soldadura:
Condición del material: solo placa T351
Metal de relleno: 4043 o 2319 aleaciones
Precaliente: 120-150 grado obligatorio
Envejecimiento posterior a la soldado: 120 grados /24 horas recomendadas
Requisitos de NDT: Penetrante de tinte obligatorio
8. Propiedades físicas para el diseño aeroespacial
|
Propiedad |
Valor |
Importancia de la aplicación de vuelo |
|
Densidad |
2.78 g/cm³ |
Estructuras críticas de peso |
|
Rango de fusión |
500-635 grado |
Límites de protección del firewall |
|
Conductividad térmica |
121 W/m·K |
Componentes del disipador de calor |
|
Conductividad eléctrica |
34% IACS |
Aplicaciones de vivienda de aviónica |
|
CTE (20-100 grado) |
22.9 ×10⁻⁶/K |
Cálculos de estrés térmico |
|
Módulo de Young |
73.1 GPA |
Modelado de flexión del ala |
|
Ratio de Poisson |
0.33 |
Análisis de elementos finitos |
|
Tasa de crecimiento de grietas de fatiga |
4 × 10⁻⁴ mm/ciclo |
Diseño de tolerancia al daño |
|
Capacidad de amortiguación |
0.001 |
Componentes sensibles a la vibración |
9. Control y certificación de calidad
Protocolo de prueba:
Análisis químico: Spark OES por ASTM E1251
Prueba mecánica:
Muestras longitudinales/transversales
Pruebas de tracción por lote de 1000 kg
Prueba de dureza de fractura:
Valores de K₁C para todos los envíos de placas
Prueba de corrosión:
Activo por ASTM G66
Exco por ASTM G34
Requisitos de NDT:
Ultrasónico por AMS 2631
Inspección de penetrantes fluorescentes
Corriente de Eddy para fallas de superficie
Control de microestructura:
Tamaño de grano por ASTM E112
Análisis de distribución de precipitados
Certificaciones aeroespaciales:
AS9100 Rev D Sistema de calidad
Nadcap acreditado:
Trato térmico
Procesamiento químico
NDT
MIL-Specs:
MIL-A -83377
MIL-PRF -6855
Aprobación del OEM: Boeing D6, Airbus AIMS
Seguridad de la aviación de la UE: Forma EASA 1
10. Aplicaciones y manejo industriales
Aplicaciones aeroespaciales:
Pieles de fuselaje de aviones
Stringers y costillas de ala
Componentes del tren de aterrizaje
Estructuras de montaje del motor
Plataformas de transmisión de RotorCraft
Tanques de combustible para naves espaciales
Fuselaje de misiles
Superficies de control de vuelo
Protocolo de manejo de materiales:
Condiciones de almacenamiento:
Temperatura: 15-30 grado
Humedad:<45% RH
Aislamiento de materiales corrosivos
Requisitos de apilamiento:
Dunnage de madera a intervalos de 300 mm
Altura máxima de la pila: 800 mm
Papel de intercalación protectora
Sistemas de elevación:
Levantadores de almohadilla de vacío
Sistemas de haz de propagación
Accesorios de manejo no magnéticos
Precauciones de transporte:
Protección de VCI (inhibidor de la corrosión de vapor)
Paquetes desecantes
Recintos a prueba de intemperie
Postprocesamiento:
Limpieza de superficie inmediata
Protección de corrosión temporal
Período de envejecimiento controlado
Almacenamiento de tiempo limitado antes de usar
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