الیاژ الومینیوم ۲۰۱۴

آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۴. آلیاژ آلومینیم ۲۰۱۴ از سری آلیاژهای پایه آلومینیم است که در صنعت هوا فضا مورد استفاده قرار می گیرد. [ ۱] یکی دیگر از موارد مصرف این آلیاژ در فریم کامیون است. [ ۲] این آلیاژ در دماهای خاصی به راحتی ماشین کاری می شود، همچنین در بین آلیاژهای موجود آلومینیم دارای استحکام بالایی می باشد، با این وجود جوشکاری آن به دلیل ایجاد ترک مشکل می باشد. [ ۲] آلومینیم ۲۰۱۴ دومین آلیاژ معروف از سری آلیاژهای سری ۲۰۰۰ آلومینیم بعد از آلومینیم ۲۰۲۴ می باشد، در سری ۲۰۰۰ عنصر مس به عنوان عنصر آلیاژی به آلومینیم اضافه می شود. معمولاً برای تولید قطعه از آلومینیوم ۲۰۱۴ از فرایندهای فورج و اکستروژن استفاده می شود. مقاومت به خوردگی این آلیاژ پایین است برای جلوگیری از خوردگی، سطح آن را با آلومینیم خالص می پوشانند یا اینکه سطح آن را با روش های دیگری پوشش دهی می کنند. [ ۳]
قبل از تصویب انجمن نامگذاری آلومینیم در سال ۱۹۴۵، ۲۰۱۴ با یک نام رایج صنعتی بنام "14S" نامیده می شد. [ ۴]
علاوه بر مس که به عنوان عنصر اصلی در آلومینیم اضاف می شود عناصر زیر هم به آن اضافه می شوند. [ ۲]
• کروم: حداکثر ۰٫۱٪
• مس: ۳٫۹٪ - ۵٪
• آهن: ۰٫۷٪
• منیزیم: ۰٫۲٪ - ۰٫۸٪
• سیلیکون :۰٫۵٪ - ۱٫۲٪
• تیتانیم: حداکثر ۰٫۱۵٪
• تیتانیم + روی: حداکثر ۰٫۲٪
• روی: حداکثر ۰٫۲۵٪
انواع خواص مکانیکی در آلومینیم ۲۰۱۴ برابرند با:[ ۵]
• چگالی: 2. 8 g/cm3
• مدول یانگ :73 Gpa
• استحکام نهایی :190 Mpa تا 480Mpa
• هدایت الکتریکی: ۳۴٪ تا 50% IACS
• هدایت حرارتی: ۱۳۰ تا 190 W/M - K
• ضریب انبساط حرارتی: ۲۳µ/m - k
• اصول طراحی: اساسی ترین ویژگی در طراحی آلومینیم ۲۰۱۴ رسیدن به یک استحکام خوب با ایجاد رسوب در آن با استفاده از عملیات حرارتی می باشد. [ ۲]
• قابلیت ماشین کاری: قابلیت ماشین کاری این آلیاژ معمولاً در قطعات آنیل شده خوب می باشد، اما در شرایط عملیات حرارتی شده اندکی سخت تر می شود. برای تراش آن با دستگاه تراش از ابزاری با زاویه براده اصلی ۱۵ درجه، زاویه براده فرعی ۲۰ درجه و زاویه کلیرنس ۱۰ درجه استفاده می شود. استفاده از روانکار روغن یا kerosene برای تمام سطوح ماشین کاری شده توصیه می شود. [ ۲]
• شکل دهی: آلیاژ۲۰۱۴ به روش های سنتی قابل شکل دهی هستند، با این حال باید از زوایای خم کم ( شعاع انحنا کم ) اجتناب شود. [ ۲]
• قابلیت جوشکاری: جوشکاری آلومینیم ۲۰۱۴ با روش قوس الکتریکی با گاز محافظ و الکترود مصرف شدنی بهترین نتیجه را حاصل می کند، آلیاژ ۲۰۱۴ در عملیات جوشکاری در معرض ترک خوردن قرار می گیرد. [ ۲]
• عملیات حرارتی: عملیات حرارتی آلومینیوم ۲۰۱۴ در دمای ۵۰۲ درجه سانتیگراد به مدت زمان لازم حرارت داده می شود و سپس در آب سرد می گردد. [ ۲]
• فورجینگ :آلومینیم ۲۰۱۴ باید در محدوده دمایی ۴۰۰ تا ۴۵۰ درجه سانتیگراد تحت عملیات فورج قرار گیرد. [ ۲]
• کار گرم: کار گرم آلومینیم ۲۰۱۴ در محدوده دمایی ۱۴۸ تا ۲۰۴ درجه سانتیگراد صورت می گیرد. [ ۲]
• کار سرد: آلومینیوم ۲۰۱۴ در دمای T3 و T4 تحت کار سرد قرار می گیرد و در دماهای دیگر این کار مشکل می باشد و در خمکاری از زوایای کوچک خم باید اجتناب کرد. [ ۲]
• آنیلینگ :عملیات آنیلینگ بر روی آلومینیم ۲۰۱۴ به این صورت است که ۲ الی ۳ ساعت در دمای ۴۱۲ درجه سانتیگراد نگه داشته می شود و بعد با سرعت ۱۰ درجه سانتیگراد بر ساعت تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد کنترل شده خنک می شود و بعد از آن در هوا خنک می شود. [ ۲]
• عملیات پیرسازی: در کل آلیاژهای سری ۲۰۰۰ آلومینیم غیرقابل پیر سختی هستند. [ ۲]