Duraluminium to potoczna nazwa stopów aluminium z miedzią i magnezem (seria 2xxx). Najpopularniejsze z nich to 2017A (AlCu4MgSi, PA6) oraz 2024 (AlCu4Mg1, PA7). Dodatek ok. 4% miedzi sprawia, że po przesycaniu i starzeniu stopy te osiągają wytrzymałość na rozciąganie rzędu 400–450 MPa – porównywalną z niektórymi stalami konstrukcyjnymi – przy gęstości zaledwie ok. 2,8 g/cm³. Właśnie dlatego od stu lat są podstawowym materiałem konstrukcji lotniczych i chętnie wybieranym stopem do obróbki CNC.
Skąd bierze się wytrzymałość duraluminium?
Stopy 2017A i 2024 są utwardzalne wydzieleniowo. Materiał nagrzewa się do ok. 500°C (przesycanie), szybko chłodzi, a następnie starzy naturalnie w temperaturze otoczenia (stan T4) lub z dodatkowym rozciąganiem odprężającym (T351, T451). W trakcie starzenia w osnowie tworzą się drobne wydzielenia faz Al–Cu–Mg, które blokują ruch dyslokacji i kilkukrotnie podnoszą wytrzymałość w porównaniu z czystym aluminium.
Właściwości mechaniczne 2017A i 2024 – porównanie
| Parametr | 2017A (T4 / T451) | 2024 (T3 / T351) |
|---|---|---|
| Oznaczenie EN | EN AW-2017A / AlCu4MgSi(A) | EN AW-2024 / AlCu4Mg1 |
| Oznaczenie PN / DIN | PA6 / 3.1325 (AlCuMg1) | PA7 / 3.1355 (AlCuMg2) |
| Miedź / magnez | 3,5–4,5% Cu; 0,4–1,0% Mg | 3,8–4,9% Cu; 1,2–1,8% Mg |
| Rm (pręty, orientacyjnie) | ≥ 380–400 MPa | ≥ 425–450 MPa |
| Rp0,2 | ≥ 250 MPa | ≥ 290–310 MPa |
| Twardość | ok. 105–110 HB | ok. 120 HB |
| Gęstość | ok. 2,79 g/cm³ | ok. 2,78 g/cm³ |
Oba stopy charakteryzują się bardzo wysoką wytrzymałością zmęczeniową, a 2024 dodatkowo dobrą odpornością na rozwój pęknięć – stąd jego dominacja w poszyciach i elementach nośnych samolotów. Słabą stroną jest odporność na korozję: miedź obniża ją wyraźnie w porównaniu ze stopami 5xxx i 6xxx. Blachy lotnicze często są platerowane cienką warstwą czystego aluminium, a detale chronione przez anodowanie twarde lub chromianowe, malowanie lub powłoki konwersyjne.
Zastosowanie 2017A i 2024 (aerospace i automotive)
- Lotnictwo – elementy konstrukcyjne kadłuba i skrzydeł, okucia, wręgi, nity (2017A, 2117);
- Budowa maszyn – wysoko obciążone części maszyn, dźwignie, wałki, koła zębate o umiarkowanym obciążeniu, sworznie;
- Przemysł zbrojeniowy – elementy uzbrojenia i wyposażenia;
- Motoryzacja i sport – elementy zawieszeń, części wyczynowe, ramy i części rowerowe;
- Automatyka i oprzyrządowanie – detale toczone i frezowane, przyrządy, chwytaki, elementy hydrauliki i pneumatyki.
Obróbka skrawaniem na maszynach CNC
Duraluminium ma bardzo dobrą skrawalność: twardy materiał nie „maże się”, a wiór jest krótki i łatwy do odprowadzenia, co pozwala na wysokie prędkości skrawania i dobrą jakość powierzchni. Stan T4/T351 zapewnia przy tym stabilność wymiarową – materiał po rozciąganiu ma niskie naprężenia własne.
Stopów 2017A i 2024 nie zaleca się do spawania łukowego (TIG, MIG): wykazują skłonność do pękania na gorąco, a strefa wpływu ciepła traci uzyskaną w procesie starzenia wytrzymałość. Do łączenia stosuje się nitowanie, połączenia śrubowe lub klejenie. Gięcie jest możliwe w ograniczonym zakresie – najlepiej przed starzeniem (w stanie świeżo przesyconym).
Zamów pręty i płyty duraluminiowe z atestem
Adamet-Niemet dostarcza pręty okrągłe ze stopów 2017A i 2024, pręty kwadratowe ze stopu 2017, rury i blachy/płyty ze stopu 2017A, a także profile dla lotnictwa w gatunkach EN AW-2024, 7075 i 6061 (kątowniki, teowniki, ceowniki, rury). Do toczenia na automatach oferujemy też gatunki automatowe 2007, 2011 i 2030. Oblicz masę w kalkulatorze i zleć docięcie materiału:
- piłą taśmową – pręty o średnicy do 450 mm (w Centrum Serwisowym do 650 mm), długość do 8000 mm,
- płyty na formatki – grubość od 0,8 do 500 mm,
- dopasowanie długości w tolerancji cięcia do 0,1 mm.
Najczęściej zadawane pytania (FAQ)
Czym różni się 2017A od 2024?
2024 zawiera więcej magnezu, przez co osiąga wyższą wytrzymałość (ok. 430–450 MPa wobec ok. 390 MPa dla 2017A) i ma lepszą odporność zmęczeniową. 2017A jest nieco bardziej plastyczny i często tańszy – świetnie sprawdza się w ogólnej budowie maszyn.
Czy duraluminium można spawać?
Spawania łukowego nie zaleca się ze względu na skłonność do pęknięć na gorąco i spadek wytrzymałości w strefie spoiny. Elementy z 2017A i 2024 łączy się nitami, śrubami lub klejem.
Czy duraluminium rdzewieje?
Aluminium nie rdzewieje jak stal, ale stopy z miedzią są podatne na korozję wżerową i międzykrystaliczną, zwłaszcza w wilgotnym lub słonym środowisku. Zaleca się anodowanie, malowanie lub inne powłoki ochronne.
