L'alluminio 2618 è una lega per alte temperature, e la temperatura è l'intera ragione per cui la si specifica. È una lega Al-Cu-Mg trattabile termicamente con aggiunta di ferro e nichel, sviluppata per parti forgiate che operano a caldo: pistoni, giranti del compressore, componenti del motore. Mantiene la sua resistenza a temperature alle quali 2024 e 7075 hanno già ceduto la maggior parte della propria.
Questo la rende un acquisto specialistico anziché generico. Costa più di una 6xxx, si corrode più facilmente, e non è il grado a cui si ricorre quando il pezzo lavora a freddo.
Che cos'è l'alluminio 2618?
Il 2618 è una lega 2xxx trattabile termicamente costruita per un solo scopo: mantenere la resistenza quando il pezzo si riscalda. Il suo rame e magnesio forniscono la resistenza a temperatura ambiente per cui la famiglia 2xxx è nota. Il suo ferro e nichel sono ciò che impedisce a tale resistenza di collassare alle alte temperature.
Ferro e nichel lavorano in coppia. In quantità approssimativamente uguali formano particelle di Al₉FeNi che non si dissolvono alla temperatura di esercizio, così ancorano i bordi dei grani mentre i precipitati rame-magnesio svolgono il rinforzo. Questa combinazione è il motivo per cui il 2618 è una lega per pistoni e motori anziché una lega per piastre strutturali.
È anche un grado a basso silicio, 0,25% massimo. Questo è ciò che lo distingue dal 4032, che contiene 11–13,5% di silicio. Il basso silicio conferisce al 2618 maggiore duttilità e migliore tolleranza alla detonazione; l'alto silicio conferisce al 4032 minore dilatazione termica e una resistenza all'usura molto superiore. Nessuno dei due è migliore in generale — rispondono a modalità di cedimento diverse.
Composizione dell'alluminio 2618
Il 2618 è specificato dalla chimica prima di ogni altra cosa, perché i livelli di ferro e nichel sono ciò che rende il grado tale. Questi sono i limiti ASTM B247 per il 2618:
| Elemento | Limite (%) | Perché è presente |
|---|---|---|
| Rame | 1.9–2.7 | Rinforzo dopo trattamento termico |
| Magnesio | 1.3–1.8 | Con il rame, forma i precipitati indurenti |
| Nichel | 0.9–1.2 | Con il ferro, forma le particelle termostabili |
| Ferro | 0.9–1.3 | L'altra metà di quella coppia |
| Silicio | 0,25 max | Mantenuto basso per la duttilità |
| Titanio | 0.04–0.10 | Affinamento del grano durante la forgiatura |
| Zinco | 0,10 max | Impurezza |
| Alluminio | Equilibrio |
L'EN AW-2618A non è identico al grado ASTM. I limiti europei consentono più nichel e ferro (0,8–1,4% Ni, 0,9–1,4% Fe) e richiedono almeno 0,15% di silicio, quindi indicare la norma a cui si acquista. Qualunque cosa dica l'intestazione, ferro e nichel sono le righe da verificare sul certificato di colata.
Tempra: T61 per forgiati, T851 per piastre
La maggior parte del 2618 in esercizio è T61. È sottoposto a solubilizzazione, tempra in acqua bollente, quindi invecchiato a 182–187 °C per circa 20 ore. La tempra in acqua bollente è deliberata: raffredda abbastanza lentamente da contenere le tensioni residue e la distorsione in una forma forgiata, al costo di una lieve perdita di resistenza di picco.
La piastra è solitamente fornita come T851 — solubilizzata, distensionata mediante stiratura, quindi invecchiata artificialmente. La stiratura è ciò che mantiene una piastra piatta durante la lavorazione meccanica, ed è anche il motivo per cui la piastra presenta valori garantiti inferiori rispetto a un forgiatura della stessa lega: circa 420 MPa di resistenza a trazione a 6–40 mm, che scende a circa 395 MPa a 100–140 mm.
In ogni caso la tempra deve figurare sull'ordine di acquisto anziché in una nota. T6, T61 e T851 non sono intercambiabili, e il certificato deve indicare quella per cui il pezzo è stato progettato.
Proprietà meccaniche e fisiche
Valori tipici per il 2618-T61:
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Resistenza a trazione | ~440 MPa |
| Resistenza allo snervamento (0,2%) | ~370 MPa |
| Allungamento | ~10% |
| Durezza | ~115–120 HB |
| Densità | 2,75 g/cm³ |
| Modulo | ~73 GPa |
| Intervallo di fusione | ~549–638 °C |
| Conducibilità termica | ~146 W/m·K |
| Espansione termica | ~22 ×10⁻⁶/°C |
Questi sono valori di forgiatura a mano in direzione longitudinale. I forgiati stampati sono inferiori — circa 400 MPa di resistenza a trazione e 310 MPa di snervamento su una prova assiale — e le sezioni trasversali corte sono ancora inferiori, quindi un pezzo caricato trasversalmente rispetto al grano richiede i valori più bassi.
Quanto bene il 2618 mantiene la resistenza alle alte temperature?
Questa è la domanda a cui il grado esiste per rispondere, quindi vale la pena metterci i numeri. Resistenza a trazione tipica del 2618-T61 alle varie temperature:
| Temperatura | Resistenza a trazione | Quota della resistenza a temperatura ambiente |
|---|---|---|
| 24 °C | 441 MPa | 100% |
| 100 °C | 427 MPa | 97% |
| 149 °C | 345 MPa | 78% |
| 204 °C | 221 MPa | 50% |
| 260 °C | 90 MPa | 20% |
Leggilo così: il 2618 mantiene la maggior parte della sua resistenza fino a circa 150 °C, porta ancora circa la metà a 200 °C, e cala rapidamente al di sopra. Non è una lega per 300 °C. Ciò che fa meglio del 2024 o del 7075 è perdere resistenza più lentamente nella fascia 150–200 °C, che è esattamente dove si trova la corona di un pistone o una girante del compressore.
Dove viene utilizzato il 2618
Pistoni forgiati. Questa è l'applicazione di volume. Il 2618 è stato sviluppato come lega da forgiatura, riempie bene una forma complessa di pistone, e mantiene la sua resistenza dove la corona effettivamente lavora. I motori da corsa e ad alta sovralimentazione lo specificano per queste ragioni.
Parti di motori aeronautici e compressori. Pistoni, giranti del compressore, giranti e componenti rotanti in cui il pezzo è caldo per tutta la sua vita e la fatica conta quanto la resistenza statica.
Motorsport e difesa. La stessa logica dei pistoni, applicata a bielle, teste cilindri e parti strutturali che subiscono cicli termici ripetuti.
2618 vs 4032 vs 2024 vs 6061 vs 7075
| Grado di lega | 2618-T61 | 4032-T6 | 2024-T3 | 6061-T6 | 7075-T6 |
|---|---|---|---|---|---|
| Elementi di lega principali | Cu, Mg, Fe, Ni | Si 11–13,5% | Cu, Mg | Mg, Si | Zn, Cu, Mg |
| Resistenza a trazione | ~440 MPa | 370–415 MPa | ~470 MPa | ~310 MPa | ~570 MPa |
| Resistenza allo snervamento | ~370 MPa | 315–350 MPa | ~325 MPa | ~276 MPa | ~505 MPa |
| Densità | 2,75 g/cm³ | 2,69 g/cm³ | 2,78 g/cm³ | 2,70 g/cm³ | 2,81 g/cm³ |
| Espansione termica | ~22 ×10⁻⁶/°C | ~19,4 ×10⁻⁶/°C | ~23 ×10⁻⁶/°C | ~23,6 ×10⁻⁶/°C | ~23,6 ×10⁻⁶/°C |
| Resistenza a caldo | Il migliore dei cinque | Buono fino a ~200 °C | Cala al di sopra dei 150 °C | ~150 °C | ~120 °C |
| Corrosione | Da scarso a discreto | Moderato | Povero | Molto buona | Fiera |
| Saldabilità | Non raccomandata | Povero | Fiera | Eccellente | Povero |
La tabella va letta come una serie di compromessi, non come una classifica. Il 7075 è il più resistente a temperatura ambiente e la scelta sbagliata per un componente caldo; il 6061 è il più facile da saldare, finire e acquistare, e il più debole dei cinque; il 2024 batte il 2618 a freddo ma perde contro di esso a caldo. Il 4032 è l'unica lega qui che compete con il 2618 per la stessa applicazione.
La scelta dipende dalla dilatazione. Il valore di 19,4 ×10⁻⁶/°C del 4032 consente un gioco a freddo più stretto e meno rumore di pistone; il valore di ~22 ×10⁻⁶/°C del 2618 ne sacrifica una parte e in cambio offre tolleranza alla detonazione e una migliore resistenza a fatica. Le preparazioni stradali di solito scelgono il 4032 e le preparazioni sovralimentate di solito scelgono il 2618 — la nostra guida all'alluminio 4032 copre l'altro aspetto.
Quando specificare il 2618 — e quando no
Specificare il 2618 quando il componente è forgiatо, opera in servizio continuativo al di sopra di circa 150 °C e il caso di progetto include fatica termica o detonazione. È anche la scelta giusta quando l'alternativa è un componente in acciaio troppo pesante.
Non specificare il 2618 quando il componente lavora al di sotto di circa 120 °C — il 2024 o il 7075 offriranno maggiore resistenza a costi inferiori. È anche la scelta sbagliata per qualsiasi componente saldato, per qualsiasi componente esposto a cloruri o in zona di spruzzi senza rivestimento, e per un componente la cui forma è più adatta all'estrusione che alla forgiatura.
Lavorazione meccanica, saldatura e corrosione
Lavorazione a macchina. Il 2618 si lavora bene allo stato T61: trucioli corti, buone finiture e nessun problema di tagliente con parametri ragionevoli. Non contiene aggiunte per la lavorabilità a truciolo libero, quindi utensili affilati e refrigerante adeguato restano importanti.
Saldatura. La saldatura per fusione non è raccomandata. Rame, ferro e nichel si segregazano nel bagno di saldatura, il che comporta rischio di cricche a caldo e un giunto molto più debole del metallo base. Utilizzare invece fissaggio meccanico o incollaggio. Dove la saldatura è inevitabile, la TIG con apporto di calore controllato seguita da un nuovo invecchiamento è la soluzione meno peggiore.
Corrosione. Il rame rende questa lega da scarsa a discreta in termini di corrosione, ben al di sotto di una 6xxx. Va bene in interni e in ambienti con oli o carburanti; richiede anodizzazione o rivestimento in esterni e deve essere isolata dai fissaggi in acciaio per evitare attacchi galvanici.
Norme e cosa indicare sull'ordine di acquisto
Il 2618 compare nella ASTM B247 per le forgiatura e nella AMS 4132 per le forgiatura aerospaziali, con la EN AW-2618A che copre l'equivalente europeo e la GB/T 3190 che elenca il quasi-equivalente cinese 2A70. I disegni più vecchi possono riportare la designazione RR58.
Una voce di riga completa indica la lega e lo stato, la norma di riferimento, la forma del prodotto, la direzione della grana se il componente è sollecitato trasversalmente, e i certificati di collaudo richiesti. Ferro e nichel devono essere verificati rispetto al certificato al ricevimento, perché è quella coppia a definire la lega.
Conclusione
Il 2618 è una lega da forgiatura per alta temperatura, non una lega per uso generale. Mantiene la maggior parte della sua resistenza fino a circa 150 °C, ne conserva ancora la metà a 200 °C, e in cambio costa di più e richiede maggiore protezione dalla corrosione rispetto a una 6xxx.
Forniamo 2618 alluminio come lamiera, piastra, tubo, barra e forgiatura, quotati secondo ASTM B247 o EN AW-2618A, con certificato MTC su ogni ordine.
Inviate il disegno, lo stato e la temperatura di esercizio, e confermeremo la forma e i valori che la accompagnano.
Domande frequenti
Il 2618 è lo stesso del 2A70 o del 2618A?
No — sono stretti parenti, non designazioni intercambiabili. Il 2A70 è il quasi-equivalente cinese secondo la GB/T 3190, e la EN AW-2618A è la designazione europea con limiti di nichel e ferro più ampi. Se un disegno ne indica uno, acquistate secondo quella norma anziché sostituire sulla base di una tabella di equivalenza.
Il 2618 è disponibile come lamiera e piastra, o solo come forgiatura?
Tutte queste forme sono fornite, e di solito è la forma a determinare lo stato. Il materiale forgiato è in T61, la piastra è normalmente in T851 per rimanere piatta durante la lavorazione, e lamiera e tubo più leggeri sono forniti negli stati invecchiati. Indicateci la forma e lo spessore finito e confermeremo ciò che è disponibile a magazzino.
Perché il 2618 costa più del 6061?
Tre fattori aggiungono costo: aggiunte di lega costose, un ciclo lento di tempra e invecchiamento, e volumi bassi. La lega serve una gamma ristretta di applicazioni, quindi non raggiunge mai i volumi del 6061. Il premio di prezzo acquista resistenza che sopravvive al calore, cosa che il 6061 non può offrire a nessun prezzo.
Qual è la quantità minima d'ordine per il 2618?
Barre e piastre a magazzino vengono spedite in quantità standard di confezionamento. Tutto ciò che è al di fuori della gamma a magazzino — uno spessore non standard, una forgiatura o uno stato specifico — viene gestito come ordine personalizzato a MOQ basso con un tempo di consegna tipico di 10–60 giorni. Inviate forma, stato e dimensioni e confermeremo ciò che viene spedito dal magazzino.
