Aluminium 2024 is een warmtebehandelbare Al-Cu-Mg-legering die een relatief hoge sterkte, goede vermoeiingsweerstand en een laag gewicht combineert. Het wordt op grote schaal toegepast in constructies voor de lucht- en ruimtevaart, transportmiddelen, hydraulische systemen en precisiemechanische onderdelen.
In deze gids over 2024-aluminium wordt uitgelegd waarom het bij de aankoop van op maat gemaakte onderdelen niet volstaat om op een tekening alleen “2024-aluminium” te vermelden. De hardheid, de productvorm, de walsrichting, de oppervlaktebescherming en de keuringsnorm zijn allemaal van invloed op de prestaties van het onderdeel, de stabiliteit bij de bewerking, de levertijd en de kosten.
Wat is 2024-aluminium?
2024 is een gesmede aluminiumlegering uit de 2xxx-serie. Koper en magnesium zijn de belangrijkste versterkende elementen, terwijl mangaan bijdraagt aan het beheersen van de microstructuur en het herkristallisatiegedrag.
| Element | AA 2024 Massafactie |
| Koper (Cu) | 3.8%–4.9% |
| Magnesium (Mg) | 1.2%–1.8% |
| Mangaan (Mn) | 0.30%–0.90% |
| Silicium (Si) | ≤0,50% |
| IJzer (Fe) | ≤0,50% |
| Zink (Zn) | ≤0,25% |
| Chroom (Cr) | ≤0,10% |
| Titanium (Ti) | ≤0,15% |
| Aluminium (Al) | Rest |
Het relatief hoge kopergehalte verhoogt de sterkte, maar vermindert ook de algemene corrosiebestendigheid. Om deze reden moeten onderdelen van 2024-staal doorgaans worden voorzien van een anodisatie, een chemische conversielaag, een verflaag of een Alclad-bescherming, afhankelijk van de gebruiksomstandigheden.
De 2024 en de Chinese 2A12 hebben vergelijkbare legeringssamenstellingen, maar voldoen niet aan exact dezelfde materiaalnormen, samenstellingsbereiken of prestatie-eisen. Ze mogen niet zonder technische bevestiging door elkaar worden vervangen.
Eigenschappen van 2024-O-aluminium
2024-O is 2024-aluminium in gegloeide toestand. Deze toestand heeft een lagere sterkte en hardheid, maar een betere ductiliteit en vervormbaarheid, waardoor het geschikt is voor buigen, stansen, dieptrekken en daaropvolgende warmtebehandeling.
Hieronder volgen enkele typische referentiewaarden voor 2024-O:
| Onroerend goed | Typische 2024-O-waarde | Betekenis voor de inkoop van onderdelen |
| Dichtheid | Ongeveer 2,78 g/cm³ | Geschikt voor lichte constructies |
| De Young-modulus | Ongeveer 73,1 GPa | Geeft de weerstand van het materiaal tegen elastische vervorming aan |
| Breektreksterkte | Ongeveer 186 MPa | Typische sterkte vóór breuk bij trekspanning |
| Vloeigrens | Ongeveer 76 MPa | Boven deze spanning kan blijvende vervorming optreden |
| Rek bij breuk | Ongeveer 22% | Geschikt voor aanzienlijke plastische vervorming en complexe vervormingsbewerkingen |
| Brinell-hardheid | Ongeveer 47 HB | Het materiaal is relatief zacht, dus er moet op worden gelet dat er geen klemsporen ontstaan |
| Afschuifsterkte | Ongeveer 124 MPa | Wordt gebruikt voor het beoordelen van gebieden die onder schuifbelasting staan en verbindingsconstructies |
| Afschuifmodulus | Ongeveer 28 GPa | Geeft de weerstand van het materiaal tegen afschuifvervorming aan |
| Poisson-coëfficiënt | Ongeveer 0,33 | Wordt gebruikt bij constructieberekeningen en eindige-elementenanalyse |
| Referentiewaarde voor vermoeidheidssterkte | Ongeveer 90 MPa | Gebaseerd op 5 × 10⁸ volledig omgekeerde spanningscycli |
Deze waarden zijn typische meetresultaten die zijn verkregen onder specifieke omstandigheden voor de proefstukken en vormen geen gegarandeerde acceptatiewaarden voor elk 2024-O-product. De definitieve eisen moeten worden gebaseerd op de productvorm, de dikte, de bemonsteringsrichting, de toepasselijke norm en het materiaalcertificaat.
2024 Aluminium Young's modulus
De Young-modulus van 2024-O-aluminium bedraagt ongeveer 73,1 GPa, ofwel 10,6 Msi.
De Young-modulus geeft de weerstand van een materiaal tegen trek- of drukvervorming binnen het elastische bereik weer en geeft in de eerste plaats de stijfheid weer. Deze waarde is geen vervanging voor de maximale treksterkte of de vloeigrens.
De waarden voor de Young-modulus van 2024-O, T351 en T851 liggen dicht bij elkaar, maar hun sterkte, hardheid, rek en restspanning verschillen aanzienlijk. Daarom betekenen vergelijkbare waarden voor de Young-modulus niet dat deze hardheidsgraden onderling uitwisselbaar zijn.
Waarom moet de hardheid van aluminium uit 2024 worden gespecificeerd?
De hardheidsgraad die bij de warmtebehandeling wordt bereikt, bepaalt de sterkte, de vervormbaarheid, de restspanning en het bewerkingsgedrag van het onderdeel. Als de hardheidsgraad niet in de tekening wordt gespecificeerd, kunnen verschillende leveranciers totaal verschillende grondstoffen gebruiken.
| Temperatuur | Belangrijkste kenmerken | Veelvoorkomende producten en toepassingen |
| 2024-O | Lage sterkte in combinatie met goede ductiliteit en vervormbaarheid | Dieptrekdelen, gebogen onderdelen, complex gevormde onderdelen en ruwe stukken voor verdere warmtebehandeling |
| 2024-T3 | Oplossing: warmtebehandeld, koudvervormd en op natuurlijke wijze gerijpt | Platen, vliegtuighuid en structurele onderdelen die worden blootgesteld aan cyclische belasting |
| 2024-T4 | Oplossing: warmtebehandeld en op natuurlijke wijze gerijpt | Onderdelen waarvoor enige vervormbaarheid en verdere bewerking vereist zijn |
| 2024-T351 | Stress verlicht door rekoefeningen en op natuurlijke wijze gerijpt | CNC-gefreesde plaatonderdelen, beugels, verbindingsstukken en precisie-constructieonderdelen |
| 2024-T3511 | Spanning verlicht door te rekken, op natuurlijke wijze gerijpt en, voor zover toegestaan, rechtgetrokken | Staven, buizen, profielen en lange asvormige onderdelen |
| 2024-T851 | Stress verlicht door uitrekking en kunstmatig verouderd | Constructieonderdelen met hoge trekvastheid en vastgestelde belastingsvereisten |
2024-O is geschikt voor vervorming, maar mag niet worden beschouwd als de standaard eindtoestand voor onderdelen die aan hoge belastingen worden blootgesteld. Indien na het vervormen een oplossingsgloeibehandeling en veroudering vereist zijn, moet vooraf rekening worden gehouden met vervorming door warmtebehandeling, maatvoeringstoleranties en de daaropvolgende nabewerking.
Hoe moeten verschillende productvormen worden gekozen?
Aluminium 2024 is verkrijgbaar in de vorm van platen, staaf, buizen, extrusies en smeedstukken. De productvorm is van invloed op de materiaaleigenschappen, de korrelrichting, de bewerkingsspeling en de levertijd.
- Blad: Geschikt voor bekledingen, afdekkingen, gebogen onderdelen en lichtgewicht behuizingen.
- Plaat: Geschikt voor CNC-gefreesde beugels, voetstukken, verbindingsstukken en dragende constructies.
- Bar: Geschikt voor assen, bussen, zuigers en draaiende onderdelen.
- Buis: Geschikt voor hydraulische, lucht- en ruimtevaarttoepassingen en lichtgewicht holle constructies.
- Extrusies: Geschikt voor lange frames, geleiderails en constructieonderdelen met een constante doorsnede.
- Smeedstukken: Geschikt voor onderdelen die zwaar worden belast en waarbij een gecontroleerde korreloriëntatie vereist is.
De legeringskwaliteit, de hardheidsgraad, de productvorm en de materiaalnorm moeten allemaal in de inkoopspecificaties worden vermeld. Zo kunnen bijvoorbeeld 2024-T351-platen en 2024-T3511-geëxtrudeerde staven niet louter op basis van de legeringsaanduiding als hetzelfde materiaal worden beschouwd.
Hoe moeten de legeringen 2024, 6061 en 7075 worden gekozen?
| Vergelijkingspunt | 2024 aluminium | 6061 | 7075 |
| Primair legeringssysteem | Al-Cu-Mg | Al-Mg-Si | Al-Zn-Mg-Cu |
| Krachtniveau | Relatief hoog | Medium | Zeer hoog |
| Prestaties bij vermoeidheid | Geschikt voor constructies die aan cyclische belastingen worden blootgesteld | Geschikt voor algemene industriële ladingen | Hangt af van het karakter en de werkomgeving |
| Corrosiebestendigheid | Relatief laag | Goed | Relatief laag |
| Lasbaarheid bij conventionele fusielassen | Slecht | Goed | Slecht |
| CNC-bewerkbaarheid | Goed | Goed | Goed |
| Typische toepassingen | Constructies voor de lucht- en ruimtevaart, tandwielen en hydraulische onderdelen | Automatiseringsapparatuur, behuizingen en algemene constructies | Zwaar belaste constructies, bevestigingsmiddelen en onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart |
6061 is geschikt voor gelaste constructies, algemene mechanische belastingen en corrosieve omgevingen. 7075 is geschikt voor constructies waarbij het gewicht een belangrijke rol speelt en die worden blootgesteld aan hoge statische belastingen. 2024 is geschikt voor onderdelen waarbij vermoeidheidsweerstand en gewichtsbesparing van belang zijn.
Bij de materiaalkeuze mag niet uitsluitend naar de treksterkte worden gekeken. Ook moet rekening worden gehouden met het soort belasting, de gebruiksomgeving, de verbindingsmethode, de oppervlaktebescherming en de inspectie-eisen.
Kenmerken van CNC-bewerking van 2024-O-aluminium
2024-O heeft een relatief lage hardheid, waardoor er vergeleken met andere materialen minder snijkrachten nodig zijn. Het zachtere materiaal verhoogt echter de kans op vastkleven van het gereedschap, opbouw van snijkanten, bramen en vervorming door de opspanning.
Tijdens de bewerking moet op de volgende punten worden gelet:
- Gebruik scherp snijgereedschap dat speciaal is ontworpen voor aluminiumlegeringen.
- Zorg voor een goede afvoer van de spanen om te voorkomen dat deze opnieuw krassen op het oppervlak veroorzaken.
- Verminder de klemdruk bij dunwandige en zachte werkstukken.
- Laat na de voorbewerking een gelijkmatige afwerkingsmarge over.
- Voeg ondersteuning toe voor gaten, dunne wanden en lange overhangende elementen.
- Neem de eisen inzake ontbramen op in de bewerkings- en inspectieprocessen.
2024-O biedt niet per se stabielere afmetingen dan T351. Voor precisie-CNC-onderdelen waarbij aanzienlijke materiaalafname vereist is, biedt T351 over het algemeen een geschiktere combinatie van sterkte en spanningsverdeling.
Hoe kan vervorming door bewerking in onderdelen uit 2024 worden beheerst?
Na uitgebreide eenzijdige bewerking van 2024-plaat kan herverdeling van interne spanningen leiden tot doorbuiging, verdraaiing of veranderingen in de vlakheid. Dunne wanden, diepe holtes en asymmetrische structuren brengen een groter risico met zich mee.
Veelgebruikte bestrijdingsmethoden zijn onder meer:
- Kies een geschikte materiaalhardheid en plaatdikte op basis van de geometrie van het onderdeel.
- Gebruik symmetrische, gelaagde en afwisselende bewerkingsbanen voor de voorbewerking.
- Laat na grof bewerken even tijd om de spanningen te laten herverdelen.
- Laat bij kritische afmetingen overal een gelijkmatige naadtoeslag over.
- Use low-distortion fixtures and appropriate support positions.
- Reinspect flatness, parallelism, and profile in the free state.
Stress-relieved tempers such as T351 can reduce the risk of distortion, but they cannot guarantee that a part will remain completely distortion-free. Toolpaths, part geometry, workholding, and material batch must still be controlled together.
Why Is Rolling Direction Important?
Rolled plate has longitudinal, transverse, and short-transverse directions. Strength, elongation, and fracture behavior may differ between these directions.
For load-bearing structures and thin-walled parts, the drawing or purchasing document should specify:
- The principal load direction of the part;
- The material rolling direction;
- The sampling direction shown in the material certificate;
- Whether changing the part nesting direction is permitted;
- Whether short-transverse properties are required.
Specifying only the alloy and temper does not fully define a structural part with directional property requirements.
Common Custom 2024 Aluminum Parts
2024 aluminum is suitable for lightweight load-bearing and precision connection components, including:
- Lucht- en ruimtevaart structural brackets and connectors;
- Fuselage frames and internal reinforcements;
- Tandwielen, worm gears, and couplings;
- Assen, bushings, and sleeves;
- Hydraulic valve bodies and cylinder components;
- Pistons and motion-system components;
- High-strength bolts, nuts, and fasteners;
- Precision fixtures and inspection tooling.
The material temper should be selected separately according to the part load, forming method, machining route, and service environment. Not every part should use the same temper.
Surface Treatments for 2024 Aluminum
Because 2024 has a relatively high copper content, surface protection is usually an important purchasing requirement.
- Anodiseren: Improves corrosion resistance and surface wear resistance. The copper content may affect color consistency, so appearance parts should be confirmed with a sample first.
- Hard anodizing: Suitable for wear surfaces. Holes, threads, and mating surfaces require coating-thickness compensation or masking.
- Chemical conversion coating: Produces a thin protective layer and can serve as a paint base or be used where electrical contact is required.
- Schilderij: Suitable for parts requiring color, environmental isolation, and additional protection.
- Electroless nickel plating: Can improve surface hardness and wear resistance, but pretreatment, adhesion, and dimensional buildup must be validated.
- Alclad sheet: Uses an aluminum cladding layer to improve corrosion resistance. Exposed core material at machined or drilled locations still requires a protection assessment.
Alclad should be translated as “aluminum-clad” or “aluminum-alloy clad sheet”; it must not be interpreted as galvanizing.
Common Inspection Items
Inspection of custom 2024 aluminum parts should be based on drawing requirements.
- Material certificate: Confirms the alloy, temper, heat or lot number, and applicable specification.
- Dimensional inspection: Checks critical dimensions, tolerances, hole locations, and fit relationships.
- Geometric tolerance inspection: Confirms flatness, parallelism, perpendicularity, and profile.
- Oppervlakteruwheid: Verifies the machined quality of sealing, sliding, and mating surfaces.
- Coating inspection: Checks coating thickness, coverage, color, and masked areas.
- First article inspection: Confirms process and drawing compliance before batch production.
- Batch traceability: Links raw material, production batch, and inspection records.
Inspection items should be defined before quotation. Adding reports after batch production has been completed usually increases cost and extends the lead time.
How Can a Reliable 2024 Aluminum Machining Partner Be Selected?
A reliable supplier must do more than perform milling or turning. It should also understand how the material temper and product form affect part performance.
The following points can be reviewed when evaluating a supplier:
- Whether it can purchase the correct 2024 temper and product form according to the drawing;
- Whether it can provide traceable material certificates;
- Whether it has experience controlling distortion in thin-walled, deep-cavity, and high-material-removal parts;
- Whether it can coordinate heat treatment, surface treatment, and final dimensional reinspection;
- Whether it can provide dimensional or first article inspection reports in the agreed format;
- Whether it identifies tolerance, workholding, or surface-treatment risks before production.
Weldo Machining can evaluate the machining route based on the drawing, material temper, critical tolerances, and quantity. Buyers can review the processing capabilities on the CNC machining service page or submit drawings for engineering review through the file upload page.
Why Is Lead Time Important for Custom 2024 Parts?
Not every 2024 temper and size is readily available. Special thicknesses, Alclad sheet, aerospace material specifications, or materials requiring complete traceability documentation may require additional procurement time.
The complete lead time usually includes:
- Raw-material procurement and certificate verification;
- Process review and fixture preparation;
- Rough and finish machining;
- Heat treatment or stress control;
- Surface treatment;
- Final inspection and documentation preparation.
For projects with assembly deadlines, the target delivery date should be stated during the quotation stage, and material availability should be confirmed. Comparing machining time alone does not accurately indicate the final delivery date.
How Can the Machining Cost of 2024 Aluminum Parts Be Controlled?
Effective cost control starts with the drawing and purchasing requirements.
- Prioritize standard sizes: Special thicknesses and nonstandard tempers increase material cost and procurement time.
- Separate critical tolerances: Apply tight requirements only to mating, sealing, and locating dimensions.
- Reduce deep cavities and thin walls: This lowers costs associated with tool overhang, distortion control, and repeated setups.
- Standardize hole diameters and threads: This reduces the number of tools and tool changes.
- Combine similar batches: This spreads programming, fixture, and first article inspection costs.
- Define the inspection scope: Request only the reports and certificates that the project actually requires.
- Determine surface treatment in advance: This prevents post-machining changes to dimensional compensation and masking plans.
Cost reduction must not rely on unauthorized temper substitutions, removal of critical inspections, or relaxation of functional dimensions.
What Information Is Required When Requesting a Quote for 2024 Aluminum Parts?
A complete request for quotation should include:
- 2D-tekeningen en 3D-modellen;
- The complete material designation and temper;
- Product form or applicable material standard;
- Critical dimensions, tolerances, and GD&T requirements;
- Surface roughness and appearance requirements;
- Heat-treatment en surface-treatment specifications;
- Prototype, initial-batch, and annual demand quantities;
- Material certificate and inspection report requirements;
- Packaging, traceability, and target delivery date.
The more complete this information is, the easier it is for the supplier to provide an accurate process plan, price, and delivery schedule.
Veelgestelde vragen of 2024 aluminum guide
What Is the Young’s Modulus of 2024 Aluminum?
The Young’s modulus of 2024-O is approximately 73.1 GPa. Young’s modulus indicates stiffness, not ultimate tensile strength or yield strength.
Is 2024-O Suitable for Manufacturing Highly Loaded Parts Directly?
2024-O has relatively low strength and is primarily used for forming and subsequent heat treatment. T3, T351, T851, or another verified temper should be selected according to the load requirements of highly loaded parts.
Is 2024 Aluminum Stronger Than 6061?
In commonly used strengthened tempers, 2024 generally provides higher strength and better fatigue performance, but its corrosion resistance and weldability are generally lower than those of 6061.
Can 2024 Aluminum Be Welded?
2024 is not suitable for conventional fusion welding. Structural designs generally use bolted, riveted, or other verified joining methods.
Is 2024 Aluminum Corrosion Resistant?
2024 has relatively low general corrosion resistance. Surface protection and galvanic corrosion isolation should be planned for humid, salt-spray, or dissimilar-metal contact environments.
Are 2024-O and 2024-T351 Interchangeable?
They are not directly interchangeable. Their strength, hardness, ductility, and residual stress conditions differ, so the design and material specification must be reviewed before substitution.
