معرفی انواع آلیاژ های آلومینیوم
آلومینیوم فلزی است که به نرم بودن، نقره ای رنگ بودن و چکش پذیری شناخته شده است.
از آلیاژهای آلومینیوم استفاده های مختلفی میشود و خواص منحصر به فردی مانند استحکام نسبت به وزن بالا، قابلیت جوشکاری، شکل پذیری عالی و مقاومت به خوردگی، به طور گسترده‌ای در انواع سازه‌ها، صنایع هوایی و دریایی، خطوط انتقال برق، وسایل نقلیه و… مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در این مطلب به بررسی تمام آلیاژ های آلومینیوم و کاربرد های آنها در صنایع مختلف میپردازیم.
نحوه تولید آلیاژهای آلومینیوم
پس از اینکه آلومینيوم خام با خلوص بالا تولید شد، حال می‌توان با اضافه کردن عناصر آلیاژی مناسب، آلیاژهای آلومینيوم را در انواع مختلف تولید کرد. شمش آلومینیوم خام در کوره های مخصوصی مجدد ذوب میشود و عناصر مختلف آلیاژی به صورت آمیژان و با درصد وزنی مشخص به مذاب اضافه میشوند و پس از سرباره سازی و جدایش ناخالصی‌ها، آلیاژ آلومینیوم مورد نظر تولید و آماده استفاده است.
انواع آلیاژهای آلومینیوم
تقسیم بندی آلیاژ های آلومینیوم بر اساس خواص آنها انجام میشود. آلیاژهای الومینیوم را می‌توان به دو دسته اصلی کار شده (wrought) و ریختگی (cast) تقسیم بندی کرد که هر کدام از آنها خصوصیات خود را دارند که به آن میپردازیم:
آلیاژهای آلومینیوم کار شده یا کارپذیر
برای شناسایی نوع این دسته محصولات، از یک سیستم عددی چهارتایی استفاده میشود. در این سیستم عدد اول، گروه آلیاژ را نشان می‌دهد، عدد دوم، اصلاح آلیاژ اصلی یا حدود ناخالصی‌ها را نشان می‌دهد و دو عدد آخر، نشان‌دهنده میزان خلوص آلومینیوم در آلیاژ است.
به عنوان مثال، آلیاژ ۱۰۵۰ نشان دهنده یک آلیاژ آلومینیوم سری یک با ناخالصی‌های بسیار کم و مقدار آلومینیوم ۹۹.۵ درصد است. این آلیاژها در ۷ سری دسته بندی میشوند که در ادامه به طور کامل ویژگی‌ها و خواص این ۷ سری آلومینیوم ارائه شده است.
آلیاژهای آلومینیوم سری ۱۰۰۰
آلیاژهای سری ۱ از آلومینیوم با خلوص ۹۹ درصد یا بالاتر تشکیل شده اند که به آلیاژهای آلومینیوم خالص تجاری هم معروفند. این سری دارای مقاومت در برابر خوردگی، کارایی عالی و همچنین هدایت گرمایی و الکتریکی بالایی هستند.
به همین دلیل است که سری ۱xxx معمولاً برای انتقال یا شبکه برق، خطوط شبکه های ملی ، ساخت و ساز های عمومی و تجهیزات شیمیایی، ساخت لوله های ظریف آلومینیوم و قطعات الکتریکی مثل صفحه خازن‌هااز این آلیاژ استفاده میشود.
معروفترین آلیاژهای سری ۱۰۰۰ عبارتنداز:
- ۱۰۵۰
- ۱۰۶۰
- ۱۱۰۰
- ۱۱۴۵
- ۱۱۷۵
- ۱۲۰۰
- ۱۲۳۰
- ۱۲۳۵
- ۱۳۴۵
- ۱۳۵۰
آلیاژهای آلومینیوم سری ۲۰۰۰
در سری ۲، مس به عنوان عنصر اصلی آلیاژ استفاده می شود و می تواند از طریق عملیات حرارتی محلول به طور قابل توجهی تقویت شود. این آلیاژها ترکیب خوبی با مقاومت بالا دارند.
این نوع آلیاژها استحکام مناسب‌تر، خاصیت جوشکاری بهتر و مقاومت به خوردگی بالاتری دارند.
از این نوع آلیاژ های در مصارف ماشین کاری ، صنایع هوا فضا ، قطعات ظریف مانند برخی از پیچ‌های مهندسی استفاده میشود.
- آلومینیوم آلیاژ 2011
- آلومینیوم آلیاژ 2014
- آلومینیوم آلیاژ 2024
در بین این آلیاژ ها آلیاژ ۲۰۲۴ شاید شناخته شده ترین آلیاژ هواپیما باشد.
آلیاژهای آلومینیوم سری ۳۰۰۰
آلیاژهای سری ۳۰۰۰ آلومینیوم، برای نیازهای عمومی که استحکام متوسط و کارپذیری خوب مد نظر است به کار می‌روند. معروفترین آلیاژهای این گروه عبارتند از آلیاژهای ۳۰۰۳، ۳۰۰۴، ۳۰۰۵ و ۳۱۰۵ که برای ساخت برخی مخازن تحت فشار، ماده‌ای مناسب محسوب میشوند.
در این سری منگنز مهمترین عنصر آلیاژی است که اغلب مقادیر کمتری منیزیم به آن اضافه می شود. با این حال، تنها درصد محدودی از منگنز را می توان به طور موثر به آلومینیوم اضافه کرد.
آلیاژ 3003 آلومینیوم یکی از معروف ترین این سری میباشد که به همراه منگنز ترکیب شده و کارایی بسیاری دارد. این آلیاژ دارای مقاومت متوسط و کارایی خوبی می باشد و ممکن است در کاربردهایی مانند مبدل های حرارتی و ظروف پخت و پز مورد استفاده قرار گیرد.
آلیاژهای آلومینیوم سری ۴۰۰۰
آلیاژهای سری ۴ با سیلیکون ترکیب می شوند، که می توانند در مقادیر کافی برای کاهش نقطه ذوب آلومینیوم، بدون ایجاد شکنندگی اضافه شوند.
به همین دلیل، محصولات این سری در مصارف جوشکاری و آلیاژهای لحیم کاری که در آن به نقطه ذوب پایین تری نیاز میباشد کاربرد دارد. آلیاژ ۴۰۴۳ یکی از پرکاربردترین آلیاژهای پرکننده برای جوشکاری میباشد.
آلیاژهای آلومینیوم سری ۵۰۰۰
منیزیم ماده آلیاژی اولیه در سری 5 است و یکی از موثرترین و پرکاربردترین عناصر آلیاژی آلومینیوم است. آلیاژهای این سری دارای ویژگی های مقاومت متوسط تا بالا و همچنین قابلیت جوشکاری و مقاومت در برابر خوردگی در محیط دریایی هستند.
از این نوع آلیاژ به طور گسترده ای در ساختمان و ساخت و ساز، مخازن ذخیره سازی، مخازن تحت فشار ، کاربردهای دریایی ، کاربردهای معماری و درب قوطی نوشیدنی استفاده می شود.
- آلومینیوم آلیاژ 5052
- آلومینیوم آلیاژ 5083
- آلومینیوم آلیاژ 5005
- آلومینیوم آلیاژ 5182
آلیاژهای آلومینیوم سری ۶۰۰۰
آلیاژ سری ۶ از آلیاژ های همه کاره میباشد که قابل تصفیه با حرارت، بسیار شکل پذیر و قابل جوشکاری هستند و دارای مقاومت بالا همراه با مقاومت در برابر خوردگی عالی هستند.
آلیاژهای این سری حاوی سیلیسیم و منیزیم هستند تا بتوانند در داخل آلیاژ سیلیکون منیزیم ایجاد کنند.
آلومینیوم آلیاژ 6061
آلومینیوم آلیاژ 6063
آلیاژ ۶۰۶۱ پرکاربردترین آلیاژ در این سری است و اغلب در قاب های کامیون و دریایی مورد استفاده قرار می گیرد.
آلیاژهای آلومینیوم سری ۷۰۰۰
عنصر روی عامل آلیاژی اولیه این سری است و وقتی منیزیم به مقدار کمتری اضافه شود، نتیجه آن یک آلیاژ با مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت می شود. عناصر دیگری مانند مس و کروم نیز ممکن است به مقدار کم اضافه شوند.
این نوع آلیاژ ه طور گسترده ای در صنعت هواپیما استفاده می شوند
- آلومینیوم آلیاژ 7075
- آلومینیوم آلیاژ 7001
- آلومینیوم آلیاژ 7049
- آلومینیوم آلیاژ 7475
- آلومینیوم آلیاژ 7178
آلیاژهای ریختگی (Alloys Casting)
آلومینیوم آلیاژی ریختگی در ۸ گروه دسته‌بندی میشوند و هر گروه با عدد اول از سمت چپ از مابقی گروه‌ها جدا میشود. پرمصرف‌ترین ورق های آلیاژ آلومینیوم، دسته ۱۰۰۰ بوده و سخت ترین آن دسته ۷۰۰۰ هست که دارای مقاومت بالای در سطح فولاد است. این آلیاژها نیز برخی قابل عملیات حرارتی و بعضی غیر قابل عملیات حرارتی هستند.
آلیاژهای ریختگی آلومینیم، به دلیل داشتن خواص ریخته‌گری مناسب مانند سیالیت خوب، آسانی تغذیه و نیز استحکام، شکل پذیری و مقاومت به خوردگی مطلوب، بسیار توسعه یافته‌اند.
آلیاژهای آلومینیم ریختگی سری ۲۰۰
عنصر اصلی آلیاژی در این مواد، مس است. البته اخیرا این آلیاژها توسط آلیاژهای ریختگی آلومینیوم-سیلیسیم-منیزیم جایگزین شده اند و دلیل اصلی این جایگزینی، خواص ریختگی بهتر آلیاژهای آلومینیوم، سیلیسیم، منیزیم و همچنین خواص خوردگی بهتر و وزن مخصوص کمتر است، در حالی‌که استحکام مکانیکی تقریبا برابری با یکدیگر دارند.
آلیاژهای آلومینیوم ریختگی سری ۳۰۰
آلیاژهای این دسته شامل آلیاژهای آلومینیوم-سیلیسیم-منیزیم یا در برخی موارد مس میشوند. این دسته یکی از پرکاربرد ترین آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم است.
آلیاژهایی نظیر ۳۰۸، ۳۱۹، ۳۳۳ و ۳۵۴ برای ساخت برخی قالب‌های دائمی، بخش‌هایی از موتور خودروها و سرسیلندر آنها و همچنین ساخت برخی قطعات هواپیما و موشک مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آلیاژهای آلومینیوم ریختگی سری ۴۰۰
آلیاژهای سری ۴، ساده‌ترین و پرکاربردترین آلیاژهای ریختگی محسوب میشوند. عمده عنصر آلیاژی مربوط به این آلیاژها، سیلیسیم است که معمولا بیش از ۵ درصد به آن اضافه میشود. این آلیاژها برای ریخته‌گری قطعات با هندسه پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آلیاژهای ۴۱۳ و ۴۳۳ در این دسته قرار دارند که برای عمومی‌ترین حالت ریخته‌گری در ماسه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آلیاژهای آلومینیوم ریختگی سری ۵۰۰
این آلیاژها از ترکیب آلومینیوم و منیزیم تولید میشوند وکاربردهای محدودی دارند. امروزه در اکثر موارد به جای این گروه از سری ۳ استفاده می‌گردد.
آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری سری ۷۰۰ و ۸۰۰
این دسته از آلیاژهای ریختگی آلومینیوم، به ترتیب با افزودن عناصر آلیاژی روی و قلع به‌وجود می‌آیند. کاربرد این آلیاژها بسیار محدود و خاص است.
سخن پایانی
در این مطلب به توضیح کامل هرکدام از انواع آلیاژ های آلومینیم و کاربرد آنها برای صنایع مختلف پرداختیم. شما میتوانید با توجه به نوع کاربردی که مد نظر دارید آلیاژ ورق آلومینیوم خود را انتخاب کنید.