آلیاژ آلومینیوم از لحاظ کاربرد یکی از مهم ترین آلیاژها در صنعت می باشد. به طوری که بعد از آهن و فولاد در رده بعدی قرار گرفته است. استفاده در موارد مختلف باعث شده است تا صنعت آن رشد سریعی داشته باشد و در ایران نیز این موضوع با شدت پیشرفت داشته است. در این مقاله به خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم که باعث کاربردهای متعدد در مهندسی و تولیدات گردیده است، آشنا می شویم.
آلومینیوم را می توان در دسته فلزات سبک قرار دهیم، اما نکته جذاب آن استحکام این آلیاژ حتی از فولاد ساختمانی نیز بیشتر است. آلیاژ آلومینیوم هدایت الکتریکی و گرمایی مناسبی دارد و برای موارد نوردهی و گرمایی بسیار مناسب است. همه این خصوصیات در کنار مقاومت در برابر خوردگی باعث شده است تا محبوبیت آن دوچندان شود. در کنار خواص فیزیکی و شیمیایی جذاب آن، خواص مکانیکی بسیار مناسبی نیز داشته و می تواند در موارد مختلف کاربرد داشته باشد.
شما برای تهیه آلیاژهای آلومینیوم می توانید به صورت ریخته گری و یا ساخت سطح نهایی مدنظر خود را تهیه کنید. شما می توانید بازیافت آلیاژهای آلومینیوم را نیز داشته باشید و در موارد مختلف دیگر استفاده نمایید.
با توجه به ویژگی های منحصر به فردی که در آلیاژهای آلومینیوم مشاهده می شود، می توان آن را فلزی با ارزش و با کاربردهای فراوان معرفی کرد. در ادامه برای آشنایی بیشتر ما به بیان خصوصیات مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم می پردازیم.
بررسی خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم
آلیاژهای آلومینیوم که به آلیاژهای سبک معروف می باشند، معمولاً وزن مخصوص کمتری نسبت به دیگر موادها دارا می باشد. در این قسمت به بررسی مهم ترین خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم می پردازیم.
قدرت تسلیم
یکی از ویژگی های مهم مربوط به خواص مکانیکی مقاومت تسلیم آلیاژ می باشد. ماده بعد از رسیدن به این فشار تحت نیرو تغییر شکل می دهد. تا زمانی که به این بار نرسیده باشیم مواد به حالت اولیه خود بعد از برداشتن نیرو برمی گردد. اما اگر فشار بیشتری بر آن وارد شود، ماده به نسبت مقدار تغییر شکل می یابد. از دست دادن تناسب در آلیاژهای آلومینیوم به صورت تیز و ناگهانی نمی باشد.
مقاومت تسلیم مربوط به آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالاتر حدود 85 درصد مقاومت شکستگی است. در آلومینیوم استحکام تسلیم معمولاً به عنوان تنشی تعریف می شود که منحنی تنش به تغییر شکل، انحراف از تناسب 0.2 درصد از طول اولیه را ایجاد می کند.
بار شکست
بار شکست در تعریف خواص مکانیکی به میزان باری که می تواند بدون شکستگی متحمل شود. نمی توان یک داده منحصر به فرد در مورد بار شکست آلومینیوم پیدا کرد زیرا به آلیاژی که به آن اشاره دارد بستگی دارد، معمولاً در مقایسه با فولاد برابر با یک سوم است.
جهت دانلود و مشاهده جدول خواص مکانیکی آلیاژ 1060 بر اساس استاندارد کلیک کنید.
جهت دانلود و مشاهده جدول خواص مکانیکی آلیاژ 1110 بر اساس استاندارد کلیک کنید.
جهت دانلود و مشاهده جدول خواص مکانیکی آلیاژ 3003 بر اساس استاندارد کلیک کنید.
خواص الاستیک
در مقایسه با فولاد، آلومینیوم دارای ضریب ارتجاعی برابر با یک سوم است. تغییر شکل الاستیک آن تحت بار سه برابر بیشتر از فولاد است. سختی کم اغلب یک مزیت ساختاری است زیرا در صورت تنش های ضربه ای، آلومینیوم می تواند انرژی را به روشی الاستیک جذب کند، یعنی بدون آسیب دائمی صورت می گیرد.
افزایش طول
ازدیاد طول عبارت است از میزان افزایش طولی که ماده تحت اثر کشش صورت می گیرد. مقادیر ازدیاد طول برای آلیاژهای آلومینیوم می تواند کمتر از 3 درصد طول اولیه تا بیش از 35 درصد برای یک ماده آنیل شده باشد. آلیاژهای تیمار شده معمولاً دارای نرخ کشیدگی متوسط 8 درصد هستند.
روند افزایش طول برای آلیاژهای سری پایین بالا و برای آلیاژهای سری بالاتر مقدار کمی است. بنابراین می توان بیان نمود که آلیاژهای سری پایین شکل پذیری بیشتری دارند.
تنش فشاری
در میان خواص مکانیکی آلومینیوم، اندازه گیری مقاومت فشاری مشخص نیست، زیرا یک ماده انعطاف پذیر می باشد. از طرفی دیگر نیز تغییر شکل خالص در اثر فشرده سازی نادر است. در نتیجه طبق قرارداد، مقاومت فشاری آلومینیوم برابر با کشش در نظر گرفته می شود. با این حال محصولات به دست آمده از ریخته گری مقاومت کششی کمتری نسبت به مقاومت فشاری آن دارد.
خستگی
خستگی را به معنی مقاومت در برابر ارتعاشات مکرر یا چرخه بار بیان می کنند. آلومینیوم بار خستگی حدی را نشان نمی دهد که در زیر آن خستگی برجسته نمی شود. برای جلوگیری از مشکلات، کسانی که در پروژه های خود از آلومینیوم استفاده می کنند باید بارها را زیر حد خستگی که در دفترچه ها ذکر شده است نگه دارند.
سختی
سختی از دیگر خواص مکانیکی است که توانایی مقاومت در برابر شکستگی به دلیل شکننده بودن را بیان می دارد. آلیاژهای آلومینیوم سختی کمتری نسبت به فولاد دارند. سختی به طور کلی به ضخامت قطعه بستگی دارد اگر افزایش یابد، چقرمگی به حداقل مقدار معینی کاهش می یابد که پس از رسیدن به آن ثابت می ماند. در آلیاژهای سری پایین که شکل پذیری بیشتری دارند میزان سختی و حساسیت ضربه کمتر است.
جهت دانلود و مشاهده جدول خواص مکانیکی آلیاژ 3105 بر اساس استاندارد کلیک کنید.
جهت دانلود و مشاهده جدول خواص مکانیکی آلیاژ 5052 بر اساس استاندارد کلیک کنید.
جهت دانلود و مشاهده جدول خواص مکانیکی آلیاژ 1050 کلیک کنید.
نتیجه گیری
در این مقاله سعی کردیم تا به بررسی کامل از خصوصیات مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم بپردازیم. هر یک از آن ها با توجه به خصوصیاتی که در خود دارند باعث می شود تا کاربردهای متنوعی داشته باشند. در آلیاژ آلومینیوم به منظور بهبود کیفیت آلومینیوم عناصر دیگری اضافه می کنیم که می توان در موارد مختلف مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین آلیاژهای آلومینیوم برای ما ارزش بسیاری دارد و می تواند در موارد مختلف به ما کمک کند. شرکت آلومینیوم آگرین در تولیدات محصولات آلومینیومی فعالیت بسیاری داشته و سعی نموده تا مواد لازم برای مصرف کنندگان را با بالاترین کیفیت تولید نماید.
