آلیاژ آلومینیوم

آلیاژ آلومینیوم

آلومینیوم به عنوان یکی از پر کاربرد ترین فلزات در صنایع مختلف به شمار می آید. این فلز دارای آلیاژ های مختلفی است که تصمیم داریم یک به یک آن ها را برای شما توضیح دهیم.
آلیاژ آلومینیوم در واقع در دسته بندی های مختلفی قرار می گیرد که هر کدام بسته به خواص و ویژگی هایی که دارند، می توانند برای یک صنعت مورد استفاده قرار بگیرند.
از این رو شناخت کافی در مورد آلیاژ آلومینیوم به شما کمک می کند تا در زمان نیاز به هر یک از آن ها، نوع مناسبی را انتخاب نمایید.
هر یک از این آلیاژ ها دارای نام و مشخصه ای منحصر به فرد هستند که می تواند از آن ها در صنایع مختلفی استفاده نمود.
در ادامه به توضیح بیش تری در این باره خواهیم پرداخت و بیش تر در مورد عناصر ترکیب شونده با فلز نام برده شده صحبت خواهیم کرد.
لازم به ذکر است که می توانید برای کسب اطلاعات بیش تر در مورد هر یک از آلیاژ ها این فلز، با مشاورین آلومینیوم آگرین در تماس باشید.
آن ها می توانند شما را برای انتخاب و خرید مناسب ترین آلیاژ راهنمایی کنند.
پیش از هر چیزی، ابتدا با این فلز و ویژگی های منحصر به فردی که دارد آشنا شویم تا خاصیت هر عنصر ترکیب شونده با آن را به درستی درک کنیم.

آلومینیوم چیست؟

آلومینیوم در واقع یک عنصر شیمیایی است که ویژگی های مختلفی دارد. به طور مثال این فلز به نرم بودن، نقره ای رنگ بودن و چکش پذیری شناخته شده است.
آلومینیوم پس از اکسیژن و سیلیسیم، به عنوان یک عنصر فراوان شناخته می شود که مقدار زیادی از آن در داخل پوسته کره زمین قرار دارد.
آلومینیوم به دلیل شکل پذیری بالایی که دارد، در صنعت های مختلفی مانند:
–  ماشین سازی و خودرو سازی
– صنایع هوافضا
– صنایع دریایی
– صنایع حمل و نقل ریلی
– قوطی ها و بسته بندی ها
– صنعت ساختمان
– صنایع برق
– مصارف وسایل با دوام مانند یخچال و فریز
– ماشین ها و تجهیزات، باتری ها
– نیمه رسانا ها
– صنایع اسلحه سازی
– در بعضی از کشور ها، برای ضرب سکه مورد استفاده واقع می شود.
آلیاژ های آلومینیوم به علت داشتن خواص منحصر به فرد مانند استحکام نسبت به وزن بالا، قابلیت جوشکاری، شکل پذیری عالی و مقاومت به خوردگی، به طور گسترده ای در انواع سازه ها، صنایع هوایی و دریایی، خطوط انتقال برق، وسایل نقلیه و… مورد استفاده قرار می گیرند.
برخی از عناصر با این فلز ترکیب شده و در آخر به ساخت آلیاژ منجر می شود. لازم به ذکر است که هر عنصری را نمی توان برای به دست آوردن آلیاژ با فلز نام برده شده ترکیب کنیم.
چرا که همگی خاصیت ترکیب شوندگی با این فلز را دارا نیستند. از این رو در ادامه به توضیح بیش تری در مورد این عناصر پرداخته ایم.

آلیاژ های آلومینیوم

آلیاژ های آلومینیوم، به طور کلی از نظر روش تولید به دو دسته تقسیم می شوند. اما آلیاژ های نوردی آلومینیوم بیش از 80 درصد از حجم کل آلیاژ های مصرفی آلومینیوم را در بر دارند.
در ادامه به توضیح بیش تری در مورد دسته بندی این آلیاژ ها خواهیم پرداخت.

– آلیاژ های کار پذیر یا نوردی

آلیاژ های نوردی بر اساس استاندارد های رایج به هشت گروه 1xxx تا 8xxx بر اساس نوع فلزات تشکیل دهنده تقسیم بندی می شوند.
آلیاژ های کار پذیر این فلز در واقع آلیاژ های هستند که از طریق مکانیکی به شکل مورد نظر در می آیند.
اما لازم به ذکر است که برخی از این آلیاژ ها را می توان توسط عملیات حرارتی خاصی تقویت نمود در صورتی که برخی از آن ها قابلیت حرارتی ندارند.
آلیاژ های کار پذیر بر اساس عنصر آلیاژی خود به هشت گروه تقسیم شده و هر یک از آلیاژ های هر گروه توسط A.A یا همان جامعه آلومینیوم، با یک عدد چهار رقمی نام گذاری شده اند.

– آلیاژ های ریختگی

آلیاژ های ریختگی، آلیاژ هایی هستند که از طریق ریخته گری به شکل مورد نظر درآورده می شوند. این آلیاژ ها نیز برخی قابل عملیات حرارتی هستند و بعضی از آن ها غیر قابل حرارت دادن می باشند.
هر یک آلیاژ های ریختگی توسط A.A با یک عدد چهار رقمی که بی ارقام چهارم و سوم از سمت چپ یک نقطه قرار گرفته است، نام گذاری شده اند.

معرفی انواع آلیاژ های آلومینیوم

همان طور که گفتیم، آلومینیوم دارای آلیاژ های مختلفی است، به همین خاطر مهم ترین عنصر های ترکیب شونده با این فلز و همین طور آلیاژ های آن را برای شما در ادامه آورده ایم.
لازم به ذکر است که هر کدام از عناصر نام برده شده، دارای خواص و ویژگی های گوناگونی هستند که آن ها را هم توضیح داده ایم.

1. آلیاژ مس

آلیاژ مس با نام تجاری دور آلومین نیز شناخته می شود. این آلیاژ با وجود 5.7 درصد مس، سسختی بالایی دارد.
گاهی اوقات از عناصر آلیاژی سیلیسیوم و منیزیوم نیز استفاده می شود.
آلیاژ مس در سازه های سبک و صنعت هواپیما سازی کاربرد فراوانی دارد. هم چنین مقاومت خوردگی کم تری نسبت به آلومینیوم دارد.
به طور معمول روکش نازکی از آلومینیوم خالص تجاری به روش نورد، بر روی سطحس آلیاژ مس کشیده می شود تا از آن مقاومت کند. به همین خاطر برخی اوقات با کد C معرفی می شود.

2. آلیاژ منیزیوم

منیزیوم با نام تجاری آلوماگ نیز شناخته می شود. مقدار منیزیوم کم تر از 10 درصد است. هم چنین خاصیت اصلی آلیاژ منیزیوم، مقاومت در برابر خوردگی است.
هر چه مقدار آلیاژ منیزیوم فزایش پیدا کند و به بیش از 10درصد برسد، مقاومت خوردگی آن به شدت کاهش پیدا می کند.
کاربرد اصلی آلیاژ منیزیوم، در کار های معماری و تزیینی است. چرا که مقاومت خوردگی بالایی داشته و وزن سبک آن چشم گیر است. هم چنین به صورت غیر مستقیم، قابلیت صیقل پذیری خوب و حفظ صیقل در آن بسیار بالا است.

3. آلیاژ سیلیسیوم

آلیاژ سیلسیوم با نام تجاری آلپاکس نیز شناخته می شود. افزایش سیلیسیوم بدون آن که در شکل پذیری آن اتخلالی ایجاد کند، می تواند قابلیت ریخته گری آن را نیز افزایش دهد. هم چنین هم زمان باعث افزایش مقاومت مکانیکی آن خواهد شد.
این آلیاژ دارای 12 تا 13 درصد سیلیسیم است که می توان با عملیات حرارتی، سختی آن ها را افزایش داد.
به طور معمول از آلیاژ سیلیسیوم در ساخت و تهیه مخزن روغن موتور های درونسوز، قطعات دستگاه رختشویی، رادیاتور ها و دستگاه های الکتریکی استفاده می شود.

4. قلع

این عنصر به صورت موثر می تواند خاصیت ضد اصطکاکی را بهبود ببخشد. به همین خاطر در کاربرد های یاتاقانی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. آلیاژ های ریختگی امکان دارد تا 25 درصد دارای قلع باشند.
افزایش میزان قلع در آلیاژ ها، می تواند خواص ماشین کاری شده را بهبود ببخشد و عمل رسوب سختی را در بعضی از آن ها مورد تاثیر قرار دهد.

5. سرب

وجود سرب در مقادیر بیش از 0.1 درصد می تواند باعث بهبود ماشین کاری در آلیاژ ها شود.

6. آهن

این عنصر می تواند مفاومت به ترک گرم را بهبود بخشیده و چسبیدن به قالب را در ریخته گری تزریقی تا حد چشم گیری کاهش دهد. افزیش درصد آهن می تواند باعث کم شدن خاصیت فرم پذیری در آلومینیوم شود.
هم چنین امکان دارد که این عنصر با سایر عناصر افزوده شده به مذاب واکنش از خود نشان دهد و ترکیبات فلزی پیچیده یا لجن تولید نماید.

7. منگنز

این عنصر در مقادیر کم برای کنترل اثر تخریبی به صورت فاز های ترد و شکننده مورد استفاده قرار می گیرد.
مقدار آن در حدود نصف درصد آهن است.
منگنز به عنوان عنصر آلیاژی در ترکیبات آلیاژی کار پذیر مورد استفاده واقع می شود.

8. کروم

اضافه کردن کروم، می تواند سبب ایجاد ترکیبات بین فلزی شود.
لازم به ذکر است که کروم ترکیبات حلالیت بسیار کمی در حالت جامد داشته و از رشد دانه جلوگیری می نماید.
کروم در برخی از آلیاژ ها مقاومت به خوردگی را بهبود بخشیده  در مقادیر بالا تر حساسیت به سریع سرد شدن را افزایش می دهد.

9. نیکل

نیکل، همراه با مس مقاومت را در درجه حرارت بالا در آلومینیوم افزایش داده و هم چنین ضریب انبساط حرارتی را کاهش می دهد.

10. فسفر

فسفر عنصری است که باعث جوانه زنی و تصفیه یا همان ریز شدن فاز سیلیسیوم در آلیاژ های هایپریوتکتیک‌ آلومینیوم – سیلیسیوم می شود.

11. تیتانیوم

برای ریز نمود نساختار در آلیاژ های ریختگی آلومینیوم از عنصر تیتانیوم ستفاده می شود.
به طور معمول تیتانیوم به همراه مقدار کمی بر در ساخت آلیاژ به کار می رود.

12. استرانسیوم

استرانسیوم برای اصلاح و بهسازی آلیاژ های یوتکتیک آلومینیوم – سیلیسیوم مورد استفاده قرار می گیرد.

خواص آلیاژ های آلومینیوم

آلیاژ هایی که از این فلز به دست می آیند، دارای خواص و ویژگی های مختلفی هستند. پیش تر در مورد اضافه کردن هر عنصر به آلیاژ آلومینیوم صحبت کردیم. حال می خواهیم خواص هر کدام را برای شما شرح دهیم.

مقاومت به خوردگی:

بسیاری از آلیاژ های این فلز، به دلیل تشکیل شدن از یک لایه طبیعی از اکسید چسبنده، مقاومت بالایی در برابر خوردگی اتمسفری و شیمیایی از خود نشان می دهند. معمولا این مشخصه در آلیاژ های سری 5xxx، 3xxx، 1xxx و 6xxx بیش تر دیده می شود.

رسانایی حرارتی:

آلومینیوم و آلیاژ های آن رسانایی حرارتی بسیار بالایی دارند. اما نسبت به فولاد در دمای پایین تری به نقطه ذوب می رسند. لازم به ذکر است که در صورت مجاورت با آتش دمای آن ها خیلی کند تر افزایش پیدا می کند.

رسانایی الکتریکی:

آلیاژ های فلز نام برده شده، رسانایی الکتریکی بسیار بالایی دارند. اما با این تفاصیل در میان فلزات رسانای تجاری پس از مس در رده دوم قرار می گیرند.

نسبت استحکام و وزن:

آلومینیوم با چگالی کم، برای ساخت آلیاژ های مهندسی مناسب است.
اگر چه استحکام آلیاژ های پایه به اندازه استحکام حصول در فولاد ها نیست ولی نسبت استحکام به وزن این آلیاژ ها بالا می باشد.
به همین دلیل آلیاژ های تجاری این فلز، تعداد زیادی دارند. شما می توانید به وسیله کار گرم و یا رسوب سختی، استحکام این آلیاژ ها را افزایش دهید.

کار پذیری:

شما می توانید از آلیاژ های آلومینیوم در بسیاری از روش هاب فلز کاری که نیاز به کار پذیری دارند، استفاده نمایید. (مانند اکستروژن)

سهولت اتصال:

آلیاژ های این فلز را می توان با طیف گسترده ای از روش های معمول تجاری مانند جوشکاری، لحیم کاری، پیچ کاری، پرچ کاری و حتی میخ زنی به یکدیگر متصل نمود.

قابلیت بازیافت:

آلیاژ های این فلز، به عنوان یکی از مواد سازه ای به شمار آمده که قابلیت بازیافت دارند. شما می توانید پس از بازیافت از آن ها به عنوان محصولاتی با کیفیت بالا استفاده نمایید.

اسامی آلیاژ های ریختگی

همان طور که پیش تر گفتیم، هر یک از آلیاژ های این فلز، دارای نامی منحصر به فرد هستند. به همین خاطر نام هر یک را برای شما در این بخش از مطلب آورده ایم:
1xx.x: آلومینیوم تقریبا خالص
2xx.x: آلیاژ آلومینیوم و مس
3xx.x: آلومینیوم دارای مس، سیلسیم و اندکی منیزیم
4xx.x: آلومینیوم سیلیسیم دار
5xx.x: آلیاژ آلومینیوم و منیزیم
6xx.x: آلیاژ هایی با ترکیب منیزیم، سیلیسیم و آلومینیوم
7xx.x: آلیاژ هایی با ترکیب روی و آلومینیوم و منیزیم
8xx.x: آلیاژ آلومینیوم با عناصر کم تر متعارف هم چون قلع و لیتیم

آلیاژ ها چه هستند؟

در واقع عبارتند از آلیاژ های فلزی که معمولا ساختار آن ها در بر گیرنده حدود 90 تا 96 درصد از عنصر آلومینیوم می باشد. که علاوه بر این فلز دارای عناصر دیگری نیز هستند.
این عناصر به منظور بهبود خاصیت های خاص به عنصر پایه یعنی آلومینیوم اضافه می شوند.
به طور معمول این آلیاژ ها علاوه بر آلومینیوم دارای عناصر آلیاژی دیگری هستند که امکان دارد در بعضی از مواقع چند عنصر فرعی دیگری نیز با آن ها ترکیب شده باشد.
لازم به ذکر است که مقدار اندکی از این آلیاژ های فرعی می تواند تاثیر چشم گیری بر روی ویژگی های آلیاژ آلومینیوم بگذارد.

عناصر ترکیب شونده با آلیاژ آلومینیوم چه عناصری هستند؟

همان طور که گفتیم، عناصر مختلفی با فلز آلومینیوم ترکیب شده و آلیاژ به دست می آید. اما باید بدانید که همه عناصر قابلیت ترکیب شوندگی با این فلز را نداشته و پس از مخلوط آن ها با یکدیگر به ما آلیاژی نمی دهند.
از جمله این عناصر می توان از روی، منیزیوم، مس و سیلسیوم نام برد. این عناصر خاصیت حل شوندگی بالایی در این فلز از خود نشان می دهند.