هل الألومنيوم سبيكة؟ ما هي الأنواع المختلفة من الألمنيوم؟ كيفية تحديد درجات الألومنيوم؟ هذه أسئلة شائعة في التصنيع والهندسة. على الرغم من وجود الألمنيوم النقي ، فإن معظم التطبيقات تستخدم سبائك الألومنيوم - مواد تجمع بين الألومنيوم مع عناصر أخرى لتعزيز خصائص محددة.
في هذا الدليل الشامل لأنواع وخصائص الألومنيوم ، سنستكشف درجات مختلفة من الألومنيوم وسبائك الألومنيوم الشائعة وأنواع مواد الألومنيوم ومقارنة خصائص السبائك الألمنيوم مقابل. سواء كنت تختار بين سبيكة المغنيسيوم مقابل الألومنيوم ، أو تبحث عن أقوى سبيكة من الألومنيوم ، أو تحتاج إلى فهم مواصفات الألومنيوم ، يغطي هذا الدليل كل شيء من مخططات سلسلة الألومنيوم إلى مقاييس صلابة الألومنيوم
ما هي سبائك الألومنيوم؟
سبائك الألومنيوم هي مجموعة من المواد التي تتكون من الألومنيوم النقي مع العناصر الأخرى لتعزيز خصائصها وأدائها. يتم إنشاء هذه السبائك عن طريق خلط الألومنيوم المنصهر مع عناصر السبائك المختارة بعناية ، مما يؤدي إلى محلول صلب متجانس عند التبريد والتصلب. يمكن أن تؤدي إضافة هذه العناصر إلى تحسين القوة والمتانة والخصائص الأخرى للألمنيوم النقي ، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
تشمل تكوين سبائك الألومنيوم عادة:
الألومنيوم النقي: المعدن الأساسي الذي يشكل غالبية السبائك ، وعادة ما يمثل 85 ٪ إلى 99 ٪ من إجمالي الكتلة.
عناصر السبائك: تتم إضافة العديد من المعادن وغير المعادن إلى الألومنيوم لإنشاء سبائك محددة ذات خصائص مرغوبة. تشمل عناصر السبائك الشائعة النحاس والمغنيسيوم والمنغنيز والسيليكون والزنك والليثيوم.
آثار عناصر صناعة السبائك على خصائص الألومنيوم مهمة ومتنوعة:
القوة: عناصر مثل النحاس والمغنيسيوم والزنك يمكن أن تزيد بشكل كبير من قوة سبائك الألومنيوم مقارنة بالألمنيوم النقي.
مقاومة التآكل: يمكن أن تعزز بعض العناصر ، مثل المغنيسيوم والسيليكون ، مقاومة التآكل الطبيعية للألمنيوم عن طريق تعزيز تكوين طبقة أكسيد واقية.
الموصلية الحرارية والكهربائية: في حين أن الألمنيوم النقي هو موصل ممتاز للحرارة والكهرباء ، فإن إضافة عناصر معينة يمكن أن تعدل هذه الخصائص لتناسب تطبيقات محددة.
قابلية التكوين والقابلية للآلات: يمكن أن تؤثر عناصر صناعة السبائك على السهولة التي يمكن بها تشكيل سبائك الألومنيوم وتشكيلها وتشكيلها ، مما يجعلها أكثر تنوعًا في عمليات التصنيع.
لا يمكن المبالغة في أهمية سبائك الألومنيوم في مختلف الصناعات: تأثير
النقل: تستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في الصناعات ذات السيارات والفضاء والفضاء بسبب نسبةها عالية القوة إلى الوزن ، والتي تتيح إنتاج المركبات والطائرات الخفيفة الوزن والوقود.
البناء: إن مقاومة التآكل ومتانة سبائك الألومنيوم تجعلها مثالية للتطبيقات المعمارية ، مثل إطارات النوافذ ، والتسقيف ، والكسوة.
الإلكترونيات: الموصلية الحرارية والكهربائية الممتازة لبعض سبائك الألومنيوم ، جنبًا إلى جنب مع وزنها الخفيف ، تجعلها مناسبة للاستخدام في المكونات الإلكترونية والمصارف الحرارية والمرفقات.
السلع الاستهلاكية: من الأجهزة المنزلية إلى المعدات الرياضية ، يتم استخدام سبائك الألومنيوم في مجموعة واسعة من المنتجات الاستهلاكية ، وذلك بفضل تنوعها ، وعلم الجمال ، وإعادة التدوير.
| الملكية | لعناصر صناعة السبائك |
| قوة | زاد من النحاس والمغنيسيوم والزنك |
| مقاومة التآكل | معزز بالمغنيسيوم والسيليكون |
| الموصلية الحرارية | تم تعديلها لتناسب تطبيقات محددة |
| الموصلية الكهربائية | تم تغييرها بناءً على عناصر صناعة السبائك المستخدمة |
| قابلية التشكيل | تتأثر بعناصر السبائك المحددة الموجودة |
| القابلية للآلات | تأثرت بتكوين سبيكة الألومنيوم |
تسميات سبائك الألومنيوم وتحديد الهوية
يتم تصنيف سبائك الألومنيوم باستخدام نظام تسمية موحد يوفر معلومات أساسية حول تكوينها وخصائصها. يتكون هذا النظام ، الذي طورته جمعية الألومنيوم ، من عدد من أربعة أرقام متبوعًا بحوقة خطاب تشير إلى حالة المزاج. دعنا نغطس في تفاصيل هذه الاتفاقية التسمية.
نظام التسمية المكون من أربعة أرقام
ينقل الرقم المكون من أربعة أرقام في تسمية سبيكة الألومنيوم المعلومات التالية:
يمثل الرقم الأول عنصر السبائك الرئيسي أو سلسلة السبائك ، على سبيل المثال:
الرقم الثاني يشير إلى تعديلات السبائك أو حدود الشوائب:
الأرقام الثالثة والرابعة لها معاني مختلفة اعتمادًا على سلسلة السبائك:
سلسلة 1xxx: يشير آخر رقمين إلى الحد الأدنى من نقاء الألومنيوم ، على سبيل المثال ، 1060 لديه ما لا يقل عن 99.60 ٪ من الألومنيوم النقي.
سلسلة أخرى: يحدد الأرقام الثالثة والرابعة سبائك مختلفة داخل السلسلة ، لكن ليس لها أهمية رقمية.
فيما يلي بعض الأمثلة لتوضيح نظام التسمية:
1100: 99.00 ٪ الحد الأدنى لنقاء الألومنيوم ، التكوين الأصلي
2024: النحاس كعنصر سبائك رئيسي ، تباين السبائك الرابعة في سلسلة 2xxx
6061: المغنيسيوم والسيليكون كعناصر سبائك رئيسية ، تباين السبائك الأولى في سلسلة 6xxx
اللواحق لظروف المزاج
بالإضافة إلى العدد المكون من أربعة أرقام ، تتضمن تسميات سبيكة الألومنيوم غالبًا لاحقة خطاب تشير إلى حالة مزاج أو حالة معالجة الحرارة للسبائك. أكثر ترقيات المزاج شيوعًا هي:
F: AS CURCTING ، دون أي تحكم محدد في ظروف تصلب الحرارية أو الإجهاد
O: مصنفة ، أنعم حالة مزاج ، تتحقق من خلال التدفئة عالية الحرارة والتبريد البطيء
W: محلول المعالجة بالحرارة ، وهو مزاج غير مستقر يطبق على سبائك ذلك العمر تلقائيًا في درجة حرارة الغرفة بعد المعالجة الحرارية للمحلول
T: الظروف الأخرى التي عولجت بالحرارة ، بما في ذلك مجموعات مختلفة من المعالجة الحرارية وتصلب الإجهاد
ينقسم مزاج T إلى عدة شروط محددة ، مثل:
T3: محلول معالجة بالحرارة ، وبرد ، وعمر طبيعي
T4: محلول معالج بالحرارة وعمره بشكل طبيعي
T6: المحلول معالجة بالحرارة ومسنين بشكل مصطنع (تصلب هطول الأمطار)
على سبيل المثال ، يشير 6061-T6 إلى سبيكة المغنيسيوم والسيليكون التي تم معالجتها بالحرارة ومسنين بشكل مصطنع لزيادة قوتها.
| مزاج | وصف |
| و | كما تم تصنيعها ، لا يوجد عنصر تحكم محدد في تصلب الحراري أو الإجهاد |
| س | مصلب ، أنعم مزاج حالة |
| ث | حل معالجة بالحرارة ، مزاج غير مستقر |
| ر | الظروف الأخرى المعالجة بالحرارة ، بما في ذلك الفئات الفرعية المختلفة |
أنواع مختلفة من سبائك الألمنيوم
تنقسم سبائك الألومنيوم إلى سبع فئات رئيسية بناءً على عناصر السبائك الأولية والخصائص الناتجة. يتم تعيين كل سلسلة برقم مكون من أربعة أرقام ، حيث يشير الرقم الأول إلى عنصر صناعة السبائك الرئيسية. فيما يلي نظرة عامة على أنواع سبائك الألمنيوم هذه:
سلسلة 1xxx (الألومنيوم النقي)
تتكون سلسلة 1xxx من سبائك الألومنيوم مع الحد الأدنى من نقاء 99 ٪. أنها تحتوي فقط على كميات ضئيلة من العناصر الأخرى ، والتي تمنحهم خصائص فريدة:
الموصلية الحرارية والكهربائية العالية ، مما يجعلها مثالية للمبادلات الحرارية والتطبيقات الكهربائية
مقاومة تآكل ممتازة ، مناسبة للاستخدام في معدات المعالجة الكيميائية
ليونة عالية ، مما يسمح بسهولة تشكيل وتشكيل
تشمل التطبيقات الشائعة لسبائك سلسلة 1xxx الخزانات الكيميائية ، وقضبان الحافلات ، والمسامير.
سلسلة 2xxx (النحاس)
النحاس هو عنصر السبائك الأساسي في سلسلة 2xxx. هذه السبائك معروفة بـ:
قوة عالية ، في كثير من الأحيان مماثلة للصلب
قابلية المعالجة الحرارية ، مما يعزز قوتهم
قابلية جيدة للآلات ، تسهيل التصنيع الدقيق
مقاومة التآكل المنخفضة مقارنة بسبائك الألومنيوم الأخرى
تُستخدم سلسلة 2XXX بشكل شائع في الطيران والعسكرية وغيرها من التطبيقات عالية الأداء.
سلسلة 3xxx (المنجنيز)
المنجنيز هو عنصر السبائك الرئيسي في سلسلة 3xxx. تتميز هذه السبائك بـ:
قوة معتدلة ، أعلى من الألمنيوم النقي ولكن أقل من سلسلة سبيكة أخرى
قابلية تشكيل جيدة ، والسماح بسهولة التشكيل والانحناء
مقاومة تآكل ممتازة ، مناسبة للاستخدام في البيئات القاسية
غير قابلة للعلاج ، مما يعني أنه لا يمكن تغيير خصائصها بشكل كبير من خلال المعالجة الحرارية
تتضمن التطبيقات النموذجية لسبائك سلسلة 3xxx أجهزة طبخ وقطع غيار السيارات ومواد البناء.
سلسلة 4xxx (السيليكون)
السيليكون هو عنصر السبائك الأساسي في سلسلة 4xxx. هم معروفون بـ:
قابلية ممتازة ، مما يجعلها مناسبة للأشكال والتصاميم المعقدة
قابلية جيدة للآلات ، تمكين التصنيع الدقيق
قوة معتدلة ، أعلى من الألمنيوم النقي ولكن أقل من سلسلة سبيكة أخرى
تشتت الحرارة الجيد ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب تبديدًا سريعًا للحرارة
تستخدم سلسلة 4xxx عادة في كتل المحرك وأجزاء السيارات الأخرى.
سلسلة 5xxx (المغنيسيوم)
المغنيسيوم هو العنصر الرئيسي لصنع السبائك في سلسلة 5xxx. تتميز هذه السبائك بـ:
قوة جيدة ، وغالبا ما تستخدم في التطبيقات الهيكلية
قابلية لحام ممتازة ، مما يسمح بسهولة الانضمام والتصنيع
مقاومة عالية التآكل ، وخاصة في البيئات البحرية
غير قابلة للعلاج ، مما يعني أنه لا يمكن تغيير خصائصها بشكل كبير من خلال المعالجة الحرارية
تشمل التطبيقات الشائعة لسبائك سلسلة 5xxx المكونات البحرية وأجزاء السيارات وأوعية الضغط.
سلسلة 6xxx (المغنيسيوم والسيليكون)
تحتوي سلسلة 6xxx على كل من المغنيسيوم والسيليكون كعناصر السبائك الأولية. هم معروفون بـ:
قوة جيدة ، وغالبا ما تستخدم في التطبيقات الهيكلية
قابلية تشكيل ممتازة ، مما يسمح بالأشكال والتصاميم المعقدة
قابلية جيدة للآلات ، تمكين التصنيع الدقيق
مقاومة عالية للتآكل ، مناسبة للاستخدام في البيئات القاسية
قابلية المعالجة الحرارية ، والتي يمكن أن تعزز قوتها وخصائصها الأخرى
تستخدم سلسلة 6xxx على نطاق واسع في الفضاء والسيارات والبناء والتطبيقات الهيكلية الأخرى.
سلسلة 7xxx (الزنك)
الزنك هو العنصر الأساسي لصنع السبائك في سلسلة 7xxx ، وغالبًا ما يتم دمجها مع كميات صغيرة من العناصر الأخرى. يتميزون بـ:
أعلى قوة بين جميع سبائك الألومنيوم
مقاومة التعب الجيدة ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات عالية الضغط
قابلية المعالجة الحرارية ، والتي يمكن أن تعزز قوتها وخصائصها الأخرى
مقاومة التآكل المنخفضة مقارنة بسبائك الألومنيوم الأخرى
قابلية اللحام ، ولكن مع بعض الاحتياطات لتجنب التكسير
تُستخدم سلسلة 7xxx بشكل شائع في الطيران والمعدات الرياضية عالية الأداء والتطبيقات الأخرى الصعبة.
سلسلة 8xxx: سبائك متخصصة
تتضمن سبائك الألومنيوم من سلسلة 8xxx عناصر نادرة من السبائك مثل TIN والمعادن غير المألوفة الأخرى ، المصممة للتطبيقات المتخصصة التي تتطلب خصائص فريدة. لا تستخدم هذه السبائك على نطاق واسع مثل السلسلة الأساسية ولكنها ضرورية في الصناعات التي تتطلب سمات أداء محددة.
الخصائص الرئيسية :
وظائف متخصصة : مصممة لتلبية الاحتياجات المحددة للغاية ، مثل مقاومة الاحتكاك أو الموصلية الكهربائية الفريدة.
القوة المعتدلة : يوفر قوة كافية للتطبيقات المتخصصة ، على الرغم من أنها ليست مناسبة للبيئات ذات الضغط العالي.
التوافق مع العمليات المختلفة : يمكن تصنيعها باستخدام طرق مختلفة اعتمادًا على تكوين السبائك الدقيقة ، مما يوفر المرونة لتلبية الاحتياجات الصناعية المحددة.
التطبيقات الشائعة :
المكونات الكهربائية والإلكترونية : يتم استخدام سبائك الموصلية العالية في سلسلة 8xxx في كابلات الطاقة والموصلات والأسلاك حيث تكون الموصلية مفتاحًا.
تطبيقات الحاملة والجلبة : توفر السبائك مع القصدير احتكاكًا منخفضًا ، مما يجعلها مناسبة للمحامل والمكونات المتحركة الأخرى التي تكون فيها مقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية.
المكونات الصناعية المتخصصة : التطبيقات المخصصة الأخرى التي تتطلب خصائص مثل اللياقة العالية أو منخفضة الوزن أو مقاومة كيميائية محددة.
مخطط سبائك الألومنيوم وتصنيفه
يوضح مخطط سلسلة الألومنيوم أدناه أنواعًا مختلفة من مواد الألومنيوم:
| لسلسلة السبائك | العناصر الأساسية | خصائص مفاتيح |
| 1xxx | لا شيء (الألمنيوم النقي) | الموصلية العالية ، مقاومة التآكل ، ليونة |
| 2xxx | نحاس | قوة عالية ، معالجة بالحرارة ، قابلية جيدة للآلات |
| 3xxx | المنغنيز | قوة معتدلة ، قابلية تشكيل جيدة ، مقاومة التآكل |
| 4xxx | السيليكون | قابلية التمثيل الممتازة ، قابلية جيدة للآلات ، تشتت الحرارة |
| 5xxx | المغنيسيوم | قوة جيدة ، قابلية اللحام ، مقاومة التآكل |
| 6xxx | المغنيسيوم والسيليكون | قوة جيدة ، قابلية التكوين ، قابلية الآلات ، مقاومة التآكل |
| 7xxx | الزنك | أعلى قوة ، مقاومة جيدة للإرهاق ، معالجة بالحرارة |
| 8xxx | القصدير والحديد والنيكل والمعادن النادرة الأخرى | طلب خصائص فريدة |
درجات سبائك الألومنيوم الرئيسية وتطبيقاتها
تأتي سبائك الألومنيوم في درجات مختلفة ، كل منها مصمم خصيصًا لتطبيقات محددة من خلال موازنة الخصائص مثل القوة ، ومقاومة التآكل ، والقدرة على التشكيل. فيما يلي بعض درجات سبائك الألمنيوم الرئيسية والصناعات التي تدعمها.
نظرة عامة مفصلة عن درجات محددة
1100
هذا الدرجة من الألومنيوم النقي تجاريًا ، والمعروفة بمقاومة التآكل الممتازة والتوصيل الحراري والكهربائي العالي. على الرغم من أنها ناعمة نسبيًا ، إلا أنها مثالية للتطبيقات التي لا تكون فيها القوة هي الشرط الأساسي.
3003
وسبائك متعددة الاستخدامات غير قابلة للعلاج ، ويتضمن 3003 الألومنيوم المنغنيز لمزيد من القوة والقدرة على التكوين ، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من المنتجات.
5052
يتم التعرف على 5052 الألومنيوم لمقاومته القوية للتآكل ، وخاصة في البيئات البحرية ، وكذلك القوة المعتدلة إلى المرتفعة. هذا يجعلها خيارًا أفضل في الإعدادات المعرضة للمياه المالحة.
6061
المعروف بأنه واحد من أكثر درجات الألمنيوم تنوعا ، 6061 يقدم مجموعة متوازنة من القوة ، ومقاومة التآكل ، والقابلية للآلات. إنه قابل للمعالجة بالحرارة ، مما يجعلها قابلة للتكيف مع التطبيقات الهيكلية.
7075
مع واحدة من أعلى مستويات القوة بين سبائك الألومنيوم ، 7075 يستخدم في المقام الأول في التطبيقات عالية الضغط. إنه أقل مقاومة للتآكل من الدرجات الأخرى ولكنه يتفوق في الإعدادات التي تكون فيها القوة العالية أمرًا بالغ الأهمية.
جدول المقارنة لتكوين درجات ألومنيوم من الألومنيوم
| يسلط | الضوء على | الخصائص الرئيسية | التطبيقات المشتركة |
| 1100 | 99 ٪ من الألومنيوم النقي | مقاومة التآكل العالية ، الدكتايل | HVAC ، المناولة الكيميائية ، معالجة الطعام |
| 3003 | الألومنيوم مع المنغنيز | قوة معتدلة ، قابلية عمل جيدة | أدوات الطهي ، خزانات التخزين ، التسقيف |
| 5052 | الألومنيوم مع المغنيسيوم | مقاومة تآكل قوية ، قابلة لحام | البحرية ، خزانات الوقود ، أوعية الضغط |
| 6061 | المغنيسيوم والسيليكون | معالجة بالحرارة ، متعددة الاستخدامات للغاية | المكونات الهيكلية ، الفضاء ، السيارات |
| 7075 | الزنك كعنصر سبيكة أولية | أعلى قوة ، مقاومة تآكل منخفضة | الفضاء والدفاع والمعدات الرياضية |
توفر درجات الألومنيوم هذه للمصنعين خيارات توازن بين الأداء والتكلفة ، وتلبية متطلبات الصناعات من البحرية إلى الطيران.
عمليات معالجة الحرارة لسبائك الألومنيوم
تعد المعالجة الحرارية خطوة حاسمة في إنتاج العديد من سبائك الألومنيوم ، حيث يمكن أن تعزز خصائصها الميكانيكية بشكل كبير ، مثل القوة والصلابة والليونة. من خلال التحكم بعناية في دورات التدفئة والتبريد ، وكذلك العمليات المصاحبة مثل العمل البارد والشيخوخة ، يمكن للمهندسين تصميم خصائص سبائك الألومنيوم لتلبية متطلبات التطبيق المحددة.
عمليات معالجة الحرارة الشائعة وتسمياتها
هناك العديد من عمليات المعالجة الحرارية الشائعة المستخدمة لسبائك الألومنيوم ، ولكل منها تسمية فريدة من نوعها. توفر هذه التسميات طريقة سريعة وموحدة لتحديد المعالجة الحرارية المحددة التي خضعتها لسبائك. دعنا نستكشف بعض عمليات المعالجة الحرارية الأكثر استخدامًا وتسمياتها.
T3: محلول تم معالجته بالحرارة + البارد + بشكل طبيعي العمر
تتضمن عملية معالجة الحرارة T3 الخطوات التالية:
المعالجة الحرارية للمحلول: يتم تسخين السبائك إلى درجة حرارة محددة ويتم تثبيتها لفترة طويلة بما يكفي للسماح لعناصر صناعة السبائك بحل في مصفوفة الألومنيوم.
العمل البارد: تعمل السبائك بعد ذلك على البرودة ، عادةً من خلال التمدد أو المتداول ، لتحسين قوتها ومقاومة التآكل في الإجهاد.
الشيخوخة الطبيعية: أخيرًا ، يُسمح للسبائك بالعمر بشكل طبيعي في درجة حرارة الغرفة ، مما يعزز قوته واستقراره.
يتم تطبيق المعالجة الحرارية T3 بشكل شائع على سبائك مثل 2024 و 7075 ، والتي تستخدم في الفضاء والتطبيقات الأخرى عالية الأداء.
T4: محلول المعالجة بالحرارة + بشكل طبيعي
تتكون عملية معالجة الحرارة T4 من خطوتين رئيسيتين:
المعالجة الحرارية للمحلول: على غرار T3 ، يتم تسخين السبائك إلى درجة حرارة محددة وتمسك هناك للسماح لعناصر صناعة السبائك بحل في مصفوفة الألومنيوم.
الشيخوخة الطبيعية: يُسمح للسبائك بالعمر بشكل طبيعي في درجة حرارة الغرفة ، مما يزيد من قوته واستقراره بمرور الوقت.
غالبًا ما يتم استخدام المعالجة الحرارية T4 للسبائك مثل 6061 ، والتي تجد تطبيقات في مختلف الصناعات ، بما في ذلك السيارات والبناء والترفيه.
T6: محلول المعالجة بالحرارة +
تتضمن عملية معالجة الحرارة T6 الخطوات التالية:
المعالجة الحرارية للمحلول: يتم تسخين السبائك إلى درجة حرارة محددة وتمسك هناك للسماح لعناصر صناعة السبائك بحل في مصفوفة الألومنيوم.
الشيخوخة الاصطناعية: يتم بعد ذلك تسخين السبائك إلى درجة حرارة مرتفعة (عادةً أقل من درجة حرارة المعالجة الحرارية) وتم الاحتفاظ بها هناك لوقت محدد لتعزيز هطول الأمطار التي يتم التحكم فيها لعناصر صناعة السبائك ، مما يزيد بشكل كبير من قوة وصلابة السبائك.
يستخدم المعالجة الحرارية T6 على نطاق واسع للسبائك مثل 2024 و 6061 و 7075 ، والتي تتطلب قوة وصياغة عالية للتطبيقات.
T7: محلول المعالجة بالحرارة +
تتكون عملية معالجة الحرارة T7 من خطوتين رئيسيتين:
المعالجة الحرارية للمحلول: يتم تسخين السبائك إلى درجة حرارة محددة وتمسك هناك للسماح لعناصر صناعة السبائك بحل في مصفوفة الألومنيوم.
الإفراط في الإفراط: يتم تسخين السبائك إلى درجة حرارة أعلى من تلك المستخدمة في الشيخوخة الاصطناعية T6 وتم الاحتفاظ بها هناك لفترة طويلة. هذه العملية تضحي ببعض القوة لصالح المحاورة المحسنة والصلابة والاستقرار الأبعاد.
غالبًا ما يتم تطبيق المعالجة الحرارية T7 على سبائك مثل 7075 ، والتي يتم استخدامها في الفضاء والتطبيقات الأخرى عالية الأداء حيث يلزم توازن القوة والصلابة.
T8: محلول تم معالجته بالحرارة + البرد + العمر بشكل مصطنع
تجمع عملية معالجة الحرارة T8 بين فوائد العمل البارد والشيخوخة الاصطناعية:
المعالجة الحرارية للمحلول: يتم تسخين السبائك إلى درجة حرارة محددة وتمسك هناك للسماح لعناصر صناعة السبائك بحل في مصفوفة الألومنيوم.
العمل البارد: تعمل السبائك بعد ذلك على البرودة ، عادةً من خلال التمدد أو المتداول ، لتحسين قوتها ومقاومة التآكل في الإجهاد.
الشيخوخة الاصطناعية: أخيرًا ، يتم تسخين السبائك إلى درجة حرارة مرتفعة وتمسك هناك لفترة محددة لتعزيز هطول الأمطار المتحكم فيه لعناصر صناعة السبائك ، مما يعزز قوتها وصليتها.
يستخدم المعالجة الحرارية T8 عادة للسبائك مثل 2024 و 7075 ، والتي تتطلب مزيجًا من القوة العالية ، والصلابة ، ومقاومة التآكل في الإجهاد.
تسميات ثانوية خاصة لتخفيف الإجهاد أو مدى الشيخوخة
بالإضافة إلى تسميات المعالجة الحرارية الأولية ، هناك أيضًا تسميات ثانوية خاصة تستخدم للإشارة إلى ظروف محددة للتخفيف من الإجهاد أو الشيخوخة. يتم إلحاق هذه التسميات بتعيين المعالجة الحرارية الأولية ، مثل T7351 أو T6511. تشمل بعض التسميات الثانوية المشتركة:
51: الإجهاد مرتاح بالتمدد
511: الإجهاد مرتاح من خلال التمدد والاستقامة الطفيفة بعد التمدد
52: الإجهاد يعفيه الضغط
54: الإجهاد يخفف من التمدد المشترك والضغط
على سبيل المثال ، يشير 7075-T7351 إلى أن السبائك قد تم معالجتها بالحرارة ، والإفراط في الإجهاد ، مرتاحًا بالتمدد ، وتوقيفها بعد التمدد.
يلقي مقابل سبائك الألمنيوم المطاوع
يمكن تصنيف سبائك الألومنيوم على نطاق واسع إلى فئتين رئيسيتين: سبائك يلقي وسبائك مطاربة. في حين أن كلا النوعين من السبائك يشتركان في الخصائص الأساسية للألمنيوم ، إلا أنهما يختلفان في تكوينهم وطرق التصنيع وتطبيقات الاستخدام النهائي. دعنا نستكشف هذه الاختلافات بمزيد من التفصيل.
الاختلافات في تكوين السبائك
تكمن أحد الفروق الأولية بين سبائك المصبوب والألومنيوم المليء في تكوينها الكيميائي ، وتحديداً النسبة المئوية لعناصر السبائك الموجودة.
تحتوي سبائك الصب عادة على كميات أعلى من عناصر صناعة السبائك ، وغالبًا ما تتجاوز 5 ٪ من إجمالي الكتلة. تتيح هذه النسب المئوية لسبائك الأعلى لتحسين قدرات الصب والسيولة وقدرات ملء العفن أثناء عملية الصب.
من ناحية أخرى ، فإن السبائك المطاوعة لها نسب مئوية لعناصر السبائك المنخفضة بشكل عام ، وعادة ما تكون أقل من 5 ٪. يساعد محتوى السبائك السفلي في السبائك المطاوع في الحفاظ على قابلية التكوين الجيدة وقابلية التشغيل والليونة ، والتي تعد ضرورية لعمليات التشكيل والتشكيل اللاحقة.
يمكن أن يكون للاختلافات في نماذج عنصر السبائك تأثيرات كبيرة على الخصائص الميكانيكية والكيميائية للمنتجات النهائية:
القوة: غالبًا ما يكون لسبائك المصبوب قوة أعلى مقارنة بالسبائك المطاورة بسبب ارتفاع محتوى السبائك. ومع ذلك ، فإن هذه القوة المتزايدة تأتي على حساب انخفاض الابتزانة والصلابة.
ليونة: تُظهر السبائك المطاوع عمومًا ليونة وقابلية لتشكيل أفضل من السبائك المصبوبة ، وذلك بفضل نسب العناصر المنخفضة لسبائك. هذا يجعلها أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب تشكيلًا أو تشكيلًا واسع النطاق.
مقاومة التآكل: يمكن أن تختلف مقاومة التآكل لسبائك الألومنيوم اعتمادًا على عناصر السبائك المحددة الموجودة. توفر بعض السبائك المطاوع ، مثل سلسلة 5xxx مع المغنيسيوم ، مقاومة ممتازة للتآكل ، في حين أن بعض السبائك المصبوب قد تكون أكثر عرضة للتآكل في البيئات القاسية.
تقنيات التصنيع
هناك اختلاف رئيسي آخر بين سبائك المصبوب والألومنيوم المطاوع هو الطريقة التي يتم بها تصنيعها وتشكيلها في المنتجات النهائية.
يتم إنتاج سبائك الألمنيوم المصبوب باستخدام طرق صب مختلفة ، بما في ذلك:
صب الرمل: يتم سكب الألمنيوم المنصهر في قالب رملي ، والذي يتم إنشاؤه باستخدام نمط من الشكل المطلوب. إن صب الرمال متعددة الاستخدامات وفعالة من حيث التكلفة للإنتاج المنخفض الحجم أو الأجزاء الكبيرة المعقدة.
يموت الصب: يتم حقن الألومنيوم المنصهر تحت الضغط العالي في تجويف الصلب. يموت الصب مناسب لإنتاج أجزاء عالية الحجم مع تفاصيل معقدة والتحمل الضيق.
صب الاستثمار: نمط الشمع مغلف بطيور من السيراميك ، يتم تسخينها بعد ذلك لإذابة الشمع ، تاركًا قذيفة سيراميك مجوفة. يتم سكب الألمنيوم المنصهر في القشرة لإنشاء الجزء الأخير. يوفر الاستثمار الممتاز الانتهاء من السطح ودقة الأبعاد.
على النقيض من ذلك ، يتم تصنيع سبائك الألمنيوم المطاوع باستخدام عمليات تشكيل وتشكيل مختلفة ، مثل:
البثق: يتم دفع مملوءات الألومنيوم من خلال فتحة الموت لإنشاء ملفات تعريف طويلة ومستمرة مع مقطع عرضي ثابت. يشيع استخدام البثق لإنتاج القضبان والأنابيب والأشكال المعقدة.
المتداول: يتم تمرير ألواح الألومنيوم أو سبائك عبر سلسلة من البكرات لتقليل سمكها وإنشاء صفائح أو لوحات مسطحة. يمكن أن يكون المتداول ساخنًا أو باردًا ، اعتمادًا على السبائك والخصائص المطلوبة.
الانحناء: يتم ثني أوراق الألمنيوم المطاوع أو الملامح في الشكل المطلوب باستخدام مكابح الصحافة ، أو صيغ اللف ، أو غيرها من معدات الانحناء. يسمح الانحناء بإنشاء أجزاء منحنية أو زاوية.
التطبيقات والخصائص
تؤدي الاختلافات في أساليب التكوين والتصنيع بين سبائك الألومنيوم المصبوب والألومنيوم إلى تطبيقات وخصائص مميزة.
تشمل الاستخدامات النموذجية لسبائك الألمنيوم المصبوب:
أجزاء السيارات ، مثل كتل المحرك ورؤوس الأسطوانات وحالات الإرسال ، حيث تكون الأشكال المعقدة والقوة العالية مطلوبة.
أدوات الطهي وأدوات الخبز ، بفضل الموصلية الحرارية الجيدة وسهولة تكوين تصميمات معقدة.
العناصر الزخرفية والزينة ، مثل الأثاث وإضاءة الإضاءة ، بسبب قدرتها على إنشاء أشكال مفصلة ومرضية من الناحية الجمالية.
تفضل سبائك المصبوب بشكل عام للتطبيقات التي تتطلب:
الأشكال الهندسية المعقدة أو التفاصيل المعقدة التي يصعب تحقيقها باستخدام السبائك المطاوع
نسبة عالية من القوة إلى الوزن ، خاصة في مكونات الحمل
الموصلية الحرارية الجيدة لتطبيقات تبديد الحرارة أو نقل الحرارة
من ناحية أخرى ، تشمل الاستخدامات النموذجية لسبائك الألومنيوم المطاوع:
المكونات الهيكلية في المباني والجسور ومعدات النقل ، حيث تكون القوة العالية والقدرة الجيدة ضرورية
أجزاء الفضاء الجوي ، مثل جسم الطائرة والجناح ، بسبب نسبة القوة إلى الوزن الممتازة ومقاومة التعب
العبوات الإلكترونية والمصارف الحرارية ، بفضل الموصلية الحرارية الجيدة وقدرتها على تشكيلها في أشكال دقيقة
يتم اختيار سبائك المطاوع عمومًا للتطبيقات التي تتطلب:
ليونة عالية والقدرة على التشكيل والانحناء
نسبة ممتازة للقوة إلى الوزن للمكونات الهيكلية خفيفة الوزن
مقاومة جيدة للتآكل في البيئات القاسية أو التطبيقات الخارجية
| الممتلكات | سبائك | الممتازة |
| عنصر السبائك ٪ | أعلى (> 5 ٪) | أقل (<5 ٪) |
| قوة | قوة أعلى ، ليونة أقل | انخفاض قوة ، ليونة أعلى |
| مقاومة التآكل | يختلف اعتمادًا على عناصر صناعة السبائك | بشكل عام جيد ، وخاصة سلسلة 5xxx |
| التصنيع النموذجي | صب الرمال ، يموت الصب ، الاستثمار | البثق ، المتداول ، الانحناء |
| التطبيقات المشتركة | قطع غيار السيارات ، وأدوات الطهي ، والعناصر الزخرفية | المكونات الهيكلية ، أجزاء الفضاء ، الإلكترونيات |
اعتبارات لاختيار سبائك الألومنيوم
يتطلب اختيار سبيكة الألمنيوم المناسبة للمشروع فهم قابليتها للآلات والتكلفة والتوافق مع المعالجة الحرارية. هذه العوامل تؤثر على كفاءة التصنيع والتكاليف وأداء المنتج.
تصنيف القابلية للآلات
يؤثر تصنيف القابلية للآلات لسبائك الألومنيوم على مدى سهولة تشكيله باستخدام تصنيع CNC. توفر السبائك ذات القابلية للآلات عالية الوقت وتقليل تآكل الأدوات ، مما يعزز الإنتاجية في التصنيع المعقد.
تكلفة المواد وتوافرها
يؤثر اختيار المواد بشكل كبير على ميزانيات المشروع وسرعة التصنيع . قد توفر السبائك عالية التكلفة خصائص فائقة ولكنها أقل سهولة أو مستدامة للمشاريع واسعة النطاق.
النقاط الرئيسية للنظر :
قيود الميزانية : اختيار سبيكة بأسعار معقولة دون المساس بالجودة.
توافر سلسلة التوريد : ضمان إمدادات ثابتة لتجنب التأخير في الإنتاج.
الاحتياجات الخاصة بالتطبيق : موازنة التكلفة مع الخصائص اللازمة مثل مقاومة التآكل والقوة.
توافق المعالجة الحرارية
يسمح المعالجة الحرارية بسبائك الألومنيوم المحددة لزيادة قوتها ومتانتها وأداءها. لا تستجيب جميع السبائك بشكل جيد للمعالجة الحرارية ، لذا فإن فهم التوافق أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية.
| النظر في | فوائد | سبائك الاختيار الرئيسية |
| تصنيف القابلية للآلات | أسرع آلات ، ارتداء أداة أقل | 6061 ، 2011 ، 7075 |
| تكلفة المواد وتوافرها | ملائمة للميزانية ، إمدادات ثابتة | 3003 ، 5052 |
| توافق المعالجة الحرارية | تعزيز القوة والصلابة | 2024 ، 6061 ، 7075 |
يضمن تقييم هذه العوامل أن سبيكة الألمنيوم المختارة تلبي أداء المشروع وميزانيته ومعالجته ، مما يؤدي إلى تحسين التصنيع وموثوقية المنتج.
ملخص
يعد فهم أنواع سبائك الألومنيوم أمرًا ضروريًا لتحسين التصنيع وأداء المنتج. إن اختيار السبائك الصحيحة لتطبيقات محددة - سواء كان ذلك للقوة أو مقاومة التآكل أو قابلية الآلات - يؤثر بشكل كبير على الجودة والتكلفة. من الهياكل الخفيفة الوزن في الفضاء إلى مكونات متينة في الإعدادات البحرية ، تخدم كل سبيكة غرضًا فريدًا. يوفر هذا الدليل أساسًا لخيارات مستنيرة. استكشف موارد إضافية لتعميق معرفتك واتخاذ أفضل قرارات السبائك لأي مشروع.
المصادر المرجعية
الألومنيوم
سبيكة الألومنيوم
6061 مقابل 7075 الألومنيوم
أعلى الشركة المصنعة لعملية الألومنيوم
الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)
س: ما هي سبيكة الألمنيوم؟
سبيكة الألومنيوم هي معدن تم إنشاؤه عن طريق خلط الألمنيوم النقي مع عناصر أخرى مثل المغنيسيوم والنحاس أو الزنك لتعزيز القوة ومقاومة التآكل والمتانة.
س: كيف تقارن سبائك الألومنيوم بالصلب من حيث القوة والوزن؟
سبائك الألومنيوم أخف عمومًا من الصلب ، مما يوفر نسبة أعلى من القوة إلى الوزن. غالبًا ما يتم استخدامها عندما يكون الحد من الوزن ضروريًا ، كما هو الحال في تطبيقات الفضاء والسيارات.
س: ما هي العوامل التي تؤثر على قابلية سبائك الألومنيوم؟
تتأثر القابلية للآلات في سبائك الألومنيوم بتكوين السبائك والمعالجة الحرارية والصلابة. على سبيل المثال ، توفر سبائك 6061 و 7075 قابلية ممتازة في الآلات CNC.
س: كيف يمكنني منع التآكل عند استخدام سبائك الألومنيوم؟
للحصول على أفضل مقاومة للتآكل ، اختر السبائك مع المغنيسيوم (مثل 5052) أو تطبيق الطلاء الواقي. التنظيف المنتظم يمنع أيضًا التراكم البيئي الذي يمكن أن يسبب التآكل.
س: أين يتم استخدام سبائك الألومنيوم عادة؟
تستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في الفضاء والسيارات والبناء والإلكترونيات. تختار كل صناعة سبائك محددة تستند إلى احتياجات مثل القوة والوزن ومقاومة التآكل.
