آیا آلومینیوم آلیاژ است؟ انواع مختلف آلومینیوم چیست؟ چگونه نمرات آلومینیوم را شناسایی کنیم؟ این سؤالات متداول در ساخت و مهندسی است. در حالی که آلومینیوم خالص وجود دارد ، بیشتر کاربردها از آلیاژهای آلومینیوم استفاده می کنند - موادی که آلومینیوم را با سایر عناصر برای تقویت خواص خاص ترکیب می کنند.
در این راهنمای جامع برای انواع و خواص آلومینیومی ، نمرات مختلف آلومینیوم ، آلیاژهای آلومینیومی مشترک ، انواع مواد آلومینیومی را کشف می کنیم و ویژگی های آلومینیومی را در مقابل آلیاژ مقایسه می کنیم. این که آیا شما بین آلیاژ منیزیم در مقابل آلومینیوم انتخاب می کنید ، به دنبال قوی ترین آلیاژ آلومینیوم هستید یا نیاز به درک مشخصات آلومینیومی دارید ، این راهنما همه چیز را از نمودارهای سری آلومینیومی گرفته تا مقیاس سختی آلومینیوم پوشش می دهد
آلیاژهای آلومینیوم چیست؟
آلیاژهای آلومینیوم گروهی از مواد هستند که از آلومینیوم خالص همراه با عناصر دیگر تشکیل شده اند تا خصوصیات و عملکرد آنها را تقویت کنند. این آلیاژها با مخلوط کردن آلومینیوم مذاب با عناصر آلیاژ با دقت انتخاب شده ایجاد می شوند و در نتیجه یک محلول جامد همگن بر روی خنک کننده و جامد سازی ایجاد می شوند. افزودن این عناصر می تواند به طور قابل توجهی قدرت ، دوام و سایر خصوصیات آلومینیوم خالص را بهبود بخشد و آن را برای طیف گسترده ای از برنامه ها مناسب می کند.
ترکیب آلیاژهای آلومینیوم به طور معمول شامل موارد زیر است:
آلومینیوم خالص: فلز پایه ای که اکثر آلیاژ را تشکیل می دهد ، معمولاً 85 ٪ تا 99 ٪ از کل جرم را تشکیل می دهد.
عناصر آلیاژ: فلزات مختلف و غیر متال ها به آلومینیوم اضافه می شوند تا آلیاژهای خاص با خواص مورد نظر ایجاد شوند. عناصر آلیاژ مشترک شامل مس ، منیزیم ، منگنز ، سیلیکون ، روی و لیتیوم است.
اثرات عناصر آلیاژ بر خواص آلومینیوم قابل توجه و متنوع است:
قدرت: عناصری مانند مس ، منیزیم و روی می توانند در مقایسه با آلومینیوم خالص ، قدرت آلیاژهای آلومینیوم را تا حد زیادی افزایش دهند.
مقاومت در برابر خوردگی: برخی از عناصر مانند منیزیم و سیلیکون می توانند با ترویج تشکیل یک لایه اکسید محافظ ، مقاومت در برابر خوردگی طبیعی آلومینیوم را تقویت کنند.
هدایت حرارتی و الکتریکی: در حالی که آلومینیوم خالص یک هادی عالی برای گرما و برق است ، افزودن عناصر خاص می تواند این خواص را متناسب با کاربردهای خاص تغییر دهد.
شکل پذیری و قابلیت تغییر: عناصر آلیاژ می توانند بر سهولت آلیاژهای آلومینیوم شکل بگیرند ، شکل بگیرند و ماشینکاری شوند و آنها را در فرآیندهای تولید متنوع تر می کنند.
اهمیت آلیاژهای آلومینیوم در صنایع مختلف نمی تواند بیش از حد مورد استفاده قرار گیرد: تأثیر
حمل و نقل: آلیاژهای آلومینیومی به دلیل نسبت قدرت به وزن زیاد ، در صنایع خودرو ، هوافضا و دریایی مورد استفاده قرار می گیرند که تولید وسایل نقلیه و هواپیماهای سبک و کارآمد را امکان پذیر می کند.
ساخت و ساز: مقاومت در برابر خوردگی و دوام آلیاژهای آلومینیوم آنها را برای کاربردهای معماری مانند قاب های پنجره ، بام و روکش ایده آل می کند.
الکترونیک: هدایت عالی حرارتی و الکتریکی برخی از آلیاژهای آلومینیومی ، همراه با وزن سبک آنها ، آنها را برای استفاده در اجزای الکترونیکی ، غرق گرما و محفظه مناسب می کند.
کالاهای مصرفی: از لوازم خانگی گرفته تا تجهیزات ورزشی ، آلیاژهای آلومینیومی به لطف تطبیق پذیری ، زیبایی شناسی و بازیافت آنها در طیف گسترده ای از محصولات مصرفی استفاده می شود.
| خاصیت | عناصر آلیاژ |
| قدرت | با مس ، منیزیم و روی افزایش یافته است |
| مقاومت در برابر خوردگی | توسط منیزیم و سیلیکون تقویت شده است |
| هدایت حرارتی | متناسب با برنامه های خاص اصلاح شده |
| هدایت الکتریکی | بر اساس عناصر آلیاژ مورد استفاده تغییر یافته است |
| قابلیت تشکیل | تحت تأثیر عناصر خاص آلیاژ موجود |
| قابلیت تغییر | تحت تأثیر ترکیب آلیاژ آلومینیوم |
مشخصات و شناسایی آلیاژ آلومینیوم
آلیاژهای آلومینیوم با استفاده از یک سیستم نامگذاری استاندارد طبقه بندی می شوند که اطلاعات اساسی در مورد ترکیب و خصوصیات آنها را ارائه می دهد. این سیستم ، که توسط انجمن آلومینیوم ساخته شده است ، از یک عدد چهار رقمی تشکیل شده است و پس از آن پسوند نامه ای نشان می دهد که وضعیت خلق و خوی را نشان می دهد. بیایید به جزئیات این کنوانسیون نامگذاری شیرجه بزنیم.
سیستم نامگذاری چهار رقمی
تعداد چهار رقمی در یک آلیاژ آلومینیوم اطلاعات زیر را منتقل می کند:
رقم اول نشان دهنده عنصر اصلی آلیاژ یا سری آلیاژ است ، به عنوان مثال:
رقم دوم نشان دهنده اصلاحات آلیاژ یا محدودیت ناخالصی است:
رقم سوم و چهارم بسته به سری آلیاژ معانی متفاوتی دارند:
سری 1xxx: دو رقم آخر نشان دهنده حداقل خلوص آلومینیوم ، به عنوان مثال ، 1060 حداقل آلومینیوم خالص 99.60 ٪ دارد.
سریال های دیگر: رقم سوم و چهارم آلیاژهای مختلف را در این سریال شناسایی می کنند ، اما هیچ اهمیت عددی ندارند.
در اینجا چند نمونه برای نشان دادن سیستم نامگذاری آورده شده است:
1100: 99.00 ٪ حداقل خلوص آلومینیوم ، ترکیب اصلی
2024: مس به عنوان عنصر اصلی آلیاژ ، تغییر آلیاژ چهارم در سری 2xxx
6061: منیزیم و سیلیکون به عنوان عناصر اصلی آلیاژ ، اولین تغییر آلیاژ در سری 6xxx
پسوندهای نامه برای شرایط دما
علاوه بر تعداد چهار رقمی ، مشخصات آلیاژ آلومینیوم اغلب شامل پسوند نامه ای است که نشانگر وضعیت خلق و خوی یا وضعیت تصفیه حرارتی آلیاژ است. رایج ترین مشخصات دما عبارتند از:
F: بدون هیچ گونه کنترل خاص بر شرایط سخت شدن حرارتی یا کرنش
O: آنیل ، نرم ترین وضعیت خلق و خوی ، از طریق گرمایش درجه حرارت بالا و خنک کننده آهسته حاصل می شود
W: با استفاده از گرما با حرارت ، خلق و خوی ناپایدار در مورد آلیاژهایی که به طور خودجوش در دمای اتاق پس از عملیات حرارتی انجام می شود ، اعمال می شود
T: سایر شرایط پایدار با گرما ، از جمله ترکیبات مختلف عملیات حرارتی و سخت شدن کرنش
درجه حرارت t بیشتر به چندین شرایط خاص تقسیم می شود ، مانند:
T3: محلول با گرما ، سرد و به طور طبیعی پیر می شود
T4: محلول با حرارت و به طور طبیعی پیر می شود
T6: محلول با حرارت و مصنوعی با سن و سال (بارش سخت)
به عنوان مثال ، 6061-T6 نشان دهنده آلیاژ منیزیم و سیلیکون است که برای افزایش قدرت آن تحت درمان با گرما و مصنوعی قرار گرفته است.
| مزاج | توصیف |
| ج | به عنوان ساختگی ، کنترل خاصی بر سخت شدن حرارتی یا کرنش وجود ندارد |
| ای | آنیل ، نرمترین وضعیت خلق و خوی |
| حرف | محلول با حرارت و هوای ناپایدار |
| حرف | سایر شرایط پایدار تحت فشار گرما ، از جمله زیر شاخه های مختلف |
انواع مختلف آلیاژهای آلومینیوم
آلیاژهای آلومینیوم بر اساس عناصر اصلی آلیاژ اصلی و خواص حاصل از آن به هفت دسته اصلی تقسیم می شوند. هر سری توسط یک عدد چهار رقمی تعیین می شود ، با رقم اول نشان دهنده عنصر اصلی آلیاژ است. در اینجا مروری بر این انواع آلیاژهای آلومینیومی آورده شده است:
سری 1xxx (آلومینیوم خالص)
سری 1xxx از آلیاژهای آلومینیوم با حداقل خلوص 99 ٪ تشکیل شده است. آنها فقط مقادیر کمکی از عناصر دیگر دارند ، که به آنها ویژگی های منحصر به فردی می دهد:
هدایت حرارتی و الکتریکی بالا ، آنها را برای مبدلهای حرارتی و کاربردهای الکتریکی ایده آل می کند
مقاومت در برابر خوردگی عالی ، مناسب برای استفاده در تجهیزات پردازش شیمیایی
انعطاف پذیری بالا ، امکان شکل گیری و شکل گیری آسان را فراهم می آورد
کاربردهای متداول آلیاژهای سری 1xxx شامل مخازن شیمیایی ، میله های اتوبوس و پرچ است.
سری 2xxx (مس)
مس عنصر اصلی آلیاژ در سری 2xxx است. این آلیاژها برای:
استحکام بالا ، اغلب با فولاد قابل مقایسه است
قابلیت تصفیه گرما ، که بیشتر قدرت آنها را تقویت می کند
ماشینکاری خوب ، تسهیل ساخت دقیق
مقاومت در برابر خوردگی پایین در مقایسه با سایر آلیاژهای آلومینیوم
سری 2XXX معمولاً در هوافضا ، نظامی و سایر برنامه های با کارایی بالا استفاده می شود.
سری 3xxx (منگنز)
منگنز عنصر اصلی آلیاژ در سری 3xxx است. این آلیاژها توسط:
استحکام متوسط ، بالاتر از آلومینیوم خالص اما پایین تر از سایر سری های آلیاژ
شکل گیری خوب ، امکان شکل گیری و خم شدن آسان
مقاومت در برابر خوردگی عالی ، مناسب برای استفاده در محیط های سخت
قابل درمان بدون HEAT ، به این معنی
برنامه های معمولی آلیاژهای سری 3xxx شامل وسایل آشپزی ، قطعات خودرو و مصالح ساختمانی است.
سری 4xxx (سیلیکون)
سیلیکون عنصر اصلی آلیاژ در سری 4xxx است. آنها برای:
قابلیت بازیگری عالی ، و آنها را برای شکل ها و طرح های پیچیده مناسب می کند
ماشینکاری خوب ، امکان ساخت دقیق
استحکام متوسط ، بالاتر از آلومینیوم خالص اما پایین تر از سایر سری های آلیاژ
پراکندگی گرمای خوب ، آنها را برای کاربردهایی که نیاز به اتلاف سریع گرمای دارند ایده آل می کند
سری 4xxx معمولاً در بلوک های موتور و سایر قطعات خودرو استفاده می شود.
سری 5xxx (منیزیم)
منیزیم عنصر اصلی آلیاژ در سری 5xxx است. این آلیاژها توسط:
قدرت خوب ، که اغلب در کاربردهای ساختاری استفاده می شود
قابلیت جوشکاری عالی ، امکان پیوستن و ساخت آسان
مقاومت در برابر خوردگی بالا ، به ویژه در محیط های دریایی
قابل درمان بدون HEAT ، به این معنی
برنامه های متداول آلیاژهای سری 5xxx شامل اجزای دریایی ، قطعات خودرو و کشتی های فشار است.
سری 6xxx (منیزیم و سیلیکون)
سری 6xxx حاوی منیزیم و سیلیکون به عنوان عناصر اصلی آلیاژ است. آنها برای:
قدرت خوب ، که اغلب در کاربردهای ساختاری استفاده می شود
شکل پذیری عالی ، امکان شکل ها و طرح های پیچیده را فراهم می کند
ماشینکاری خوب ، امکان ساخت دقیق
مقاومت در برابر خوردگی بالا ، مناسب برای استفاده در محیط های سخت
قابل تصفیه گرما ، که می تواند قدرت و سایر خصوصیات آنها را بیشتر کند
سری 6XXX به طور گسترده در هوافضا ، خودرو ، ساخت و ساز و سایر کاربردهای ساختاری استفاده می شود.
سری 7xxx (روی)
روی عنصر اصلی آلیاژ در سری 7XXX است که اغلب با مقادیر کمی از عناصر دیگر ترکیب می شود. آنها توسط:
بالاترین استحکام در بین همه آلیاژهای آلومینیوم
مقاومت در برابر خستگی خوب ، و آنها را برای کاربردهای پر استرس مناسب می کند
قابل تصفیه گرما ، که می تواند قدرت و سایر خصوصیات آنها را بیشتر کند
مقاومت در برابر خوردگی پایین در مقایسه با سایر آلیاژهای آلومینیوم
قابلیت جوشکاری ، اما با برخی اقدامات احتیاطی برای جلوگیری از ترک خوردگی
سری 7XXX معمولاً در هوافضا ، تجهیزات ورزشی با کارایی بالا و سایر برنامه های کاربردی مورد استفاده قرار می گیرد.
سری 8xxx: آلیاژهای تخصصی
آلیاژهای آلومینیوم سری 8XXX شامل عناصر آلیاژ نادر مانند قلع و سایر فلزات غیر معمول است که برای برنامه های طاقچه طراحی شده است که نیاز به ویژگی های منحصر به فرد دارند. این آلیاژها به اندازه سری اصلی مورد استفاده قرار نمی گیرند اما در صنایعی که به ویژگی های عملکرد خاصی احتیاج دارند ، ضروری هستند.
خصوصیات کلیدی :
قابلیت های تخصصی : متناسب با نیازهای بسیار خاص ، مانند مقاومت در برابر اصطکاک یا هدایت الکتریکی منحصر به فرد.
قدرت متوسط : قدرت کافی را برای برنامه های طاقچه ارائه می دهد ، هرچند که برای محیط های با استرس بالا مناسب نیست.
سازگاری با فرآیندهای مختلف : بسته به ترکیب دقیق آلیاژ ، می توان با استفاده از روشهای مختلف ساخت و انعطاف پذیری برای نیازهای خاص صنعتی ایجاد کرد.
برنامه های مشترک :
اجزای الکتریکی و الکترونیکی : آلیاژهای رسانایی بالا در سری 8XXX در کابل های برق ، اتصالات و سیم کشی که در آن هدایت مهم است استفاده می شود.
برنامه های بلبرینگ و بوشینگ : آلیاژهای دارای قلع اصطکاک کم را فراهم می کنند و باعث می شوند آنها برای یاتاقان ها و سایر اجزای متحرک که مقاومت در برابر سایش بسیار مهم است ، مناسب باشد.
مؤلفه های تخصصی صنعتی : سایر برنامه های سفارشی که نیاز به خواصی مانند انعطاف پذیری بالا ، وزن کم یا مقاومت شیمیایی خاص دارند.
نمودار و طبقه بندی آلیاژ آلومینیوم
نمودار سری آلومینیومی در زیر انواع مختلفی از مواد آلومینیومی را نشان می دهد:
| سری | آلیاژهای اصلی آلیاژ (ها) | ویژگی های اصلی |
| 1xxx | هیچکدام (آلومینیوم خالص) | هدایت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی ، انعطاف پذیری |
| 2xxx | مس | قدرت بالا ، قابل درمان با گرما ، ماشینکاری خوب |
| 3xxx | منگنز | قدرت متوسط ، شکل پذیری خوب ، مقاومت در برابر خوردگی |
| 4xxx | سیلیکون | قابلیت بازیگری عالی ، ماشینکاری خوب ، پراکندگی گرما |
| 5xxx | منیزیم | قدرت خوب ، جوشکاری ، مقاومت در برابر خوردگی |
| 6xxx | منیزیم و سیلیکون | قدرت خوب ، شکل پذیری ، ماشینکاری ، مقاومت در برابر خوردگی |
| 7xxx | روی | بالاترین استحکام ، مقاومت در برابر خستگی خوب ، قابل درمان با گرما |
| 8xxx | قلع ، آهن و نیکل ، سایر فلزات نادر | ویژگی های منحصر به فرد را تقاضا کنید |
نمرات کلیدی آلیاژ آلومینیوم و کاربردهای آنها
آلیاژهای آلومینیوم در نمرات مختلفی قرار می گیرند که هر یک با استفاده از خواص مانند قدرت ، مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری ، برای کاربردهای خاص متناسب هستند. در زیر برخی از نمرات کلیدی آلیاژ آلومینیوم و صنایعی که از آنها پشتیبانی می کنند وجود دارد.
نمای کلی از نمرات خاص
1100
این درجه آلومینیوم خالص تجاری است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی و هدایت حرارتی و الکتریکی بالا شناخته شده است. اگرچه نسبتاً نرم است ، اما برای کاربردهایی که در آن قدرت نیاز اصلی نیست ، ایده آل است.
3003
یک آلیاژ همه کاره و غیر قابل درمان ، 3003 آلومینیوم شامل منگنز برای قدرت و شکل گیری بیشتر است و آن را برای طیف گسترده ای از محصولات مناسب می کند.
5052
5052 آلومینیوم به دلیل مقاومت در برابر خوردگی قوی آن ، به ویژه در محیط های دریایی و همچنین مقاومت متوسط به بالا شناخته شده است. این امر باعث می شود تا در تنظیمات در معرض آب شور ، انتخاب برتر شود.
6061
شناخته شده به عنوان یکی از متنوع ترین نمرات آلومینیومی ، 6061 ترکیبی متعادل از مقاومت ، مقاومت در برابر خوردگی و ماشینکاری را ارائه می دهد. این قابل درمان با گرما است و آن را برای کاربردهای ساختاری سازگار می کند.
7075
با یکی از بالاترین سطح استحکام در بین آلیاژهای آلومینیوم ، 7075 در درجه اول در کاربردهای با استرس بالا استفاده می شود. نسبت به سایر نمرات مقاوم در برابر خوردگی کمتر است اما در تنظیماتی که استحکام بالا بسیار مهم است ، عالی است.
جدول مقایسه نمرات کلیدی آلومینیومی
| درجه آلیاژ ویژگی | ترکیب | های کلیدی | برنامه های کاربردی مشترک |
| 1100 | 99 ٪ آلومینیوم خالص | مقاومت در برابر خوردگی بالا ، انعطاف پذیر | HVAC ، دست زدن به شیمیایی ، فرآوری مواد غذایی |
| 3003 | آلومینیوم با منگنز | قدرت متوسط ، عملکرد خوب | وسایل آشپزی ، مخازن ذخیره سازی ، بام |
| 5052 | آلومینیوم با منیزیم | مقاومت در برابر خوردگی قوی ، قابل جوشکاری | دریایی ، مخازن سوخت ، کشتی های فشار |
| 6061 | منیزیم و سیلیکون | قابل درمان با گرما ، بسیار همه کاره | اجزای ساختاری ، هوافضا ، خودرو |
| 7075 | روی به عنوان عنصر اصلی آلیاژ | بالاترین استحکام ، مقاومت در برابر خوردگی کم | هوافضا ، دفاع ، تجهیزات ورزشی |
این نمرات آلومینیومی گزینه هایی را در اختیار تولید کنندگان قرار می دهد که عملکرد و هزینه را متعادل می کند و الزامات صنایع را از دریایی تا هوافضا برآورده می کند.
فرآیندهای عملیات حرارتی برای آلیاژهای آلومینیوم
عملیات حرارتی یک گام مهم در تولید بسیاری از آلیاژهای آلومینیوم است ، زیرا می تواند خصوصیات مکانیکی آنها مانند استحکام ، سختی و انعطاف پذیری را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. مهندسان با کنترل دقیق چرخه های گرمایش و سرمایش و همچنین فرآیندهای همراه مانند سرما و پیری ، می توانند خواص آلیاژهای آلومینیوم را برای پاسخگویی به نیازهای خاص کاربردی تنظیم کنند.
فرآیندهای عملیات حرارتی رایج و مشخصات آنها
چندین فرآیند متداول عملیات حرارتی وجود دارد که برای آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود که هر کدام دارای نام منحصر به فرد خود هستند. این تعیین ها روشی سریع و استاندارد برای شناسایی عملیات حرارتی خاص که آلیاژ در آن انجام شده است ، ارائه می دهد. بیایید برخی از فرآیندهای عملیات حرارتی و مشخصات آنها را مورد استفاده قرار دهیم.
T3: درمان با گرما + سرد کار شده + به طور طبیعی پیر می شود
فرآیند عملیات حرارتی T3 شامل مراحل زیر است:
عملیات حرارتی محلول: آلیاژ در دمای خاص گرم می شود و در آنجا به اندازه کافی طولانی نگه داشته می شود تا عناصر آلیاژ به ماتریس آلومینیوم منتقل شوند.
کار سرد: سپس آلیاژ سرد است ، به طور معمول از طریق کشش یا نورد ، برای بهبود قدرت و مقاومت در برابر استرس آن.
پیری طبیعی: سرانجام ، آلیاژ به طور طبیعی در دمای اتاق پیر می شود ، که باعث افزایش قدرت و ثبات آن می شود.
عملیات حرارتی T3 معمولاً در مورد آلیاژها مانند 2024 و 7075 اعمال می شود که در هوافضا و سایر برنامه های با کارایی بالا استفاده می شود.
T4: محلول تحت درمان با گرما + به طور طبیعی پیر می شود
فرآیند عملیات حرارتی T4 شامل دو مرحله اصلی است:
عملیات حرارتی محلول: مشابه T3 ، آلیاژ در دمای خاصی گرم می شود و در آنجا نگه داشته می شود تا عناصر آلیاژی به ماتریس آلومینیوم منتقل شوند.
پیری طبیعی: سپس آلیاژ به طور طبیعی در دمای اتاق پیر می شود و این باعث افزایش قدرت و ثبات آن با گذشت زمان می شود.
عملیات حرارتی T4 اغلب برای آلیاژهای مانند 6061 استفاده می شود ، که در صنایع مختلف از جمله خودرو ، ساخت و ساز و تفریح کاربردهای خود را پیدا می کند.
T6: با گرم شدن از نظر حرارتی + با سن مصنوعی
فرآیند عملیات حرارتی T6 شامل مراحل زیر است:
عملیات حرارتی محلول: آلیاژ در دمای خاصی گرم می شود و در آنجا نگه داشته می شود تا عناصر آلیاژی به ماتریس آلومینیوم منتقل شوند.
پیری مصنوعی: آلیاژ سپس به دمای بالا (به طور معمول پایین تر از دمای درمان حرارتی محلول) گرم می شود و برای یک زمان خاص برای ارتقاء بارش کنترل شده عناصر آلیاژ در آنجا نگه داشته می شود ، که باعث افزایش قدرت و سختی آلیاژ می شود.
عملیات حرارتی T6 به طور گسترده ای برای آلیاژهای مانند 2024 ، 6061 و 7075 استفاده می شود که برای کاربردهای خواستار نیاز به مقاومت و سختی بالایی دارند.
T7: با گرمای محلول + بیش از حد
فرآیند عملیات حرارتی T7 شامل دو مرحله اصلی است:
عملیات حرارتی محلول: آلیاژ در دمای خاصی گرم می شود و در آنجا نگه داشته می شود تا عناصر آلیاژی به ماتریس آلومینیوم منتقل شوند.
PROPAGING: آلیاژ سپس در دمای بالاتر از آنچه در پیری مصنوعی T6 استفاده می شود گرم می شود و برای مدت طولانی در آنجا نگهداری می شود. این فرایند مقداری قدرت را به نفع بهبود انعطاف پذیری ، چقرمگی و ثبات ابعادی قربانی می کند.
عملیات حرارتی T7 اغلب در مورد آلیاژها مانند 7075 اعمال می شود ، که در هوافضا و سایر برنامه های با کارایی بالا استفاده می شود که در آن تعادل قدرت و چقرمگی لازم است.
T8: درمان با گرما + سرد کار شده + با سن مصنوعی
فرآیند تصفیه حرارت T8 مزایای کار سرماخوردگی و پیری مصنوعی را ترکیبی می کند:
عملیات حرارتی محلول: آلیاژ در دمای خاصی گرم می شود و در آنجا نگه داشته می شود تا عناصر آلیاژی به ماتریس آلومینیوم منتقل شوند.
کار سرد: سپس آلیاژ سرد است ، به طور معمول از طریق کشش یا نورد ، برای بهبود قدرت و مقاومت در برابر استرس آن.
پیری مصنوعی: سرانجام ، آلیاژ در دمای بالا گرم می شود و در آنجا برای یک زمان خاص برای ارتقاء بارش کنترل شده عناصر آلیاژ در آنجا نگه داشته می شود و باعث تقویت بیشتر قدرت و سختی آن می شود.
عملیات حرارتی T8 معمولاً برای آلیاژهای مانند 2024 و 7075 استفاده می شود که به ترکیبی از مقاومت بالا ، سختی و مقاومت در برابر استرس نیاز دارند.
مشخصات ثانویه ویژه برای تسکین استرس یا میزان پیری
علاوه بر مشخصات اولیه عملیات حرارتی ، همچنین مشخصات ثانویه خاصی برای نشان دادن تسکین استرس خاص یا شرایط پیری استفاده می شود. این تعیین ها به تعیین اولیه عملیات حرارتی مانند T7351 یا T6511 ضمیمه می شوند. برخی از مشخصات ثانویه مشترک عبارتند از:
51: استرس با کشش تسکین می یابد
511: استرس با کشش و صاف کردن جزئی پس از کشش تسکین می یابد
52: استرس با فشرده سازی تسکین می یابد
54: استرس توسط کشش و فشرده سازی ترکیبی تسکین می یابد
به عنوان مثال ، 7075-T7351 نشان می دهد که آلیاژ با استفاده از گرما ، بیش از حد ، استرس با کشش تسکین یافته و بعد از کشش صاف شده است.
بازیگران در مقابل آلیاژهای آلومینیومی فرفورژه
آلیاژهای آلومینیوم را می توان به طور گسترده به دو دسته اصلی طبقه بندی کرد: آلیاژهای بازیگران و آلیاژهای فرفورژه. در حالی که هر دو نوع آلیاژ خصوصیات اساسی آلومینیوم را به اشتراک می گذارند ، در ترکیب آنها ، روش های ساخت و کاربردهای استفاده نهایی متفاوت هستند. بیایید این تفاوت ها را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.
تفاوت در ترکیب آلیاژ
یکی از مهمترین تمایزات بین آلیاژهای آلومینیوم بازیگران و فرفورژه در ترکیب شیمیایی آنها ، به ویژه درصد عناصر آلیاژ موجود است.
آلیاژهای ریخته گری به طور معمول حاوی مقادیر بالاتری از عناصر آلیاژ هستند که اغلب بیش از 5 ٪ از کل جرم است. این درصد های بالاتر آلیاژ امکان بهبود قابلیت ریخته گری ، سیالیت و قابلیت پر کردن قالب را در طی فرآیند ریخته گری فراهم می کند.
از طرف دیگر ، آلیاژهای فرفورژه به طور کلی درصد عنصر آلیاژ کمتری دارند که معمولاً زیر 5 ٪ هستند. محتوای آلیاژ پایین در آلیاژهای فرفورژه به حفظ شکل گیری خوب ، کارآیی و انعطاف پذیری کمک می کند که برای شکل دهی بعدی و فرآیندهای تشکیل دهنده ضروری است.
تفاوت در درصد عناصر آلیاژ می تواند اثرات قابل توجهی بر خصوصیات مکانیکی و شیمیایی محصولات نهایی داشته باشد:
قدرت: آلیاژهای ریخته گری به دلیل محتوای بالاتر آلیاژ بالاتر ، در مقایسه با آلیاژهای فرفورژه از قدرت بالاتری برخوردار هستند. با این حال ، این قدرت افزایش یافته به هزینه کاهش انعطاف پذیری و سختی می رسد.
انعطاف پذیری: آلیاژهای فرفورژه به لطف درصد عنصر آلیاژ پایین خود ، انعطاف پذیری و شکل گیری بهتری نسبت به آلیاژهای ریخته گری دارند. این باعث می شود آنها برای برنامه هایی که نیاز به شکل گیری یا شکل گیری گسترده دارند ، مناسب تر شود.
مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای آلومینیوم بسته به عناصر خاص آلیاژ موجود می تواند متفاوت باشد. برخی از آلیاژهای فرفورژه ، مانند سری 5xxx با منیزیم ، مقاومت در برابر خوردگی عالی را ارائه می دهند ، در حالی که برخی از آلیاژهای بازیگران ممکن است در محیط های سخت بیشتر در معرض خوردگی باشند.
تکنیک های ساختگی
یکی دیگر از تفاوت های مهم بین آلیاژهای آلومینیوم بازیگران و فرفورژه ، نحوه تولید و شکل دادن به محصولات نهایی است.
آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری با استفاده از روشهای مختلف ریخته گری از جمله:
ریخته گری ماسه ای: آلومینیوم مذاب در قالب ماسه ای ریخته می شود که با استفاده از الگویی از شکل مورد نظر ایجاد می شود. ریخته گری شن و ماسه برای تولید کم حجم یا قطعات بزرگ و پیچیده ، همه کاره و مقرون به صرفه است.
ریخته گری Die: آلومینیوم مذاب تحت فشار زیاد به یک حفره مرده فولادی تزریق می شود. ریخته گری مرده برای تولید با حجم بالا قطعات با جزئیات پیچیده و تحمل های محکم مناسب است.
ریخته گری سرمایه گذاری: یک الگوی موم با یک دوغاب سرامیکی پوشانده شده است ، که سپس گرم می شود تا موم را ذوب کند و یک پوسته سرامیکی توخالی را ترک کند. آلومینیوم مذاب برای ایجاد قسمت نهایی درون پوسته ریخته می شود. ریخته گری سرمایه گذاری دارای دقت سطح عالی و دقت بعدی است.
در مقابل ، آلیاژهای آلومینیومی فرفورژه با استفاده از فرآیندهای مختلف شکل گیری و شکل دهی ، مانند:
اکستروژن: بیلت های آلومینیومی از طریق دهانه مرده فشار می یابند تا پروفایل های طولانی و مداوم با یک مقطع ثابت ایجاد کنند. اکستروژن معمولاً برای تولید میله ، لوله و اشکال پیچیده استفاده می شود.
نورد: صفحات آلومینیومی یا شمش ها از طریق یک سری غلطک عبور می کنند تا ضخامت آنها را کاهش داده و ورق یا بشقاب مسطح ایجاد کنند. بسته به آلیاژ و خواص مورد نظر ، نورد را می توان گرم یا سرد کرد.
خم شدن: ورق های آلومینیومی فرفورژه یا پروفایل با استفاده از ترمزهای مطبوعات ، سازندگان رول یا سایر تجهیزات خمشی ، خم شده یا به شکل دلخواه تشکیل می شوند. خم شدن امکان ایجاد قطعات خمیده یا زاویه دار را فراهم می کند.
برنامه ها و خصوصیات
تفاوت در روش های ترکیب و ساخت بین آلیاژهای آلومینیوم بازیگران و فرفورژه منجر به کاربردها و خواص متمایز می شود.
کاربردهای معمولی آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری شامل موارد زیر است:
قطعات خودرو مانند بلوک های موتور ، سرهای سیلندر و موارد انتقال ، که در آن به شکل های پیچیده و استحکام بالا نیاز است.
وسایل آشپزی و پخت و پز ، به لطف هدایت حرارتی خوب و سهولت در شکل گیری طرح های پیچیده.
وسایل تزئینی و زینتی مانند مبلمان و وسایل روشنایی به دلیل توانایی آنها در ایجاد اشکال دقیق و زیبایی شناختی.
آلیاژهای بازیگران به طور کلی برای برنامه هایی که نیاز دارند ترجیح داده می شوند:
هندسه های پیچیده یا جزئیات پیچیده ای که با آلیاژهای فرفورژه دستیابی به آنها دشوار است
نسبت قدرت به وزن بالا ، به خصوص در اجزای باربری
هدایت حرارتی خوب برای اتلاف گرما یا برنامه های انتقال حرارت
از طرف دیگر ، استفاده های معمولی از آلیاژهای آلومینیومی فرفورژه شامل موارد زیر است:
اجزای ساختاری در ساختمانها ، پل ها و تجهیزات حمل و نقل ، که در آن قدرت بالا و شکل گیری مناسب ضروری است
قطعات هوافضا ، مانند بدنه و اجزای بال ، به دلیل نسبت قدرت به وزن و مقاومت در برابر خستگی آنها
محفظه های الکترونیکی و غرق گرما ، به لطف هدایت حرارتی خوب و توانایی شکل گیری در شکل های دقیق
آلیاژهای فرفورژه به طور کلی برای برنامه هایی که نیاز دارند انتخاب می شوند:
انعطاف پذیری بالا و شکل گیری برای شکل دادن و خم شدن
نسبت قدرت به وزن عالی برای اجزای ساختاری سبک وزن
مقاومت در برابر خوردگی خوب در محیط های سخت یا برنامه های کاربردی در فضای باز
| آلیاژهای | آلیاژهای بازیگران بازیگران | فرفورژه |
| عنصر آلیاژ ٪ | بالاتر (> 5 ٪) | پایین (<5 ٪) |
| قدرت | استحکام بالاتر ، انعطاف پذیری پایین | قدرت پایین ، انعطاف پذیری بالاتر |
| مقاومت در برابر خوردگی | بسته به عناصر آلیاژ متفاوت است | به طور کلی خوب ، به خصوص سری 5xxx |
| ساخت معمولی | ریخته گری شن ، ریخته گری ، ریخته گری سرمایه گذاری | اکستروژن ، نورد ، خم شدن |
| برنامه های مشترک | قطعات خودرو ، وسایل آشپزی ، وسایل تزئینی | اجزای ساختاری ، قطعات هوافضا ، الکترونیک |
ملاحظات انتخاب آلیاژهای آلومینیوم
انتخاب آلیاژ آلومینیوم مناسب برای یک پروژه نیاز به درک قابلیت ، هزینه و سازگاری آن با عملیات حرارتی دارد. این عوامل بر بهره وری تولید ، هزینه ها و عملکرد محصول تأثیر می گذارد.
رتبه پذیری
امتیاز ماشینکاری یک آلیاژ آلومینیوم بر چگونگی شکل گیری آن با استفاده از ماشینکاری CNC تأثیر می گذارد. آلیاژها با ماشینکاری بالا باعث صرفه جویی در وقت و کاهش سایش ابزار و افزایش بهره وری در تولید پیچیده می شوند.
هزینه و در دسترس بودن مواد
انتخاب مواد به طور قابل توجهی بر بودجه پروژه و سرعت تولید تأثیر می گذارد . آلیاژهای با هزینه بالا ممکن است خواص برتر را ارائه دهند اما برای پروژه های در مقیاس بزرگ در دسترس کمتری یا پایدار هستند.
سازگاری عملیات حرارتی
عملیات حرارتی به آلیاژهای آلومینیومی خاص اجازه می دهد تا قدرت ، دوام و عملکرد آنها را افزایش دهند. همه آلیاژها به خوبی به عملیات حرارتی پاسخ نمی دهند ، بنابراین درک سازگاری برای برنامه های کاربردی که نیاز به قدرت بالایی دارند بسیار مهم است.
اهمیت عملیات حرارتی :
را امکان پذیر می کند . سختی و استحکام بهبود یافته در آلیاژها مانند سری 2xxx ، 6xxx و 7xxx
افزایش می دهد . عملکرد و طول عمر را برای اجزای استرس بالا
انعطاف پذیری در پردازش پس از تولید ، در صنایع هوافضا و صنایع سنگین را بسیار مهم می کند.
| توجه در انتخاب | مزایای | آلیاژهای کلیدی |
| رتبه پذیری | ماشینکاری سریعتر ، سایش ابزار کمتری | 6061 ، 2011 ، 7075 |
| هزینه و در دسترس بودن مواد | عرضه دوستانه و دوستانه | 3003 ، 5052 |
| سازگاری عملیات حرارتی | قدرت و سختی پیشرفته | 2024 ، 6061 ، 7075 |
ارزیابی این عوامل تضمین می کند که آلیاژ آلومینیوم منتخب عملکرد ، بودجه و پردازش پروژه را برآورده می کند و منجر به تولید بهینه و قابلیت اطمینان محصول می شود.
خلاصه
درک انواع آلیاژهای آلومینیومی برای بهینه سازی تولید و عملکرد محصول ضروری است. انتخاب آلیاژ مناسب برای برنامه های خاص - خواه برای مقاومت ، مقاومت در برابر خوردگی یا ماشینکاری باشد - می تواند بر کیفیت و هزینه تأثیر بگذارد. از ساختارهای سبک وزن در هوافضا گرفته تا اجزای بادوام در تنظیمات دریایی ، هر آلیاژ یک هدف منحصر به فرد را ارائه می دهد. این راهنما پایه و اساس انتخاب های آگاهانه را فراهم می کند. برای تعمیق دانش خود و تصمیم گیری در مورد آلیاژ برای هر پروژه ، منابع اضافی را کاوش کنید.
منابع مرجع
الومینیوم
آلیاژ آلومینیوم
6061 در مقابل 7075 آلومینیوم
تولید کننده برتر فرآیند آلومینیوم
سوالات متداول (سؤالات متداول)
س: آلیاژ آلومینیومی چیست؟
یک آلیاژ آلومینیوم فلزی است که با مخلوط کردن آلومینیوم خالص با سایر عناصر مانند منیزیم ، مس یا روی برای تقویت استحکام ، مقاومت در برابر خوردگی و دوام ایجاد شده است.
س: چگونه آلیاژهای آلومینیوم از نظر قدرت و وزن با فولاد مقایسه می شوند؟
آلیاژهای آلومینیوم به طور کلی از فولاد سبک تر هستند و نسبت قدرت به وزن بیشتری را ارائه می دهند. آنها اغلب در جایی که کاهش وزن ضروری است ، مانند برنامه های هوافضا و خودرو استفاده می شود.
س: چه عواملی بر قابلیت تغییر آلیاژهای آلومینیوم تأثیر می گذارد؟
قابلیت تغییر در آلیاژهای آلومینیوم تحت تأثیر ترکیب آلیاژ ، عملیات حرارتی و سختی است. به عنوان مثال ، آلیاژهای 6061 و 7075 قابلیت ماشینکاری عالی را در ماشینکاری CNC ارائه می دهند.
س: چگونه می توانم هنگام استفاده از آلیاژهای آلومینیوم از خوردگی جلوگیری کنم؟
برای بهترین مقاومت در برابر خوردگی ، آلیاژها را با منیزیم (مانند 5052) انتخاب کنید یا از پوشش های محافظ استفاده کنید. تمیز کردن منظم همچنین از ایجاد محیط زیست که می تواند باعث خوردگی شود ، جلوگیری می کند.
س: از آلیاژهای آلومینیوم معمولاً استفاده می شود؟
آلیاژهای آلومینیوم به طور گسترده در هوافضا ، خودرو ، ساخت و ساز و الکترونیک استفاده می شوند. هر صنعت آلیاژهای خاص را بر اساس نیازهایی مانند مقاومت ، وزن و مقاومت در برابر خوردگی انتخاب می کند.
