شناخت آلیاژ آلومینیوم

آلومینیوم سیزدهمین عنصر جدول تناوبی است که آن را با نماد ( Al ) نشان می‌دهند. آلومینیوم ، سفید رنگ، نرم، غیر مغناطیسی و رسانا است. آلومینیوم سومین عنصر و فراوان ترین فلز در پوسته زمین ( پس از اکسیژن و سیلیکون ) است. حدود ۸ درصد از پوسته زمین از فلز پر کاربرد آلومینیوم تشکیل شده است. آلیاژهای آلومینیوم از متنوع ترین آلیاژها هستند که به دلیل سبک وزنی و دوام بالای آن ها کاربردهای فراونی دارند.

امروزه، با توجه به توانمندی بسیار زیاد و کاربردهای فلز آلومینیوم در زمینه تولید انواع و اقسام قطعات فلزی و گسترش روزافزون صنایعی که از این فلز به عنوان فلز مادر در تامین مواد اولیه خود استفاده می کنند . بازار انواع آلومینیوم های آلیاژی نیز وسیع و وسیع ‌تر شده است.

آلومینیوم به عنوان فلز مادر این ویژگی منحصربه فرد را دارا است که با ترکیب عناصر خاص شیمیایی مختصات و توانایی های بارزتری را نسبت به طیف دیگر فلزات از خود نشان دهد. قیمت فلز آلومینیوم در بازار ایران بسته به نوع آلیاژ آن متغییر می باشد. به منظور حصول خواص و ویژگی های دلخواه عملیات آلیاژ سازی آلومینیوم معمولا حین فرایند ذوب و ریخت روی آن انجام می شود.

انواع خاصی از آلومینیوم پدید آمده با خاصیت اصلی آلومینیوم هستند که معمولاً شامل ۹۰–۹۶٪ آلومینیوم بوده و علاوه بر آن دارای یک یا چند عنصر دیگر هستند که به منظور بهبود خواص به آلومینیوم افزوده شده اند. معمولاً آلومینیوم های آلیاژی علاوه بر عناصر آلیاژی اصلی شامل چندین عنصر آلیاژی فرعی نیز هستند که مقدار اندکی داشته ولی تأثیر بسیاری بر ویژگی های آن ها دارند.

مشخصات و ویژگی های آلومینیوم آلیاژی

• مقاومت در برابر خوردگی

یکی از ویژگی های آلومینیوم به شکل خالص مقاومت در برابر خوردگی می باشد، حال اگر بنا به نیاز آلومینیوم را با فرایند آلیاژسازی تبدیل به یکی از رده های آلومینیوم آلیاژی نماییم با توجه به تاثیر مثبت عناصر افزوده شده مقاومت در برابر خوردگی آن به شکل قابل توجهی افزایش می یابد.

بسیاری از رده های آلومینیوم آلیاژی به علت تشکیل طبیعی لایه اکسیدی چسبنده به سطح مقاومت به خوردگی اتمسفری و شیمیایی بالایی دارند. این مشخصه در آلیاژهای سری ۱xxx، ۳xxx، ۵xxx و ۶xxx بارزتر است که در ادامه به توضیح هر یک می پردازیم.

• توانمندی در رسانایی حرارتی

آلومینیوم آلیاژی دارای قدرت رسانایی حرارتی بسیار بالایی هستند و با توجه به اینکه نسبت به فولاد در دمای پایین تری ذوب می شودند اما در صورت مجاورت با آتش دمای آلومینیوم آلیاژی با سرعت بمراتب کندتری بالا می رود.

• توانمندی در رسانایی الکتریکی

آلومینیوم و برخی آلومینیوم های آلیاژی رسانایی الکتریکی بسیار بالایی داشته و از این لحاظ در میان فلزات رسانای تجاری پس از مس در رده دوم قرار می گیرند. یکی از دلایل عمده رویکرد بالای صنایع برق و الکترونیک به همین توانمندی آن ها و قیمت مقرون به صرفه تر آن نسبت به مس می باشد.

• نسبت مناسب استحکام به وزن

آلومینیوم پس از آلیاژ سازی خیلی تغییر چندانی را از نظر وزنی نشان نمی دهد ، به عبارت دیگری استحکام بالای آلومینیوم آلیاژی نسبت به وزن آن یکی از فاکتورهای اساسی انتخاب آن نسبت به دیگر فلزات می باشد. آلومینیوم با چگالی کم خود برای ساخت آلیاژهای مهندسی مناسب است.

گرچه استحکام آن ها به اندازه استحکام قابل حصول در فولادها نیست ولی نسبت استحکام به وزن، در آن ها بالا بوده و به این دلیل آلیاژهای تجاری آلومینیوم تعداد زیادی دارند. استحکام اغلب این آلیاژ را می توان از طریق رسوب سختی یا کار گرم افزایش داد.

• مقاومت در شکست

با آلیاژ سازی سطح مقاومت در برابر شکست در آلومینیویم های آلیاژی به میزان چشمگیری افزایش پیدا می کند و یا اصطلاحا میزان چقرمگی آن ها افزایش می یابد. بسیاری از آلیاژهای آلومینیوم چقرم بوده و در کاربردهایی که مقاومت به شکست ترد و رشد ترک مورد نیاز باشد به کار گرفته می شوند.

• کارپذیری بسیار بالا

آلومینیوم آلیاژی پس از طی فرایند آلیاژ سازی انعطاف و توانایی بسیار بالایی در کار پذیری از خود نشان می دهد که هم به وسیله فرایند اکستروژن و هم به وسیله انواع ماشینکاری ها و cnc کاری ها می توان به قطعات تخصصی بسیار دقیقی دست پیدا کرد. اصولا یکی از ویژگی های آلومینیوم در این است که با آلیاژ سازی آن و حصول انواع آلومینیوم آلیاژی می توان میزان کارپذیری را در این فلز افزایش داد.

• اتصال پذیری بالا

انواع آلومینیوم آلیاژی را می توان با روش های گسترده از اتصال مانند جوش، لحیم، پرچ حتی چسب زنی و میخکاری به سطوح دیگر متصل نمود.

• قابلیت بازیافت

آلومینیوم آلیاژی درصد پرت غیرقابل بازیافت بسیار بسیار پایینی دارند و مانده تولید هر رده از آن ها را می توان به راحتی با استفاده از فرایند ذوب و ریخت مجدد دوباره بازیابی نمود و پس از بازیافت دوباره مواد با همان کیفیت را به دست آورد.

سری آلیاژهای آلومینیوم

آلیاژهای آلومینیوم از متنوع ترین آلیاژها هستند که به دلیل سبک وزنی و دوام بالای آن ها کاربردهای فراونی دارند. آلیاژهای آلومینیومی به ۸ سری کلی تقسیم شده اند که شامل سری های ۱۰۰۰، ۲۰۰۰، ۳۰۰۰، ۴۰۰۰، ۵۰۰۰، ۶۰۰۰،  ۷۰۰۰ و ۸۰۰۰ هستند. آلیاژ مورد استفاده برای تولید پولی ها و کوپلینگ ها از سری ۶۰۰۰ است.