• صنـایع ابتکـار آلـومینیـوم ؛ پـشتـوانه تـولیـد بـرتـرین بـرندهــای صنعتــی کشـــور

مزیت کلیدی سخت کاری سطحی فولاد و آلومینیوم

سخت کاری سطحی چیست؟
سخت کاری سطحی (Case Hardening)، فرایندی است که در آن سطح فلز با تشکیل یک لایۀ نازک از آلیاژ فلزی روی هستۀ نرم تر تقویت می شود. وقتی کربن از ماده حاوی کربن به سطوح فولاد کم کربن یا فولاد آلیاژی و به ساختار بلوری آن نفوذ می کند، مقاومت و سختی لایۀ خارجی به طور چشمگیری افزایش می یابد. عمق نفوذ کربن را می توان به خوبی کنترل کرد، بنابراین خصوصیات مکانیکی را نیز می توان تحت کنترل نگه داشت.

سخت کاری مواد آهنی از طریق دو روش اصلی انجام می شود:

سخت کاری عمقی (Through Hardening)
سخت کاری سطحی (Case Hardening)
در طی سخت کاری عمقی، قطعه به گونه ای گرم می شود که سطح و هستۀ داخلی هر دو به یک اندازه سخت می شوند. قطعاتی که به سخت کاری عمقی نیاز دارند، در محیطی با کربن بالا گرم می شوند تا از سخت شدن یکنواخت کل قطعه اطمینان حاصل شود. البته سختکاری عمقی می تواند کل تودۀ فلزی را ترد و شکننده کند. اما سخت کاری سطحی، گونه ای از عملیات حرارتی است که می تواند بر این مشکلات فائق آید. در ادامه به بررسی مزایای این روش سخت کاری می پردازیم.

سخت کاری سطحی قطعات فولادی
سخت کاری سطحی چه مزایایی به همراه دارد؟
1) بهبود دوام و عمر قطعات فولادی
یکی از مهمترین مزایای سخت کاری سطحی، دوام بالایی است که برای قطعات فولادی فراهم می کند. مقاومت مکانیکی و سختی سطحی حاصل از این عملیات حرارتی در کنار حفظ هستۀ نرم، مقاومت در برابر سایش و عمر خستگی قطعات را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. محبوس بودن یک هسته نرم‌تر توانایی جذب انرژی آزاد شده توسط بارهای ضربه ای را بهبود می بخشد. بنابراین به طول عمر و مزیت اقتصادی قطعات صنعتی کمک شایانی می کند.

2) امکان استفاده از فولاد با قابلیت تراش عالی برای کاربردهای سنگین
به طور معمول، آلیاژهای مورد استفاده برای کاربردهای سنگین و حساس دارای قابلیت ماشین کاری کمی هستند. زیرا لازم است از سختی و همچنین استحکام بیشتری برخوردار باشند. در این زمینه، فرایند سختکاری سطحی سبب می شود استفاده از فولاد کم کربن با قابلیت ماشین کاری دقیق، فراهم شود.

این فولادها برای تولید سلاح های جنگی سنگین (به خصوص سلاح های گرم) و سایر کاربردهای مشابه که نیاز به مقاومت مکانیکی، تمام کاری دقیق و هندسه ای مشخص دارند، به کار می روند. زمانی که سخت کاری سطحی پس از ماشینکاری انجام شود، مقاومت در برابر سایش و سختی بیشتری را در سطح قطعات با هندسۀ دقیق ایجاد می کند.

3) افزایش عملکرد یاتاقان های غلتکی
گفتیم که سختکاری سطحی یک هستۀ نرمتر ایجاد می کند. این موضوع برای بهبود ناسازگاری یاتاقان های غلتکی مخروطی که مشکلی شایع در این قطعات است، کاربرد زیادی دارد.

یک لایۀ سطحی مستحکم، با یک هستۀ داخلی نرم، مقاومت در برابر شکست را در یک محیط کاری که شامل عدم تنظیم درست، لرزش های مداوم و ضربات شدید است، تضمین می کند. چرخ دنده ها و غلتک های نورد، به منظور اطمینان از دوام آن ها در برابر بارهای ضربه ای و محوری، با عملیات کربوره کردن «Carburizing» سخت کاری می شوند.

4) کاهش صدا و صرفه جویی مصرف انرژی در چرخ دنده های توربین بادی
امروزه فولاد با سطح سخت شده، برای بهبود مقاومت شکست در شرایط بار ضربه ای، انتخابی شایسته محسوب می شود. فولادهای با سطح سخت شده، برای قطعات مهندسی مانند میل بادامک، اجزای پیوند و اتصال، پینیون های رانش و اتصالات یونیورسال ترجیح داده می شوند. این قطعات در تولید کشتی ها، کامیون ها، ماشین آلات زمینی و اتومبیل های مسابقه ای نقش عمده ای ایفا می کنند.

از آن جا که اجزای فولادی با سختکاری سطحی، می توانند تنش های چرخه ای (Cyclic Stresses) را تحمل کنند، از این قطعات برای تولید چرخ دنده های توربین در نیروگاه های برق-آبی (Hydroelectric) و نیروی بخار (Steam Power) استفاده می شود.

همچنین به دلیل مقاومت خستگی و مقاومت در برابر سایش بسیار مطلوب، از این نوع اجزای فولادی در خطوط نورد فلزی، جرثقیل های سنگین، ماشین آلات استخراج و سایر کاربردهای مهندسی مکانیک نیز استفاده می شود.

6
دقیــقه مطالعه
آشنایی با دستگاه های سنگ شکن صنعتی
هر واحد تولیدی که با سنگ های معدنی و استخراج سر و کار داشته باشد، در کنار خط تول…

برای چرخ دنده های توربین بادی، فرایند سختکاری سطحی تکامل فنی بیشتری پیدا کرده است. این تکامل فنی، غالبا در مسیر حل چالش تنش های شدید ناشی از افزایش ناگهانی سرعت باد شکل گرفته است.

انتخاب مواد مناسب و اصلاحات فرایند سخت کاری سطحی، باعث کاهش قابل توجه صدای تولید شده توسط عملکرد جعبه دنده می شود، اما سطح صدا به دلیل سایش دندانه های موجود در دنده ها به طور ذاتی افزایش می یابد. از این رو، برای افزایش مقاومت در برابر سایش و عمر خستگی بالاتر، فولادهای آلیاژی با قابلیت سخت شدن عمیق انتخاب می شوند. افزایش محتوای مولیبدن فولاد، سختی پذیری آن را بهبود می بخشد.

بدیهی است که کاهش سایش، صدا و لرزش های ساینده، باعث کاهش حرارت اتلاف شده توسط چرخ دنده ها می شود. بنابراین به صرفه جویی در انرژی در هنگام کار توربین کمک می کند. لازم به ذکر است که سختکاری سطحی باعث بهبود عملکرد میل بادامک (Cam Shafts) می شود. این قطعات در کاربرد های مهندسی تحت فشارهای شدیدی قرار می گیرند.

ادامه مطلب

چالش های صنعت آلومینیوم در ایران

مرکز پژوهش ها در مجلس در گزارشی از میزان تولید و مصرف آلومینیوم در ایران، تامین مواد اولیه، تامین برق پایدار و بهبود صنایع آلومینیوم را سه حلقه مفقود این صنعت نام گذاری کرده است. این مرکز در جدید ترین گزارش خود میزان تولید و مصرف آلومینیوم را در ایران بررسی کرده و طی بیانیه ای نتایج حاکی از نبود منابع بوکسیتی و ضعف توسعه را، یکی از چالش های صنعت آلومینیوم در ایران اعلام کرده است.

بر اساس گزارش این مرکز پژوهشی وابسته به مجلس، ایران با برخورداری از یه کارخانه تولید آلومینیوم، ایرالکو، المهدی و هرمزال با ظرفیت چهارصد و پنجاه و هفت هزار تن، رتبه هجدهم را از نظر میزان حجم ظرفیت تولیدات آلومینیوم دارا است.

چالش های صنعت آلومینیوم در ایران
تحقیقاتی در مورد چالش های صنعت آلومینیوم در ایران
چالش های صنعت آلومینیوم در ایران، ظرفیت و حجم تولیدات فلز در جهان به ترتیب در سال های ۲۰۱۴ حدود ۶۳.۷ و ۴۹.۳ میلیون تن تخمین زده شده است که اگر با حجم تولید آن در سال ۲۰۱۳ که تقریبا ۶۲.۹ و ۴۷.۶ تن بوده مقایسه کنیم، می توان گفت دلیلی است برای افزایش میزان مصرف استفاده، بهبود مصرف و جذابیت تولید و هم چنین اقبال بازار جهانی.

اما نواحی مختلف جهان سهم های مختلفی نیز در تولید آلومینیوم داشته است و قاره آسیا هم پرچم دار این خط تولید است. هم چنین ایران با رقم ۳۵۰ هزار تن از تولید فلز آلومینیوم در سال ۱۳۹۳ تقریبا ۰.۷ درصد از تولید آلومینیوم را در جهان به خود اختصاص داده است.

تامین مواد اولیه
عمده ترین منبع تولید آلومینا، بوکسیت در دنیا است که بیش تر از نود و هشت درصد آلومینیوم جهان را از آن تولید کرده اند. درصد ذخایر بوکسیت کشف شده ایران در مقایسه با مقادیر جهان بسیار ناچیز بوده است به نحوی که در بزرگ ترین معدن بوکسیت ایران میزان ذخایر بهره برداری شده کم تر از بیست تن بر آورد شده است. این در زمانی است که برای تولید هر کیلو گرم آلومینیوم چهار کیلوگرم بوکسیت احتیاج داریم.

با توجه به این که روند رشد مصرف آلومینیوم در ایران و هم چنین در جهان، کشور ها در پی ماده اصلی و اولیه این صنعت (بوکسیت) اقدام به اخذ جواز اکتشافات در کل مناطق معدنی که احتمال دارد وجود بوکسیت وجود داشته باشد، کرده اند.

این امر اقدام به اخذ اکتشافات و بهره وری بوکسیت در کشور گینه کرده است و در حال حاضر امیتاز بهره برداری از شیصد میلیون تن بوکسیت به عنوان بزرگ ترین ذخیره معدنی بوکسیت در اختیار ایران می باشد ولی گفته می شود برای این راه، این جهت در موقعیت بسیار مناسبی برای تولید این فلز در سطح جهانی می باشد.

اما این پروژه نیاز به سرمایه گذاری بین چهارصد تا پانصد میلیون دلار دارد که صرف معدنکاری ها مانند: استخراج، خرادیش اولیه، هم چنین تبدیل به دوغاب و تاسیس موارد زیر بنایی هم چون انتقال مواد معدنی تا بندر، احداث بندرگاهی مناسب و بارگیری محل خواهد شد.

با توجه به نبود منابع بوکسیتی غنی در ایران و با نگاهی به مسیر توسعه صنعت آلومینیوم لازم به نظر می رسند که نسبت به رفع موانعی که ممکن است پیش رو قرار گرفته باشد، گینه کوناکری اقدام قابل توجهی صورت پذیرد.

تامین پایدار برق
یکی دیگر از چالش های صنعت آلومینیوم در ایران ، عدم توجه کافی به موضوع برق است. نیروگاه هایی جهت تامین برق در کنار خطوط تولید آلومینیوم نیز باید وجود داشته باشد. عدم توجه کافی به تامین برق پایداردر کنار تولید آلومینیوم سازی، ممکن است مشکلاتی را نیز به وجود آورد.

یک نکته قابل توجه آن که برق در صنعت تولید آلومنیوم به عنوان ماده اولیه است و به عنوان خوراک استفاده می شود و صرفا میزان مصرف برق مدرن ترین تکنولوژی تولید این فلز یازده کیلو وات بر ساعت است که میانگین کنونی جهانی برق جهت تولید یک آلومینیوم کم تر است.

لذا احداث کردن کارخانه آلومینیوم با تکنولوژی جدید و تامین برق لازم با راندان بالای نیروگاهی امری ضروری است.

عدم شناخت از صنعت آلومینیوم
مورد دیگر از چالش های صنعت آلومینیوم در ایران، عدم شناخت این صنعت انرژی بر و دارای مزیت در تصمیم گیران این صنعت مهم و رقابتی است. که حتی پیامد عدم شناخت از دست دادن فرصت ها و سپردن مزیت ها این صنعت به کشور های رقیب به ویژه در حوزه خلیج فارس بوده است.

به طوری که این کشور ها با تولیدات بیش از ده برابر نسبت به ایران ما در رتبه نخست تولید کننده های آلومینیوم در خاورمیانه هستند.

بر اساس این موضوع، آلومینیوم به دلیل توان نگهداشتن نود و پنج درصد انرژی مصرف شده در مراحل تولید، به طور دائمی قابلیت بازیفات صد درصدی بانک انرژی و ماده را در سراسر جهان دارد.

درک بهتر یک مزیت
بنا بر گزارشی که داده شد، باید در نظر داشت که رقبای گازی ایران برای محروم کردن ایران از صادرات به دیگر کشور ها تلاش می کنند. در حالی که صادرات انرژی جامد می تواند با ایجاد ارزش افزوده بیش تر به توسعه اشتغال زایی و رونق اقتصادی کشور منجر می شود.

ادامه مطلب

استخراج آلومینیوم

آلومینیوم فلزی است که به فراوانی در پوسته زمین یافت می شود. این فلز پس از اکسیژن و سیلیکون، فراوان ترین عنصر روی زمین است. آلومینیوم در طبیعت به صورت خالص یافت نمی شود. بوکسیت مهم ترین سنگ معدن این فلز است. بوکسیت حاوی 20 تا 30 درصد آلومینیوم است. سنگ معدن بوکسیت در کشورهای آمریکا، غنا، هند، فرانسه و یوگسلاوی یافت می شود. کریولیت سنگ معدن دیگری از آلومینیوم است. این سنگ معدن در سال 1827 میلادی توسط یک شیمیدان آلمانی به نام فردریش وهلر کشف شد. آلومینیوم تا مدت ها فلزی بسیار گرانبها بود تا اینکه در سال 1886 میلادی روشی کم هزینه برای استخراج آن کشف شد.

روش های مختلفی برای استخراج آلومینیوم وجود دارد. مهم ترین روش، تهیه آلومینیوم به کمک عمل الکترولیز است. در این روش ابتدا سنگ معدن بوکسیت را خرد می کنند و سپس به آن آهک، سود سوزآور قوی و آب داغ می افزایند. در نتیجه محلولی از سدیم آلومین در سود سوزآور به وجود می آید. در مرحله بعدی آلومین را از سایر مواد جدا کرده، در کریولیت مذاب حل می کنند. در انتها محلول بدست آمده را در دمای هزار درجه سانتیگراد الکترولیز می کنند. عمل الکترولیز در ظروف بسیار بزرگی انجام می گیرد. در این ظروف، قطب منفی (کاتد) در کف ظرف قرار دارد و قطب مثبت (آند) از بالا وارد ظرف شده است.

آلومینیوم فلزی نقره ای رنگ و سبک است. هوا و رطوبت تاثیر بسیار اندکی روی این فلز دارد. از آلومینیوم می توان ورقه هایی به نازکی کاغذ ساخت. این ورقه ها برای بسته بندی مواد غذایی بکار می روند. آلومینیوم برای ساختن قسمت های مختلف هواپیماها، کشتی ها، قطارها، اتومبیل ها و… استفاده می شود. برخی از ظروف پخت و پز نیز با استفاده از این فلز ساخته می شوند. آلومینیوم همانند سایر فلزات، هادی جریان الکتریسیته است؛ به همین جهت از آن برای ساختن سیم استفاده می کنند. از پودر آلومینیوم در ساخت انواع خاصی از رنگ ها استفاده می شود. به کمک این رنگ ها می توان از زنگ زدگی سایر فلزات جلوگیری کرد. در بسیاری از کشورها، سکه های رایج را نیز با آلومینیوم می سازند.

دورآلومین مهم ترین آلیاژ آلومینیوم است. این آلیاژ حاوی چهار درصد مس و مقدار کمی منگنز، منیزیم و سیلیکون است. از این آلیاژ برای ساختن قسمت های مختلف موشک ها و سفینه های فضایی استفاده می شود.

ادامه مطلب

کاربرد آلومینیوم در صنعت هوافضا

اولین فلز سبکی که به طور گسترده در ساخت هواپیما از آن استفاده شد آلومینیوم بود. حتی امروزه، بین 60 تا 80 درصد وزن هواپیماهای تجاری را آلیاژهای آلومینیوم تشکیل می‌دهند. نامگذاری آلیاژهای آلومینیوم بر اساس عناصر آلیاژی اضافه شده و بر اساس نوع آلومینیوم انجام می‌پذیرد: کار شده (رُت یا رات) یا ریخته گری شده. بیشترین استفاده در صنعت هوانوردی مربوط به آلیاژهای آلومینیوم رُت می‌باشد، یعنی آلیاژهای بر پایه مس (سری 2XXX)، منیزیم و سیلیکون (سری 6XXX)، روی (سری 7XXX) و آهن، نیکل و لیتیوم (سری 8XXX).[۲۲]

بر اساس عناصر آلیاژی، آلیاژهای آلومینیوم خواص متفاوتی دارند و بنابراین در قسمت‌های مختلفی از یک هواپیما به کار می‌روند. همه‌ی این سری‌ها مانند تمامی آلیاژهای آلومینیوم قابل عملیات حرارتی، دارای استحکام بالایی بوده و البته نسبتاً ارزان قیمت هستند. سری 2XXX بیشتر برای ساخت بدنه استفاده می‌شود، زیرا دارای چقرمگی و مقاومت خوبی در برابر رشد ترک خستگی است، و برای پوسته‌های بال‌های پایین، آلیاژ 2024 عملیات حرارتی شده پرمصرف‌ترین آلیاژی است که در دنیا از آن استفاده می‌شود. همراه با سری 2XXX، از سری 7XXX نیز به طور گسترده در صنعت هوانوردی استفاده می‌شود، زیرا آلیاژهای سری 7 دارای چقرمگی بالا و بیشترین استحکام در مقایسه با همه‌ی آلیاژهای آلومینیوم هستند و به طور عمده در پوسته‌های بال بالا و پایین از آنها استفاده می‌شود. با این حال، این آلیاژها نیز کاملاً مستعد خوردگی هستند و قابل جوشکاری نمی‌باشند (یا قابلیت جوشکاری بسیار پایینی دارند) و بنابراین باید با استفاده از بست‌های مکانیکی یا چسب به هم وصل شوند. آلومینیوم آلیاژ شده با منیزیم و سیلیکون از سری 6XXX کمترین استفاده را در صنعت هوانوردی از سری در نظر گرفته شده دارد. این امر به این دلیل اتفاق می‌افتد که این آلیاژها بدون توجه به مقاومت در برابر خوردگی بهتر نسبت به سری 2XXX و قابلیت ساخت و جوش‌پذیری عالی، دارای کمترین تعادل کلی ویژگی‌ها هستند، در حالی که هر دو سری 2XXX و سری 7XXX قابلیت جوشکاری محدودی دارند. با این وجود، آلیاژ جدید سری 6XXX، یعنی آلیاژ 6013-T3، در مقایسه با آلیاژ 2024-T3 از استحکام بیشتر و چقرمگی شکست و مقاومت در برابر شکست بالاتری برخوردار است و علاقه به این سری را تجدید می‌نماید.[۲۳]

در نهایت، سری 8XXX که با اضافه کردن عناصری که در سری‌های دیگر پوشش داده نشده‌اند ساخته می‌شوند، آلیاژهای کاملاً جدیدی می‌باشند. این آلیاژها افزودن لیتیوم به آلومینیوم را معرفی کردند که باعث افزایش مدول آلومینیوم و کاهش چگالی آن می‌شود. پیشرفت این آلیاژها همچنین باعث توسعه سری 2XXX 39 با افزودن لیتیوم به آلیاژهای Al-Cu شد. این آلیاژهای جدید به ویژه 2090، 2091 و 8090 اخیراً به طور گسترده‌ای در صنعت هوایی مورد استفاده قرار می‌گیرند و جایگزین سایر آلیاژهای سری 2XXX و 7XXX شده‌اند، زیرا دارای 10٪ چگالی کمتر و 25٪ سختی ویژه بالاتر می‌باشند. بنابراین، آنها گزینه‌هایی بسیار عالی برای استفاده در اجزای بدنه مانند استرینگرها، ریب‌ها و لانگرون‌ها هستند و همچنین در برخی کاربردها جایگزین فولاد می‌شوند

ادامه مطلب

11 خاصیت آلومینیوم که باید بشناسید!

1) سبکی در عین استحکام بالا
چگالی آلومینیوم تنها 2/7 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. یعنی حدود 1⁄3 وزن فولاد! اما در عین حال، آلیاژهای آلومینیوم معمولا مستحکم هستند و در واقع، نسبت استحکام به وزن بالایی دارند. بهره مندی از این ویژگی باعث می شود که امروزه از آلومینیوم به طور گسترده در صنایع خودروسازی، هواپیماسازی و سایر تجهیزات حمل و نقل استفاده شود. استفاده از این فلز باعث کاهش وزن، کاهش مصرف سوخت و در نتیجه، افزایش بهره وری این وسایل می شود. نمونه ای از این آلیاژها، ورق های نازک آلیاژ 6061 است که در ساخت بدنه خودرو استفاده می شود.

2) مقاومت فوق العاده در برابر خوردگی
حتما تاکنون در و پنجره های آلومینیومی را مشاهده کرده اید که پس از ده ها سال، هنوز سالم هستند و به کار خود ادامه می دهند. در حالی که اگر جنس این قاب ها از فولاد بودند، دیری نمی پایید که زنگ زده و نابود می شدند! واقعیت این است که آلومینیوم با قرارگیری در معرض اکسیژن، لایه محافظی از اکسید روی خود ایجاد می کند که این لایه از فلز مقابل خوردگی و زنگ زدن محافظت می کند.

مقاومت به خوردگی اکثر آلیاژهای آلومینیوم به نسبت آلومینیوم خالص کمتر است، اما برخی از این آلیاژها مانند آلیاژ دریایی 5083 مقاومت به خوردگی بسیار بالایی دارند و در محیط‌های مرطوب و خورنده استفاده می شوند. این آلیاژها طی فرایند آندایزینگ و رنگ شدن مقاومت بالاتری نیز پیدا می کنند. عملیات آندایزینگ ضخامت لایه اکسیدی را افزایش می‌دهد و سبب بهبود مقاومت به خوردگی آلومینیوم می‌شود.

تولید ورق‌های 5083 در داخل کشور ممکن نبوده و اکثر ورق‌هایی از این جنس توسط شرکت عصر صنعت اشراق از کشورهای اروپایی و آسیایی وارد کشور می‌شود.

قیمت فروش ورق و پروفیل آلومینیوم
3) رسانایی الکتریکی و حرارتی مناسب
با وجود این که هدایت الکتریکی آلومینیوم نسبت به مس کمتر است، اما به واسطه چگالی کمتر این فلز نسبت به مس، می تواند انتخاب فوق العاده ای برای خطوط انتقال جریان برق باشد. به همین سبب، از این فلز در ساخت کابل ها و خطوط انتقال جریان در صنعت برق استفاده می شود.

استفاده از آلومینیوم در ساخت کابل
هم‌چنین آلومینیوم به علت داشتن هدایت حرارتی بالا، در مصارفی هم‌چون مادربوردهای کامپیوتر کاربرد دارد. این قطعات باید به سرعت گرمای ایجاد شده را تخلیه کنند. پس برای ساخت آن‌ها نیاز به فلزی با هدایت حرارتی بالا است.

4) بازتاب نور و گرما
یکی از ویژگی های آلومینیوم این است که قابلیت مناسبی برای بازتاب نور و حرارت دارد. در واقع این فلز می تواند تا 95% حرارت ورودی را منعکس کند! به همین جهت استفاده از این فلز در ساخت ساختمان ها می تواند باعث خنک شدن فضای داخلی آن ها شود. استفاده در ساخت پنل های خورشیدی، سقف های کاذب و شیروانی ها، نمای ساختمان ها و … برخی دیگر از کاربردهای این فلز محسوب می شود.

5) شکل‌پذیری عالی
آلومینیوم قابلیت شکل‌پذیری بسیار بالایی دارد و از سوی دیگر، نقطه ذوب آن نسبت به سایر فلزات پایین‌تر است. بنابراین جهت تولید پروفیل ها و قطعات تولیدی از این فلز نیاز به صرف انرژی کمتری است. این فلز را می توان به روش های مختلفی تولید کرد. برای مثال از فرآیند نورد جهت ساخت انواع ورق آلومینیوم و از فرآیند اکستروژن جهت ساخت انواع پروفیل و میلگردهای آلومینیومی استفاده می‌شود.

فروش پروفیل آلومینیومی
6) حفظ استحکام در دمای پایین
بر خلاف فولاد که در دماهای پایین به شدت ترد می‌شود؛ آلومینیوم در دماهای پایین استحکام کششی خود را حفظ می کند و حتی بهبود می بخشد! بهره مندی از این خواص آلومینیوم را برای استفاده در ساخت بدنه هواپیما مناسب می کند.

7) نفوذپذیری در حد خیلی ناچیز
آلومینیوم نفوذپذیری بسیار ناچیزی دارد. غیر سمی بوده و بوی خاصی ندارد. این ویژگی های آلومینیوم ، فلز را برای استفاده در بسته بندی مواد غذایی، داروها و مواد حساس مناسب می کند. استفاده از آلومینیوم باعث محافظت مواد در برابر نور، حرارت، رطوبت، تشعشعات فرابنفش و … می شود.

استفاده از آلومینیوم در صنایع غذایی
8) غیر مغناطیسی بودن
نفوذپذیری مغناطیسی آلومینیوم برابر 6- 10 × 1.256665 است. غیر مغناطیسی بودن این فلز سبب استفاده از آن در تولید بسیاری از ابزارهای الکترونیکی از جمله تلفن‌های همراه، کامپیوتر، لپ‌تاپ و… شده است.

ویژگی نفوذپذیری بسیار پایین آلومینیوم
9) جذب صدا و شوک
آلومینیوم به علت داشتن خاصیت جذب صدا، در سقف‌های کاذب کاربرد فراوانی دارد. از سوی دیگر، بهره مندی از قابلیت جذب شوک سبب استفاده از این فلز در ضربه گیر خودروها می شود.

10) عدم ایجاد جرقه در برخورد با سایر فلزات
یکی دیگر از خواص آلومینیوم این است که در هنگام برخورد با فلزات دیگر یا سایر قطعات آلومینیومی، جرقه نمی‌زند که این ویژگی سبب استفاده از آن در قطعات داخلی خودروها شده است.

11) دوست دار محیط زیست
حتما تاکنون بارها از ظروف مواد غذایی آلومینیومی استفاده کرده اید. اما تاکنون به این فکر افتاده اید که چه گنجی در ضایعات این فلز ارزشمند نهفته است؟ جالب است بدانید که امروزه حدود 50% قطعات تولیدی آلومینیومی از ضایعات است و تولید به این روش، تنها حدود 5% هزینه تولید از سنگ معدن را دارد! به همین دلیل است که امروزه کارگاه های زیادی طرفدار جمع آوری ضایعات آلومینیومی و تولید محصولات ثانویه از این فلز شده اند. در صورتی که فرایند بازیافت به درستی انجام شود، آلومینیوم بازیافتی با قطعه اولیه تفاوتی نخواهد داشت.

ادامه مطلب

مزایای استفاده از آلومینیوم در صنعت خودرو

چگالی آلومینیوم تنها یک سوم آلومینیوم است و آلیاژهای مستحکم آن قابلیت تحمل پیچش و تامین الزامات سختی اجزای خودرو را دارند. با این وجود ماده خام آلومینیوم از استیل گران‌تر است و این مسئله علت اصلی آن است که برای مدت زمان زیادی از آلومینیوم تنها در ساخت برخی قطعات خودرو استفاده می‌شد[۲۶].
یکی از مزایای برجسته آلومینیوم در برابر استیل مقاومت خوردگی در حالت بدون پوشش در آلیاژهای سری 5000 و 6000 است. استیل برای افزایش دوام در رنگ‌کاری نیازمند پوشش روی است. که این مورد برای آلومینیوم ضروری نیست زیرا پیوند آلومینیوم و اکسیژن در مجاورت هوا منجر به ایجاد لایه اکسیدی بسیار نازک اما کاملا چسبنده در سطح آلومینیوم می‌شود. این ویژگی می‌تواند حتی خاصیت خود ترمیم‌شوندگی به آلومینیوم بدهد. همین امر موجب شده تا خودروهای ساخته شده با آلومینیوم دوام بیشتر و احتیاج کمتری به تمهیدات محافظت در برابر خوردگی داشته‌باشند . از این‌رو پیشنهاد می‌شود خودروهایی که در شرایط نامساعد جوی مورد استفاده قرارمی‌گیرند مانند خودروهای آفرود و نظامی از قطعات آلومینیومی بیشتری ساخته‌شوند.بااین‌وجود، انواع عملیات سطحی و لایه‌های پرایمر می‌توانند قابلیت شکل‌پذیری و کیفیت سطحی آلومینیوم را افزایش دهند بگونه‌ای که دیگر نیاز به الکتروکوتینگ نداشته‌باشند[۲۵][۲۹].
از دیگر مزایای آلومینیوم می‌توان به بهبود ایمنی خودرو در کنار کاهش وزن اشاره کرد. پژوهشی نشان داده که استفاده از ورق‌های آلومینیوم 5754NG در ضربه‌گیر خودرو که نقش ایمن‌سازی آن در برابر تصادف را دارد منجر به کاهش 3.3 پوندی وزن این قسمت و افزایش 38 درصدی بازده مدیریت انرژی ویژه تصادف شده‌است[۲۶].
یکی دیگر از مسائل مطرح در صنعت خودروسازی، قابلیت بازیافت اجزا خودرو پس از پایان عمر مفید آن است. با وجود اینکه فرایند تولید آلومینیوم CO2 بیشتری نسبت به استیل ایجاد می‌کند اما بازیافت آلومینیوم حدود یک چهارم بازیافت استیل گاز CO2 ایجاد می‌کند.

ادامه مطلب

آلیاژهای کارشده و آلیاژهای ریختگی

مقاومت به خوردگی: بسیاری از آلیاژهای آلومینیوم به علت تشکیل طبیعی لایهٔ اکسیدی چسبنده به سطح مقاومت به خوردگی اتمسفری و شیمیایی بالایی دارند. این مشخصه در آلیاژهای سری 1xxx، 3xxx، 5xxx و 6xxx بارزتر است.
رسانایی حرارتی: آلومینیوم و آلیاژهای آن رسانایی حرارتی بالایی دارند و با اینکه نسبت به فولاد در دمای پایین‌تری ذوب می‌شوند، اما در صورت مجاورت با آتش دمای آن‌ها کندتر افزایش می‌یابد.
رسانایی الکتریکی: آلومینیوم و برخی از آلیاژهای آن رسانایی الکتریکی بسیار بالایی داشته و از این لحاظ در میان فلزات رسانای تجاری پس از مس در ردهٔ دوم قرار می‌گیرند.
نسبت استحکام/وزن: آلومینیوم با چگالی کم خود برای ساخت آلیاژهای مهندسی مناسب است. گر چه استحکام آلیاژهای پایه آلومینیوم به اندازه استحکام قابل حصول در فولادها نیست ولی نسبت استحکام به وزن این آلیاژها بالا بوده و به این دلیل آلیاژهای تجاری آلومینیوم تعداد زیادی دارند. استحکام اغلب این آلیاژ را می‌توان از طریق رسوب‌سختی یا کار گرم افزایش داد.[۴]
چقرمگی شکست: بسیاری از آلیاژهای آلومینیوم چقرم بوده و در کاربردهایی که مقاومت به شکست ترد و رشد ترک موردنیاز باشد بکار گرفته می‌شوند.
کارپذیری: آلومینیوم و آلیاژهای آن را می‌توان در بسیاری از روش‌های فلزکاری که نیاز به کارپذیری دارند (مانند اکستروژن) بکار گرفت
سهولت اتصال: آلومینیوم و آلیاژهای آن را می‌توان با طیف گسترده‌ای از روش‌های تجاری معمول از قبیل جوشکاری، لحیم‌کاری، پیچ‌کاری، پرچ‌کاری و حتی میخ‌زنی به یکدیگر اتصال داد.
قابلیت بازیافت: بازیافت آلومینیوم و آلیاژهای آن در میان مواد سازه‌ای بسیار ساده است و می‌توان پس از بازیافت آن‌ها را مستقیماً به صورت محصولات کیفیت بالا بکار برد.
آلیاژهای ریختگی
به‌طور کلی خواص آلیاژهای کارشده در آلیاژه ریختگی نیز وجود دارد ولی در انتخاب آلیاژهای ریختگی خواص زیر اهمیت دارند:

سهولت ریخته‌گری: این خصوصیت در سری سیلسیم بالای 3xx.x بارز است. میزان بالای سیلسیم باعث جریان‌پذیری خوب و پرشدن قالب می‌شود.
استحکام: آلیاژهای سری 2xx.x استحکام بسیار بالایی دارند ولی ریخته‌گری آن‌ها سخت‌تر بوده و قابلیت پرداخت خوبی ندارند.
پرداخت کار: سری 5xx.x و 7xx.x به علت قابلیت پرداخت خوب مورد توجه‌اند اما ریخته‌گری آن‌ها از گروه 3xx.x سخت‌تر است

ادامه مطلب

کاربرد آلومینیوم در صنعت هوافضا

اولین فلز سبکی که به طور گسترده در ساخت هواپیما از آن استفاده شد آلومینیوم بود. حتی امروزه، بین 60 تا 80 درصد وزن هواپیماهای تجاری را آلیاژهای آلومینیوم تشکیل می‌دهند. نامگذاری آلیاژهای آلومینیوم بر اساس عناصر آلیاژی اضافه شده و بر اساس نوع آلومینیوم انجام می‌پذیرد: کار شده (رُت یا رات) یا ریخته گری شده. بیشترین استفاده در صنعت هوانوردی مربوط به آلیاژهای آلومینیوم رُت می‌باشد، یعنی آلیاژهای بر پایه مس (سری 2XXX)، منیزیم و سیلیکون (سری 6XXX)، روی (سری 7XXX) و آهن، نیکل و لیتیوم (سری 8XXX).[۲۲]

بر اساس عناصر آلیاژی، آلیاژهای آلومینیوم خواص متفاوتی دارند و بنابراین در قسمت‌های مختلفی از یک هواپیما به کار می‌روند. همه‌ی این سری‌ها مانند تمامی آلیاژهای آلومینیوم قابل عملیات حرارتی، دارای استحکام بالایی بوده و البته نسبتاً ارزان قیمت هستند. سری 2XXX بیشتر برای ساخت بدنه استفاده می‌شود، زیرا دارای چقرمگی و مقاومت خوبی در برابر رشد ترک خستگی است، و برای پوسته‌های بال‌های پایین، آلیاژ 2024 عملیات حرارتی شده پرمصرف‌ترین آلیاژی است که در دنیا از آن استفاده می‌شود. همراه با سری 2XXX، از سری 7XXX نیز به طور گسترده در صنعت هوانوردی استفاده می‌شود، زیرا آلیاژهای سری 7 دارای چقرمگی بالا و بیشترین استحکام در مقایسه با همه‌ی آلیاژهای آلومینیوم هستند و به طور عمده در پوسته‌های بال بالا و پایین از آنها استفاده می‌شود. با این حال، این آلیاژها نیز کاملاً مستعد خوردگی هستند و قابل جوشکاری نمی‌باشند (یا قابلیت جوشکاری بسیار پایینی دارند) و بنابراین باید با استفاده از بست‌های مکانیکی یا چسب به هم وصل شوند. آلومینیوم آلیاژ شده با منیزیم و سیلیکون از سری 6XXX کمترین استفاده را در صنعت هوانوردی از سری در نظر گرفته شده دارد. این امر به این دلیل اتفاق می‌افتد که این آلیاژها بدون توجه به مقاومت در برابر خوردگی بهتر نسبت به سری 2XXX و قابلیت ساخت و جوش‌پذیری عالی، دارای کمترین تعادل کلی ویژگی‌ها هستند، در حالی که هر دو سری 2XXX و سری 7XXX قابلیت جوشکاری محدودی دارند. با این وجود، آلیاژ جدید سری 6XXX، یعنی آلیاژ 6013-T3، در مقایسه با آلیاژ 2024-T3 از استحکام بیشتر و چقرمگی شکست و مقاومت در برابر شکست بالاتری برخوردار است و علاقه به این سری را تجدید می‌نماید.[۲۳]

در نهایت، سری 8XXX که با اضافه کردن عناصری که در سری‌های دیگر پوشش داده نشده‌اند ساخته می‌شوند، آلیاژهای کاملاً جدیدی می‌باشند. این آلیاژها افزودن لیتیوم به آلومینیوم را معرفی کردند که باعث افزایش مدول آلومینیوم و کاهش چگالی آن می‌شود. پیشرفت این آلیاژها همچنین باعث توسعه سری 2XXX 39 با افزودن لیتیوم به آلیاژهای Al-Cu شد. این آلیاژهای جدید به ویژه 2090، 2091 و 8090 اخیراً به طور گسترده‌ای در صنعت هوایی مورد استفاده قرار می‌گیرند و جایگزین سایر آلیاژهای سری 2XXX و 7XXX شده‌اند، زیرا دارای 10٪ چگالی کمتر و 25٪ سختی ویژه بالاتر می‌باشند. بنابراین، آنها گزینه‌هایی بسیار عالی برای استفاده در اجزای بدنه مانند استرینگرها، ریب‌ها و لانگرون‌ها هستند و همچنین در برخی کاربردها جایگزین فولاد می‌شوند.

ادامه مطلب

وضعیت فعلی صنایع در ایران چگونه است؟

به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از همشهری، البته فعالان اقتصادی معتقدند که علاوه بر تحریم‌ها، فسادهای اقتصادی، کنترل‌ قیمت‌ها، یارانه و سیاست‌های بانکی کشور نیز در تضعیف صنایع، اثرات قابل توجهی دارند. بخش تولید، کسب و کارها و صنایع نحیف و رنجور ایران از اواخر سال98 علاوه بر همه این مشکلات، مورد هدف پدیده دیگری نیز قرار گرفت. پاندمی کرونا در جریان 2ماه قرنطینه کشور و براساس گزارش‌های رسمی باعث شد درصد زیادی از کارخانه‌ها در کشور نیمه‌فعال شوند و بسیاری دیگر فعالیت خود را متوقف کنند.

بسته‌شدن مرزها و توقف کامل صادرات در جریان پاندمی ضربه دیگری را به صنایع وارد کرد. صنایع مربوط به ساختمان، صنایع پتروشیمی، صنعت فولاد، صنایع پوشاک، صنایع‌دستی و کالاهای صادراتی بیشترین ضربه را از شیوع کرونا خوردند. اما از آن طرف هم صنایع غذایی برای مدتی با توجه به علاقه و ترجیح مردم به خرید مواد غذایی بسته‌بندی، دوران خوبی را سپری کرد که این صنعت هم در ادامه و به‌دلیل کاهش صادرات می‌تواند متحمل هزینه‌هایی شود. از صنایعی که در این دوران درخشیدند صنایع دارویی و بهداشتی بودند که تقریباً در همه دنیا رشد قابل توجهی را تجربه کردند.

آمار منفی تولید
بخش صنعت، واحدهای تولیدی زیادی را شامل می‌شود و از بخش‌های مهم زیرگروه صنایع و معادن است که عملکرد واقعی بخش تولید در کارخانه‌ها و کارگاه‌ها را نشان می‌دهد. درسال1400 مرکز آمار ایران اطلاعات قیمت و مقادیر فصلی تولید و فروش محصولات حدود 2500کارگاه صنعتی بالای 10نفر پرسنل را منتشر کرد. براساس این اطلاعات رشد بخش صنعت در سال 1398 معادل 1.8- درصد بوده است. رشد این بخش طی فصول بهار تا پاییز سال 98به‌ترتیب 5-، 3.7- و 0.6- درصد بوده است. طی این دوره از شدت کاهشی‌بودن آن کاسته شده و در نهایت در فصل زمستان سال گذشته، رشد این بخش مثبت شده و به عدد 2.4درصد رسیده است. در فصل زمستان سال1398، فعالیت‌هایی که بیشترین سهم را در ارزش افزوده بخش صنعت داشتند نظیر ساخت محصولات غذایی و انواع آشامیدنی، ساخت کک، فراورده‌های حاصل از تصفیه نفت و سوخت‌های هسته‌ای، ساخت مواد شیمیایی و محصولات شیمیایی، ساخت سایر کانی‌های غیرفلزی، ساخت فلزات اساسی و ساخت وسایل نقلیه موتوری، تریلر و نیم‌تریلر، دارای رشد مثبت نسبت به فصل مشابه سال قبل بودند که منجر به رشد مثبت این بخش در فصل زمستان سال1400 شده‌اند. در همه فصول سال‌های 1400تا فصل پاییز سال1400 رشد شاخص مقدار بخش صنعت در هر فصل نسبت به فصل مشابه سال قبل منفی بوده و نهایتاً در فصل زمستان سال1398 مثبت شده است. همچنین گزارش‌های آماری نشان می‌دهد که ارزش افزوده صنعت ساختمان در سال1390 حدود 104هزار میلیارد تومان بوده که بعد از گذشت 8سال هنوز به سطح سال1390 نرسیده است.

ادامه مطلب

وضعیت صنعت آلومینیوم در ایران

به گزارش «دنیای بورس»، دنیای‌اقتصاد نوشت: فرصت‌ها و تهدید‌های صنایع فلزات غیرآهنی در دومین روز همایش «دنیای اقتصاد» بررسی شد. بررسی مسوولیت و مدیریت کلان اکتشاف در کشور، احیای معادن کوچک و متوسط، تاثیر تورم و نوسانات نرخ ارز بر روند اجرای طرح‌ها و همچنین مشکلات ناشی از تحریم‌ها مهم‌ترین محور‌های روز دوم همایش «چشم‌انداز صنایع فلزات غیرآهنی ایران» بود.

در دومین روز «سومین همایش فلزات غیرآهنی دنیای‌اقتصاد»، میزگرد تخصصی با عنوان «مروری بر صنعت آلومینیوم کشور» برگزار شد که مهم‌ترین محور‌های آن «چشم‌انداز تامین مواد اولیه (واردات و منابع داخلی)، توسعه اکتشاف»، «بررسی طرح‌های افزایش ظرفیت تولید آلومینیوم، فرصت‌ها و تهدیدها»، «توازن عرضه و تقاضا، فروش در بازار داخلی» (بورس کالا)، «استمرار و توسعه صادرات در زمان تحریم» و «لزوم سرمایه‌گذاری در صنایع پایین‌دست، افزایش ارزش افزوده» بود.

در ابتدای این میزگرد تخصصی، پانته‌آ گرامی‌شعار، مدیرعامل شرکت معدنی ایران- گینه (SBDT) اظهار کرد: بوکسیت گینه اهمیت بالایی برای صنعت آلومینیوم ما دارد. البته شاید بیشتر اهمیتش برای صنعت فولاد ما باشد. اما مهم‌تر از این دو موضوع؛ یعنی مهم‌تر از بقای صنعت آلومینیوم و فولاد ما، بقای کسب‌و‌کار در ایران به ورود به کشوری مثل گینه در این صنایع بستگی دارد.

او در ادامه به اهمیت ظرفیت‌های کشور گینه در حوزه آلومینیوم پرداخت و گفت: ما باید نگاه‌مان به کشوری مثل گینه به‌عنوان دروازه ورود به قاره آفریقا باشد. آفریقا به‌عنوان آخرین جای ممکن تقریبا در دنیا برای سرمایه‌گذاران اشباع خواهد شد.

گرامی‌شعار با بیان اینکه اکسید ماده اولیه آلومیناست، گفت: موسسه «وود مکنزی» موسسه‌ای قوی در تحلیل بازار کامودیتی‌هاست که می‌گوید در دهه ۲۰۳۰ و ۲۰۴۰ چین تبدیل به وارد‌کننده صرف آلومینا می‌شود. ما امسال در ۱۰ ماه ۲۰۲۰ نسبت به سال قبل به‌رغم بحران کرونا، رشد ۲۰۰ درصدی تولید آلومینا را در چین داشتیم. چین در دهه‌های ۲۰۳۰ و ۲۰۴۰ میلادی تقریبا تمام آلومینای موجود در بازار آزاد را وارد خواهد کرد.

او با اشاره به اینکه به طور کلی بازار آلومینا خیلی حساس به عرضه است و تقریبا بازار متوازنی است ولی با کوچک‌ترین نوسان دچار تغییر می‌شود، گفت: چرا آلومینا به عرضه حساس است؟ احداث پالایشگاه آلومینا فرآیند سریعی نیست و فرآیندی انرژی‌بر است. در واقع ۳۵درصد قیمت تمام‌شده آن انرژی است؛ بنابراین اگر کمبودی در بازار به وجود بیاید به این راحتی برنمی‌گردد.

مدیرعامل شرکت معدنی ایران-گینه اظهار کرد: تقریبا هیچ کشوری نیست که برنامه توسعه‌ای داشته باشد و واحدی برای تاسیس آلومینا پیش‌بینی نکرده باشد. سال‌هاست که معدنی در گینه داریم که ظرفیت بالایی دارد.

البته در قاره آفریقا کشور با کشور فرق می‌کند. ما اصلا نمی‌توانیم بگوییم که گینه با سیرالئون که همسایه گینه است، یکی است. الان گینه اولین صادرکننده بوکسیت در دنیاست. بنابراین وقتی می‌گویم گینه، با چنین کشوری روبه‌رو هستیم.

گرامی‌شعار ادامه داد: بحث دیگرمان فولاد است. ‌متخصصان معدن‌مان اذعان کرده‌اند که از ۱۵ سال آینده کمبود سنگ آهن خواهیم داشت. تقریبا تنها جایی که می‌شود روی آن حساب کرد گینه است که سنگ آهن با گرید ۶۰ درصد دارد.

او افزود: ما کم‌کم منابع مالی‌مان را از دست می‌دهیم ولی تنها جایی که توانسته توسعه بزرگ‌مقیاس دهد ایمیدرو بوده است. متخصصان می‌دانند وقتی یک سال از معدنی بهره‌برداری نکنیم چه اتفاقی می‌افتد؟ بنابراین از این جهت باید قدر دوستان بین‌المللی‌مان را بدانیم؛ اگر ترس‌مان بریزد می‌توانیم ورود کنیم، وقتی دچار محدودیت می‌شویم باید جای دیگری کار کنیم.

ادامه مطلب
Open chat