اقتصادی‌شدن تولید کارخانجات آلومینیوم با نانو پوشش‌های محققان کشور
یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان با تولید نوعی نانوپوشش توانست این محصول را جایگزین اسید نیتریک، سود سوزآور و کروماته در دو کارخانه آلومینیم‌سازی کند که این امر منجر به کاهش قیمت نهایی محصول و رقابت‌پذیرتر شدن محصولات در بازار داخل و خارج از کشور شده است.
به گزارش ایسنا، فرهنگ آزاد، مدیر مهندسی فروش یکی از شرکت‌های فناور، گفت: در چند سال گذشته علاوه بر حوزه‌هایی نظیر خودروسازی، صنایع فلزی، لوازم خانگی و برق روی استفاده از فناوری نانوپوشش تبدیلی زیرکونیومی در صنعت آندایزینگ و آلومینیم تمرکز کردیم که نتایج جالب توجهی نیز به دست آمده است. با اشاعه فناوری نانو پوشش تبدیلی در حوزه آندایزینگ و آلومینیوم موفق شدیم سهم واردات مواد اولیه مورد نیاز این حوزه را به شدت کاهش دهیم.
وی تاکید کرد: تا چند سال قبل، بیش از ۹۰ درصد از برخی از ترکیبات مورد نیاز این صنعت از خارج وارد می‌شد و همکاری با شرکت‌های اروپایی در این صنعت یک رویه جا افتاده بود. اما با تمرکزی که روی این صنعت داشتیم، توانستیم میزان وابستگی به مواد خارجی را به کمتر از ۱۰ درصد برسانیم و در حال حاضر شرکت‌های بزرگی نظیر آلومرول نوین و آلومینیوم پردیس (روان‌گذار پردیس) موفق به جایگزینی نانوپوشش‌های تبدیلی زیرکونیومی به جای پوشش‌های تبدیلی کروماته رایج در صنعت آلومینیوم شده‌اند. با این کار مزیت رقابتی صنعت آلومینیوم کشور ارتقا یافته و قیمت نهایی محصولات این شرکت‌ها کاهش یافته است.
آزاد، اظهار کرد: اسید نیتریک، سود سوزآور و کروماته از جمله موادی هستند که به شدت برای نیروی انسانی و محیط‌زیست خطرناک بوده و این موضوع همیشه دغدغه‌های سازمان‌های نظارتی (محیط‌زیست) بوده است؛ از این رو شرکت‌های تولیدکننده آلومینیوم و آندایزینگ به دنبال جایگزینی این مواد بودند.
وی ادامه داد: بعد از جایگزینی نانوپوشش‌های تولید شده در این شرکت در این دو کارخانه آلومینیوم‌سازی، اسید نیتریک، سود سوزآور و کروماته از چرخه تولید آنها خارج شد. با این کار مشکلات ایمنی کارگر و سمیت مواد در ملاحظات زیست‌محیطی، حل و چرخه تولید نیز کوتاه‌تر شده است. نکته جالب توجه دیگر این که با حذف برخی مواد شیمیایی، هزینه کار برای این دو شرکت ایرانی کاهش یافته که منجر به کاهش قیمت نهایی محصول و رقابت‌پذیرتر شدن محصولات در بازار داخل و خارج از کشور شده است.
به نقل از ستاد نانو، مدیر این شرکت فناور اضافه کرد: در نمایشگاه نانوی سال‌های گذشته تعدادی از محصولات این شرکت را در غرفه خانه نانویی که با استفاده از فناوری نانوپوشش تبدیلی زیرکونیومی ساخته شده بودند، عرضه کردیم. در یکی از دوره‌های نمایشگاه نانو، ماکتی از خودرو قرار داده شده بود که چهار شرکت که از فناوری نانوپوشش تبدیلی زیرکونیومی شیلر فرآیند برای توسعه قطعات خودرو استفاده کرده بودند، محصولات خود را در این ماکت خودرو برای نمایش عموم قرار دادند.
آلومینیوم در بورس فلزات لندن در روز جمعه ۲۴ تیر ماه ۱۴۰۱، با ۹ دلار کاهش معادل ۰.۴ درصد افت نسبت به روز معاملاتی قبل از آن، به دو هزار و ۳۲۰ دلار و ۵۰ سنت رسید.
ش کالاخبر به نقل از فلزات آنلاین، قیمت آلومینیوم در بورس فلزات لندن، دیروز جمعه ۲۴ تیر ماه، نسبت به آخرین معاملات انجام شده (پنج‌شنبه، ۲۳ تیر ماه)، افت ۰.۴ درصدی معادل هشت دلار و ۵۰ سنت را تجربه کرد. به گونه‌ای که در روز پنج‌شنبه ۲۳ تیر ماه، آلومینیوم دو هزار و ۳۲۹ دلار به ازای هر تن قیمت‌گذاری شد و قیمت آن دیروز به دو هزار و ۳۲۰ دلار و ۵۰ سنت به ازای هر تن رسید.
همچنین روز جمعه ۲۴ تیر ماه ۱۴۰۱، قیمت آلومینیوم در بورس فلزات لندن نسبت به هفته قبل، با کاهش ۳.۳ درصدی معادل ۷۹ دلار، از دو هزار و ۳۹۹ دلار و ۵۰ سنت به ازای هر تن به دو هزار و ۳۲۰ دلار و ۵۰ سنت به ازای هر تن رسیده است.
موجودی آلومینیوم در انبارهای بورس فلزات لندن در روز جمعه ۲۴ تیر ماه، با کاهش سه هزار و ۸۵۰ تنی، از ۳۳۶ هزار و ۸۵۰ تن به ۳۳۳ هزار تن رسیده است.
عملیات حرارتی آلومینیوم (Aluminium Heat Treatment)
چرا آلیاژهای آلومینیوم نیاز به عملیات حرارتی دارند؟
مقدمه
آلومینیوم فلزی سبک و نرم است که پس از آهن پرمصرف ترین فلز صنعتی کره خاکی محسوب می شود. اما به دلیل استحکام پایین، در اکثر مواقع این فلز به تنهایی نمی تواند جوابگوی نیازها باشد و باید با عناصر دیگری آلیاژ شود. با توجه به نوع عناصر مورد استفاده، این آلیاژها از منظر قابلیت عملیات حرارتی شرایط مختلفی خواهند داشت که در این مقاله آن ها را مورد بررسی قرار خواهیم داد….
آلیاژسازی آلومینیوم تا حد زیادی باعث افزایش استحکام این فلز می شود. با این حال، آلیاژسازی به تنهایی برای دستیابی به خواص مکانیکی مناسب کافی نیست. بسیاری از قطعات به منظور استفاده در دماها و تنش های بالا نیاز به استحکام بالایی دارند که این استحکام به تنهایی با آلیاژسازی حاصل نمی شود.
گرچه عملیات حرارتی آلومینیوم منحصر به افزایش استحکام آلیاژ نمی شود و در بسیاری از مواقع برای کاهش و یا حذف تنش های باقی مانده در قطعه ریخته گری یا شکل داده شده، افزایش مقاومت به سایش و بالا بردن مقاومت به ضربه آلومینیوم و حتی افزایش مقاومت به خوردگی و جوشکاری آلومینیوم نیاز به عملیات حرارتی داریم. بنابراین هدف از عملیات حرارتی آلومینیوم و آلیاژهای آن را می توان بهبود خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آلیاژ عنوان کرد.
روش های استحکام بخشی آلیاژهای آلومینیوم
به طور کلی استحکام آلیاژهای آلومینیوم را از طریق دو روش کارسختی و پیرسختی می توان افزایش داد. توجه داشته باشید که در این دسته بندی، هدف افزایش استحکام آلیاژهای آلومینیومی است. بنابراین از صحبت در خصوص استحکام بخشی با تشکیل محلول های جامد صرف نظر می کنیم.
کار سختی (Work Hardening)
کار سختی یعنی افزایش استحکام مکانیکی فلز یا آلیاژ در اثر انجام کار مکانیکی بر روی آن. ممکن است این فرایند را با نام کرنش سختی نیز بشناسید. این عملیات می تواند از طریق فرایندهای کارسرد مثل نورد، اکستروژن، کشش یا پرس انجام گیرد. در طول فرایند تغییر شکل، نرخ تکثیر نابه‌جایی‌ها بسیار سریع تر از نرخ کاهش آن ها در اثر بازیابی دینامیکی خواهد بود. عناصر آلیاژی با روش های مختلف می توانند این نرخ تکثیر را افزایش بدهند. اما دقت داشته باشید که افزایش آن ها باید به میزانی باشد که ترکیبات بین فلزی نامحلول ایجاد کنند. چرا که این خود این روش موثرترین روشی است که برای افزایش استحکام آلیاژهای عملیات حرارتی ناپذیر آلومینیوم (گروه ۳۰۰۰ و ۵۰۰۰) استفاده می شود.
این ترکیبات ترد هستند. مس و منیزیوم موثرترین عناصری هستند که برای این منظور استفاده می شوند.
پیرسختی (Age Hardening)
پیرسختی مکانیزم اصلی افزایش استحکام در آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر (سری ۲۰۰۰، ۶۰۰۰ و ۷۰۰۰) است. این روش، تاثیر زیادی بر افزایش استحکام آلیاژهای آلومینیوم دارد. به طوری که در برخی مواقع می توانند جایگزین فولادهای کربنی شوند!
شرط اصلی برای پیرسختی یک آلیاژ، کاهش حد حلالیت آن با کاهش دما است. این عملیات شامل سه مرحله اصلی می شود:
* مرحله اول شامل حرارت دادن آلیاژ در ناحیه تک فاز تا دمایی بالاتر از یوتکتیک و نگه داشتن در این دما است. به طوری که عناصر آلیاژی در این فاز به طور کامل حل شوند.
*مرحله دوم سرد کردن سریع است که به عملیات کوئنچ معروف است. در این حالت اتم هایی که در ساختار حل شده اند، فرصت خروج از فاز اولیه َα را نمی کنند و محلول جامد فوق اشباع (Super Saturated) تشکیل می شود.
*مرحله سوم به پیرسازی (Aging) معروف است. در این مرحله قطعه در دمایی مشخص (زیر دمای استحاله یوتکتیک) طی مدت زمان مشخصی قرار می گیرد تا عناصر آلیاژی اضافی از فاز اولیه خارج شده و به صورت رسوب در ساختار باقی بمانند. چنان جه این عملیات در دمای اناق انجام شود، به آن پیرسازی طبیعی و چنان چه در دمای بالا انجام شود، به پیرسازی مصنوعی معروف است.
دقت داشته باشید که اگر در دمای بالا آلیاژ بیش از زمان مجاز نگه داشته شود، پدیده ای به نام Over Aging اتفاق می افتد که سختی آلیاژ را کاهش می دهد.
عملیات حرارتی آلیاژهای آلومینیوم
آلیاژهای آلومینیوم به لحاظ قابلیت عملیات حرارتی به دو دسته عملیات حرارتی پذیر (Heat Treatable) و عملیات حرارتی ناپذیر (Non-Heat Treatable) تقسیم می شوند. وقتی صحبت از عملیات حرارتی آلیاژهای آلومینیوم می کنیم، منظورمان آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر یا پیر سخت شونده است. گرچه نباید این نکته را فراموش کنیم که عملیات حرارتی آنیل (تابکاری) بر روی هر دو نوع این آلیاژها برای افزایش انعطاف پذیری و چکش خواری آن ها انجام می شود. اما در آلیاژهای کارسختی پذیر، با حرارت دادن، افزایشی در استحکام آلیاژ مشاهده نمی شود.
مهم ترین عملیات حرارتی که برای بر روی آلیاژهای آلومینیوم انجام می شود عبارت است از:
* آنیل (Annealing)
*انحلال (Solutionizing)
*سرد کردن سریع (Quenching)
*پیر سختی (Age Hardening)
آلیاژ آلومینیوم ۶۰۸۲
مقدمه
آلیاژ آلومینیوم ۶۰۸۲ یکی از آلیاژهای سری ۶۰۰۰ با قابلیت عملیات حرارتی و استحکام متوسط در بین مجموعه آلیاژهای آلومینیوم است. اما بهره مندی از بالاترین استحکام در بین آلیاژهای سری ۶۰۰۰، سبب استفاده گسترده از این آلیاژ در کاربردهای سازه ای شده است. در این مقاله به بررسی این آلیاژ و خواص آن خواهیم پرداخت…
در میان آلیاژهای کارپذیر آلومینیوم، سری ۶۰۰۰ با ویژگی هایی مثل استحکام متوسط، ماشین کاری مناسب و مقاومت خوردگی بالا شناخته می شوند. این آلیاژها منیزیوم و سیلیسیوم را به عنوان عناصر اصلی آلیاژی در ترکیب خود مشاهده می کنند. به همین دلیل با تشکیل رسوبات Mg2Si در ساختار، به استحکام بخشی آلیاژ از طریق عملیات پیرسختی کمک می کنند.
۶۰۸۲ یکی از آلیاژهای این دسته است. این آلیاژ درصد سیلیسیوم و منیزیوم بالایی دارد. افزایش درصد سیلیسیوم در آلیاژهای سری ۶۰۰۰، باعث ریزتر شدن اندازه رسوبات Mg2Si و رسوب سیلیسیوم می شود که به پیرسختی آلیاژ و افزایش استحکام آن کمک زیادی می کند. همین عامل سبب شده تا بتوانیم ۶۰۸۲ را در بین آلیاژهای سری ۶۰۰۰ مستحکم ترین آلیاژ خطاب کنیم. در جدول زیر می توانید ترکیب شیمیایی این آلیاژ را ملاحظه کنید.
در استانداردهای مختلف، آلیاژ آلومینیوم ۶۰۸۲ با نام های AlSi1MgMn، ۳.۲۳۱۵، H30 و A96082 نیز نام گذاری می شود. این آلیاژ، یک آلیاژ سازه ای با مقاومت خوردگی بالا محسوب می شود. به همین دلیل از آن در اتمسفرهای مختلف و سازه هایی که معمولا تحت تنش های شدیدی قرار می گیرند، استفاده می شود. این آلیاژ به دلیل داشتن استحکام بالاتر نسبت به آلیاژ ۶۰۶۱، در بسیاری از موارد جایگزین این آلیاژ شده است. استحکام بالاتر این آلیاژ به دلیل وجود مقدار زیادی منگنز در ترکیب آن است که ساختار و دانه بندی آلیاژ را کنترل می کند.
آلیاژ ۶۰۸۲ شکل پذیری متوسطی دارد که این موضوع به دلیل بالا بودن مقادیر عناصر آلیاژی سیلیسیوم و منیزیوم آن است. معمولا سطوح شکل داده شده، صافی سطح مناسبی همانند سایر آلیاژهای سری ۶۰۰۰ ندارند. در صورت نیاز به شکل دهی، معمولا از عملیات نورد یا اکستروژن استفاده می شود. آهنگری (فورج) نیز یکی دیگر از روش های شکل دهی این آلیاژ است، اما این روش به اندازه دو روش قبلی متداول نیست. به همین دلیل معمولا محصولاتی که از این آلیاژ تولید می شوند، به صورت مقاطع چهارگوش، قوطی های مستطیلی، کانال، صفحه، ورق و لوله هستند.
عملیات حرارتی آلیاژ آلومینیوم ۶۰۸۲
در هنگام نام گذاری آلیاژ ۶۰۸۲، گاهی علائمی در کنار نام آلیاژ مشاهده می شوند. این علامت ها بیانگر نوع خاصی از عملیات حرارتی هستند که بر روی آلیاژ انجام گرفته است. معنی این نشانه ها عبارتند از:
O: آلیاژ کارشده، آنیل شده است.
T4 : عملیات حرارتی انحلال صورت گرفته و آلیاژ به صورت طبیعی پیر شده است.
T6 : عملیات حرارتی انحلال صورت گرفته و آلیاژ به صورت مصنوعی پیر شده است.
T651 : عملیات حرارتی انحلال + تنش زدایی + پیرسازی مصنوعی انجام گرفته است.
در هنگام عملیات حرارتی T6 و T651، آلیاژ ۶۰۸۲ قابلیت ماشین کاری مناسبی خواهد داشت.
جوش پذیری آلیاژ ۶۰۸۲
آلومینیوم ۶۰۸۲ جوش پذیری خوبی دارد، ولی استحکام آلیاژ در ناحیه جوش پایین می آید. زمانی که این آلیاژ به آلیاژی دیگر از جنس خودش جوش داده می شود، توصیه می شود که از سیم جوش از آلیاژ ۴۰۴۳ استفاده شود. زمان جوشکاری آلیاژ ۶۰۸۲ به ۷۰۰۵، باید از آلیاژ پرکننده ۵۳۵۶ استفاده شود.
کاربرد های آلیاژ ۶۰۸۲
آلیاژ آلومینیوم ۶۰۸۲ به دلیل استحکام و مقاومت خوردگی بالایی که در آلیاژهای هم خانواده خودش دارد، در کاربردهایی استفاده می شود که نیاز به ساخت سازه هایی با استحکام بالا داشته باشیم. کاربردهای تنش بالا مانند خرپاها، پل ها، جرثقیل ها، وسایل حمل و نقل و ظروف بزرگ نگه داری مواد غذایی و مایعات، از کاربردهای این آلیاژ هستند.
آلیاژ ۶۰۶۳
آلیاژ ۶۰۶۳ آلومینیوم را می توان یکی از پر کاربرد ترین انواع آلیاژ های آلومینیوم دانست
این آلیاژ پر طرفدارترین آلیاژ آلومینیوم در تولید پروفیل آلومینیوم و اکسترود آلومینیوم است.
ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﺟﻮﺷﻜﺎرى ﺧﻮب ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﻪ ﺧﻮردﮔﻲ و ﺟﻠﻮه آﻧﻮداﻳﺰ ﺑﺴﻴﺎر ﺧﻮب و ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﻣﺎﺷﻴﻦ ﻛﺎرى ﻣﺘﻮﺳﻂ از ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت اﻳﻦ آﻟﻴﺎژ اﺳﺖ .
ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻣﻔﺘﻮل ، ﻣﻴﻠﻪ ، ﻟﻮﻟﻪ ، ﻧﺮده ، ﻣﻘﺎﻃﻊ اﻛﺴﺘﺮودى یا ﭘﺮوﻓﻴﻞ آلومینیوم در ﺳﺎﺧﺖ در و ﭘﻨﺠﺮه ، ﻗﻄﻌﺎت ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﻲ ، ﻟﻮازم آﺷﭙﺰﺧﺎﻧﻪ ، ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎى آﺑﻴﺎرى ، ورق ﻫﺎى آﺟﺪار ﺑﺮاى ﭘﻮﺷﺶ ﺳﻘﻒ ﻫﺎ ، ﻗﻄﻌﺎت ﻣﻌﻤﺎرى اﻛﺴﺘﺮود ﺷﺪه و ﺳﻘﻒ ﻫﺎى ﻛﺎذب ، ﻛﻒ ﻛﺎﻣﻴﻮن و ﺗﺮﻳﻠﺮ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد.
خواص شیمیایی
ترکیبات شیمیایی آلیاژ ۶۰۶۳ غیر از آلومینیوم به شرح زیر است:
آلیاژ عنصر(%)
۶۰۶۳
۰٫۲–۰٫۶ سیلیسیم
۰٫۴۵–۰٫۹ منیزیم
۰.۱(Max) آهن
۰.۱(Max) مس
۰.۱(Max) منگنز
۰.۱(Max) کروم
۰.۱(Max) روی
۰.۱(Max) تیتانیم
۰.۱۵(Max) total بقیه عناصر
ویژگی‌های مکانیکی
آلیاژهای خانواده ۶XXX مانند آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ و آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۳ برای رسیدن به سختی مطلوب در حالت طبیعی سال‌ها زمان نیاز دارند و این با توجه به محدودیت زمان، عملاً امکان‌پذیر نیست. همچنین در برخی آلیاژهای آلومینیوم، عملیات “سختی در دمای طبیعی محیط” ممکن است با نگهداری پروفیل‌ها در دمای -۱۸ یا پایین‌تر متوقف گردد تا فرصت فرم دادن و غیره از دست نرود.
آنچه بیش از هر چیز باید مورد توجه ما قرار گیرد این است که کاربرد پروفیل آلومینیوم ما چه ویژگیهایی را در مبحث سختی طلب می‌کند. بیشترین و متعارف‌ترین آلیاژ در صنایع مختلف از بین هفت گروه آلیاژهای آلومینیوم، خانواده ۶xxx می‌باشد که روش معمول در عملیات حرارتی این مقاطع، بین ۱۷۵ تا ۲۰۰ درجه سیلیسیوس دمای کوره در مدت زمان ۸ ساعت می‌باشد. البته از نوع مقطع و ضخامت پروفیل‌ها و همچنین دمای زمان تولید نیز نباید غافل شد.
خواص مکانیکی آلومینیوم ۶۰۶۳ تا حد زیادی به عملیات بازپخت (Tempering) مواد بستگی دارد.
۶۰۶۳-O
در عملیات حرارتی بازگشت دهی آلیاژ ۶۰۶۳-O حداکثر مقاومت کششی (Mpa 130 (psi 19.000 است و حداکثر استحکام تسلیم آن تعریف نشده‌است. این آلیاژ می‌تواند (کشش قبل از شکست نهایی) به میزان ۱۸ درصد طول خود افزایش طول پیدا کند.
۶۰۶۳-T1
آلیاژ ۶۰۶۳-T1 دارای استحکام کششی نهایی حداقل (Mpa 120 (psi 17,000 و استحکام تسلیم (Mpa 62 (psi 9,000 در ضخامت بیشتر از ۱۳ میلی‌متر می‌باشد و در ضخامت بین ۱۳ تا ۲۵ mm استحکام کششی نهایی حداقل (Mpa 110 (psi 16,000 و استحکام تسلیم (Mpa 55 (psi 8,000 می‌باشد. همچنین در حدود ۱۲ درصد افزایش طول شکست دارد.
۶۰۶۳-T5
آلیاژ ۶۰۶۳-T5 دارای استحکام کششی نهایی حداقل (Mpa 140 (psi 20,000 و استحکام تسلیم (Mpa 97 (psi 14,000 در ضخامت بیشتر از ۱۳ میلی‌متر (۰٫۵ اینچ) می‌باشد و در ضخامت بالای ۱۳ میلی‌متر استحکام کششی نهایی حداقل (Mpa 130 (psi 19,000 و استحکام تسلیم (Mpa 90 (psi 13,000 می‌باشد. همچنین در حدود ۸ درصد افزایش طول شکست دارد.
۶۰۶۳-T6
آلیاژ ۶۰۶۳-T6 دارای استحکام کششی نهایی حداقل (Mpa 190 (psi 28,000 و استحکام تسلیم (Mpa 160 (psi 23,000 می‌باشد. در ضخامت ۳٫۱۵ میلی‌متر و کمتر از آن حداقل ۸٪ افزایش طول شکست دارد و در بخش‌های ضخیم‌تر به ۱۰٪ نیز می‌رسد.
کاربردها
آلیاژ ۶۰۶۳ آلومینیوم را می‌توان یکی از پرکاربردترین انواع آلیاژهای آلومینیوم دانست.
این آلیاژ پر طرفدارترین آلیاژ آلومینیوم در تولید پروفیل آلومینیوم و اکسترود آلومینیوم است.
آلیاژ ۶۰۶۳ دارای نرخ اسکترود پذیری بالاتری هستند که امکان تولید اشکال خیلی پیچیده را ایجاد می‌کنند. اکسترود پذیری عامل بسیار مهمی است که با بالاترین سرعت اکستروژن تعیین میشود و بر هزینه‌ها و بازدهی فرایند اکستروژن تأثیر دارد.
قابلیت جوشکاری خوب، مقاومت به خوردگی و جلوه آنودایز بسیار خوب و قابلیت ماشین کاری متوسط از خصوصیات این آلیاژ است.
به صورت مفتول، میله، لوله، نرده، مقاطع اکسترودی یا پروفیل آلومینیوم در ساخت در و پنجره، قطعات ساختمانی، لوازم آشپزخانه، لوله‌های آبیاری، ورق‌های آجدار برای پوشش سقف‌ها، قطعات معماری اکسترود شده و سقف‌های کاذب، کف کامیون و تریلر استفاده میشود. همچنین این فلز کاربردهای زیر را نیز دارا می‌باشد.
کاربردهای ساختمانی
رادیاتورها و سیستم خنک‌کننده خودرو
مبلمان
نرده و پنجره‌های شناور
ساخت خودروهای باربری و تریلرها
کاربردهای پنوماتیک
لوله‌های آبیاری
پروفیل‌های اکستروژن آلومینیوم ۶۰۶۳ T6
در و پنجره و نمای ساختمانی
هیت سینک
خواص مکانیکی آلومینیوم ۶۰۶۱ (نامگذاری آلیاژهای آلومینیوم)
خواص مکانیکی آلومینیوم ۶۰۶۱
به طور کل آلیاژهای آلومینیوم به دو دسته تقسیم می شوند. آلیاژهایی که کارپذیر هستند و آلیاژهای ریخته گری. ورق الومینیوم جزو دسته اول یعنی نوع کارپذیر است. این محصول دارای حجم بالاتری نسبت به آلومینیوم های ریختگی می باشد و از آن در تولید محصولات شکل دهی شده استفاده میشود. محصولاتی نظیر ورق، لوله، مفتول و فویل.
انواع آلیاژهای آلومینیوم دارای سری های مختلف از ۱۰۰۰ تا ۸۰۰۰ می باشند که این سری بندی به نوع آلیاژ آن ها بستگی دارد. همه این گریدها دارای ویژگی های یکسانی از جمله سختی، مقاومت به خوردگی و کارپذیری بالا هستند.علاوه بر این انواع گرید آلومینیوم مقاومت به خستگی بالایی داشته و جوش پذیر می باشند.
از جمله مواردی که به عنوان خواص مکانیکی آلومینیوم مورد نظر شناخته می شود، عبارت است از:
استحکام برشی – MPa
مدول الاستیک – GPa
سختی – HB
ازدیاد طول برحسب درصد
استحکام تسلیم – MPa
استحکام کششی نهایی – Mpa
استحکام برشی (MPa)
مدول الاستیک (GPa)
سختی (HB)
ازدیاد طول (%)
استحکام تسلیم (MPa)
استحکام کششی نهایی (MPa)
ویژگی های ورق آلومینیوم ۶۰۶۱
آنیل کردن
ورق الومینیوم ۶۰۶۱ را ر دمای ۷۷۵ درجه فارنهایت حرارت می دهند. این کار حدود ۲ الی ۳ ساعت زمانی می برد. پس از آن این ورق ها در معرض وا قرار گرفته و تحت شرایط کنترل شده تا ۵۰ الی ۵۰۰ درجه فارنهات سرد می شوند.
قابلیت ماشین کاری
به طور کل ورق آلومینیوم ۶۰۶۱ در دو حالت T6 و T4 امکان ماشین کاری در حد مناسب و قابل قبولی را دارند. به خصوص در حالت آنیل شده که این کار بسیار ساده تر انجام می شود.
فرم دهی
زمانی که ورق آلومینیوم آنیل شده باشد، می توان کارهای مکانیکی نظیر فرم دهی را بر روی آن انجام داد. در این خصوص باید دانید که هم کارهای مرتبط با فرم دهی اعم از خم کاری و کشش مطابق با روش های استاندارد قابل انجام است.
کا ر گرم و کار سرد
دمانی کار گرم ورق آلومینیوم ۶۰۶۱ در بازه ۲۶۰ تا ۴۳۸ درجه سانتی گراد واقع می گردد. همچنین در ضمن مطالعه خواص مکانیکی آلومینیوم خوب است بدانید که در حالت آنیل شده یا تمپر O، کار سرد این ورق ها انجام می شود. البته این آلیاژ در حالت های T6 و T4 قابلیت کار سرد را نیز دارد.
فورج
دمای فورج برای آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ در محدوده دمایی ۲۳۸ درجه سانتی گراد تا ۴۸۳ درجه سانتی گراد تعیین می گردد.
پیرسازی
در ادامه مقاله خواص مکانیکی آلومینیوم ۶۰۶۱ به شما خواهیم گفت که منظور از پیرسازی این محصول چیست. پیرسازی یکی از عملیات حرارتی قابل انجام بر روی ورق آلومینیوم است.
باید بدانید که ورق ۶۰۶۱ در دمای ۱۷۷ درجه سانتی گراد به مدت ۸ ساعت حرارت می بیند و با قرارگیری در معرض هوا، خنک می شود. به طور کل پیرسازی یا پیرسختی با هدف بالا بردن تنش تسلیم یا استحکام مواد چکش خوار انجام می شود.
انواع آلیاژهای آلومینیوم
آلیاژ آلومینیوم ترکیبی است که عمدتا از آلومینیوم تشکیل شده و عناصر دیگر به آن اضافه شده اند. این آلیاژ با مخلوط کردن عناصر در هنگام مذاب آلومینیوم (مایع) ساخته می شود ، که سرد می شود تا یک محلول جامد همگن ایجاد کند. عناصر دیگر ممکن است ۱۵ درصد آلیاژ را با جرم تشکیل دهند. عناصر اضافه شده شامل آهن ، مس ، منیزیم ، سیلیکون و روی هستند. افزودن عناصر به آلومینیوم در مقایسه با عنصر فلزی خالص ، مقاومت ، کارایی ، مقاومت در برابر خوردگی ، هدایت الکتریکی و / یا تراکم را به آلیاژ بهبود می بخشد. آلیاژهای آلومینیوم معمولاً سبک و مقاوم در برابر خوردگی هستند.
لیست آلیاژهای آلومینیوم
این لیستی از برخی از آلیاژهای مهم آلومینیوم یا آلومینیوم است.
AA-8000: برای ساخت سیم طبق کد ملی برق مورد استفاده قرار می گیرد
Alclad: ورق آلومینیوم با اتصال پیوند آلومینیوم با خلوص بالا به ماده اصلی با استحکام بالا ساخته شده است
ال لی (لیتیوم ، گاهی جیوه)
آلنیکو (آلومینیوم ، نیکل ، مس)
Birmabright (آلومینیوم ، منیزیم)
دورالومین (مس ، آلومینیوم)
هندالیوم (آلومینیوم ، منیزیم ، منگنز ، سیلیکون)
منیزیم (۵٪ منیزیم)
مگنوکس (اکسید منیزیم ، آلومینیوم)
Nambe (آلومینیوم به همراه هفت فلز نامشخص دیگر)
سیلومین (آلومینیوم ، سیلیکون)
Titanal (آلومینیوم ، روی ، منیزیم ، مس ، زیرکونیوم)
زاماک (روی ، آلومینیوم ، منیزیم ، مس)
آلومینیوم آلیاژهای پیچیده دیگری را با منیزیم ، منگنز و پلاتین تشکیل می دهد
شناسایی آلیاژهای آلومینیوم
آلیاژها دارای اسامی مشترک هستند اما ممکن است با استفاده از یک عدد چهار رقمی شناسایی شوند. اولین عدد از تعداد شناسایی طبقه یا مجموعه ای از آلیاژ.
۱xxx – آلومینیوم خالص تجاری همچنین دارای یک شناسه عددی چهار رقمی است. آلیاژهای سری ۱xxx از آلومینیوم با خلوص ۹۹ درصد یا بالاتر ساخته شده اند.
۲xxx – عنصر آلیاژی اصلی در سری ۲xxx مس است. عملیات حرارتی این آلیاژها استحکام آنها را بهبود می بخشد. این آلیاژها قوی و سفت و سخت هستند اما به اندازه سایر آلیاژهای آلومینیوم مقاوم در برابر خوردگی نیستند ، بنابراین معمولاً برای استفاده نقاشی یا روکش می شوند. آلیاژ رایج ترین آلیاژ هواپیما ۲۰۲۴ است. آلیاژ ۲۰۲۴-T351 از سخت ترین آلیاژهای آلومینیوم است.
۳xxx – عنصر آلیاژی اصلی در این سری منگنز است که معمولاً مقدار کمتری منیزیم دارد. محبوب ترین آلیاژ این سری ۳۰۰۳ است که قابل استفاده و نسبتاً قوی است. ۳۰۰۳ برای تهیه وسایل آشپزی استفاده می شود. آلیاژ ۳۰۰۴ یکی از آلیاژهای مورد استفاده در ساخت قوطی آلومینیوم برای مشروبات است.
۴xxx – برای ساختن آلیاژهای ۴xxx به سیلیکون اضافه می شود. این باعث کم شدن نقطه ذوب فلز می شود بدون اینکه آن را شکننده کند. این سری برای ساخت سیم جوشکاری استفاده می شود. آلیاژ ۴۰۴۳ برای ساخت آلیاژهای پرکننده برای جوشکاری اتومبیل ها و عناصر ساختاری استفاده می شود.
۵xxx – عنصر آلیاژی اصلی در سری ۵xxx منیزیم است. این آلیاژها قوی ، قابل جوشکاری هستند و در برابر خوردگی دریایی مقاومت می کنند. از آلیاژهای ۵xxx برای ساخت مخازن تحت فشار و مخازن ذخیره سازی و کاربردهای مختلف دریایی استفاده می شود. آلیاژ ۵۱۸۲ برای ساخت درب قوطی های نوشیدنی آلومینیومی استفاده می شود. بنابراین ، قوطی های آلومینیومی در واقع حداقل از دو آلیاژ تشکیل شده اند!
۶xxx – سیلیکون و منیزیم در آلیاژهای ۶xxx وجود دارند. این عناصر برای تشکیل سیلیسید منیزیم ترکیب می شوند. این آلیاژها قابل شکل گیری ، جوشکاری و قابل تصفیه گرما هستند. مقاومت خوبی در برابر خوردگی و مقاومت متوسط دارند. رایج ترین آلیاژ در این سری ۶۰۶۱ است که از آن برای ساخت قاب های کامیون و قایق استفاده می شود. محصولات اکستروژن از ۶XXX سری در معماری و به آیفون ۶ استفاده می شود.
۷XXX – روی است که عنصر آلیاژی اصلی در سری شروع با شماره ۷. آلیاژ حاصل حرارت قابل درمان است و بسیار قوی است. آلیاژهای مهم ۷۰۵۰ و ۷۰۷۵ هستند که هر دو برای ساخت هواپیما مورد استفاده قرار می گیرند.
۸xxx – این آلیاژهای آلومینیوم هستند که با عناصر دیگر ساخته شده اند. مثالها شامل ۸۵۰۰ ، ۸۵۱۰ و ۸۵۲۰ است.
۹xxx – در حال حاضر ، سریال با شماره ۹ شروع می شود بدون استفاده است.
قوی ترین آلیاژ آلومینیوم چیست؟
منگنز اضافه شده به آلومینیوم استحکام خود را افزایش داده و آلیاژ با کارایی عالی و مقاومت در برابر خوردگی را به دست می دهد. بالاترین میزان آلیاژ در درجه حرارت قابل تصفیه ، آلیاژ ۵۰۵۲ است.
طبقه بندی آلیاژ آلومینیوم
به طور کلی، دو دسته گسترده ای از آلیاژهای آلومینیوم آهنگری و ریخته گری آلیاژهای آهنی می باشد. هر دوی این گروه ها به انواع قابل درمان با گرما و غیرقابل تقسیم تقسیم می شوند. حدود ۸۵٪ از آلومینیوم در آلیاژهای فرفورژه استفاده می شود. آلیاژهای چدنی به دلیل پایین بودن نقطه ذوب برای تولید نسبتاً ارزان هستند ، اما تمایل به مقاومت کششی کمتری نسبت به همتایهای فرفورژه دارند.
منابع
- Davis, J.R. (2001). “Aluminum and Aluminum Alloys”. Alloying: Understanding the Basics. pp. 351–۴۱۶.
- Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003). Materials and Processes in Manufacturing (۹th ed.). Wiley. p. 133. ISBN 0-471-65653-4.
- Kaufman, John Gilbert (2000). “Applications for Aluminium Alloys and Tempers”. Introduction to aluminum alloys and tempers. ASM International. pp. 93–۹۴. ISBN 978-0-87170-689-8.
