إذا كنت في طور تصميم منتج معدني، فمن المحتمل أنك فكرت في استخدام الألومنيوم كالمادة الرئيسية. يتميز الألومنيوم ب نسبة عالية بين القوة و الوزن، ومقاومة جيدة للصدأ، وقابلية تشكيل جيدة وجمالية. هذه العوامل ساهمت في زيادة شعبيته في السنوات الأخيرة.

للألومنيوم النقي استخدامات محدودة، لذا يتم غالبًا مزجه مع عناصر أخرى مثل السيليكون والمغنيسيوم والمنغنيز لتكوين السبائك. تتنوع سبائك الألومنيوم بشكل كبير وتُستخدم تقريبًا في جميع جوانب حياة الإنسان.

تؤدي العناصر والكميات المختلفة إلى تحقيق خصائص فيزيائية وكيميائية مرغوبة ومتنوعة. قامت جمعية الألومنيوم (AA) في أمريكا الشمالية بوضع مواصفات لتنظيم التركيب والخصائص والتسمية لسبائك الألومنيوم.

هناك نوعان من سبائك الألومنيوم – السبائك المُصقولة والسبائك المصبوبة (Wrought and Cast). يتم تشكيل هذين النوعين من السبائك بواسطة العمال المصبوبين بطرق مختلفة تؤثر بشكل كبير على خصائصها. يساعدك هذا المقال على فهم كيفية تسمية مختلف السبائك الألومنيوم، والخصائص الفيزيائية لها والاستخدامات الشائعة.

مراجعة سبائك الألومنيوم المصبوبة (Cast)

تُصنع سبائك الألومنيوم المصبوبة عن طريق ذوبان الألومنيوم النقي ومزجه مع المعادن الأخرى في الحالة السائلة. ثم يُصب الخليط في قوالب الرمل أو القوالب أو القوالب الدائمة. بعد التصلب، يُستخرج المعدن من القالب. في هذه المرحلة، يكون إما في شكله النهائي أو على شكل بلوك أو شريط للمعالجة الإضافية.

تُصنف السبائك بناءً على كمية ونوع المعادن المضافة، وتُسمى. نظام تسمية AA لهذه السبائك مكون من أربعة أرقام، مع فصل الرقم الثالث والرابع بفاصلة عشرية، مثل (XXX.X).

الرقم الأول يخبرك بالمعادن المضافة الرئيسية لكل سبيكة ألومنيوم وهو الرقم الأهم. يمكنك استخدامه لتمييز بين “السلاسل” أو “الدرجات” المختلفة للسبائك.

على سبيل المثال، جميع سبائك الألومنيوم التي تبدأ برقم 2 تُعرف باسم سلسلة 2xx.x أو درجة 2xx.x. يمكن أن takes any number from 1 to 8, except 6 which is not used for cast alloys.

يوضح الجدول التالي العناصر المضافة الرئيسية لكل سلسلة مصبوبة، بالإضافة إلى الخصائص الرئيسية التي تبرز كل سلسلة، وبعض الأمثلة على الاستخدامات:

السلسلةالعناصر المضافة الرئيسيةالخصائص الرئيسيةأمثلة الاستخدام
1xx.x99% ألومنيوم نقيتوصيل كهربائي وحراري عالي، مقاومة ممتازة للصدأروتورات كهربائية كبيرة
2xx.xالنحاس وكميات صغيرة من المغنيسيومقوة عالية ولكن مقاومة منخفضة للصدأغرف الأسطوانة والپیستون، غرف المحرك وعمود الكرنك
3xx.xالسيليكون، النحاس و/أو المغنيسيومقوة ومقاومة تآكل عالية. مقاومة جيدة للصدأقطع المحركات، قطع هياكل، صبوم بحري وطائرات
4xx.xالسيليكونقوة متوسطة، مرونة عالية ومقاومة صدم جيدةصبوم دعم جسر، معدات طب الأسنان، أواني طهي
5xx.xالمغنيسيومقوة متوسطة إلى عالية، مقاومة عالية للصدأ، تشكيل جيد ومظهر جذابصبوم معماري وتزييني، مجموعات لحام
7xx.xالزنكتشكيل جيد، مقاومة جيدة للصدأ، قوة عالية من خلال المعالجة الحراريةقطع السيارات، معدات التعدين، صبوم لحام
8xx.xالقصديراحتكاك منخفضاستخدامات عمود الكرنك و البوش

الترجمة بواسطة “إلكامهر كيميا”

الرقمان الثاني والثالث في نظام تسمية AA مخصصان عشوائياً لتحديد السبائك المختلفة في كل سلسلة. استثناءً لسلسلة 1xx.x التي تشير إلى نسبة الألومنيوم العشرية. على سبيل المثال، 160.0 تشير إلى صبوم يحتوي على 99.60% على الأقل من الألومنيوم.

الرقم الرابع الذي يأتي بعد الفاصلة العشرية يحدد ما إذا كانت السبيكة مصبوبة (xxx.0) أو شريط (xxx.1).

مراجعة سبائك الألومنيوم المُصقولة (Wrought)

تبدأ سبائك الألومنيوم المُصقولة أيضًا بمزج الألومنيوم الذائب مع المعادن الأخرى. ومع ذلك، على عكس السبائك المصبوبة، يتم تشكيلها إلى شكلها النهائي من خلال عمليات مثل السحب واللف والطي بعد تحول المعدن إلى بلوك أو شريط صلب.

نظام التصنيف والتسمية الخاص بهم يشبه أيضًا السبائك المصبوبة. تُصنف بناءً على العناصر المضافة الرئيسية في السلسلة. يستخدم نظام التسمية الخاص بهم أربعة أرقام (بدون فاصلة عشرية)، والرقم الأول يشير إلى العناصر المضافة الرئيسية.

يوضح الجدول التالي العناصر المضافة الرئيسية لكل سلسلة من سبائك الألومنيوم المُصقولة، بالإضافة إلى الخصائص الرئيسية التي تبرز كل سلسلة، وبعض الأمثلة على الاستخدامات:

السلسلةالعناصر المضافة الرئيسيةالخصائص الرئيسيةأمثلة الاستخدام
1xxx99% ألومنيوم نقيتوصيل كهربائي وحراري عالي، مقاومة ممتازة للصدأموصلات كهربائية ومعدات معالجة كيميائية
2xxxالنحاسنسبة عالية بين القوة والوزن، مقاومة منخفضة للصدأعجلات ومكابس شاحنات، جسم وطائرات
3xxxالمنغنيزقوة متوسطة وكفاءة جيدةألواح عامة، مركبات ترفيهية، إلكترونيات
4xxxالسيليكوننقطة انصهار وانبعاث حراري منخفض، مقاومة تآكل عاليةأسلاك لحام وسبيكة لحام، استخدامات معمارية، پیستونات محركات معالجة
5xxxالمغنيسيومقوة متوسطة إلى عالية، قابلية لحام جيدة، مقاومة جيدة للصدأأجهزة منزلية، قطع سيارات، قطع بحرية
6xxxالسيليكون والمغنيسيومقوة متوسطة مع تشكيل، قابلية لحام، تشكيل ومقاومة جيدة للصدأاستخدامات هياكل، سحب معماري، معدات ترفيه
7xxxالزنكقوة متوسطة إلى عالية جدًاهياكل جسم الطائرة، معدات متحركة، قطع مع ضغط عالٍ

الترجمة بواسطة “إلكامهر كيميا”

الرقم الثاني في تسمية السبائك المُصقولة، إذا لم يكن صفرًا، يخبرك ما إذا كانت السبيكة نوعًا من السبيكة الرئيسية أم لا، أي أن سبيكة 6160 هي النوع الأول من سبيكة 6060. الرقمان الثالث والرابع مخصصان عشوائياً لتحديد السبائك في السلاسل ذات الصلة، باستثناء سبائك سلسلة 1xxx التي تصف الرقمين الأخيرين من نقاء الألومنيوم في السبيكة.

ما هو الفرق بين سبائك الألومنيوم المُصقولة والمصبوبة؟

هناك اختلافات طفيفة كثيرة بين سبائك الألومنيوم المُصقولة والمصبوبة، على سبيل المثال يمكن لسبائك المصبوبة أن تحتوي على كميات أكبر من المعادن الأخرى مقارنة بالسبائك المُصقولة. ولكن الفرق الأكثر بروزًا بين هذه السبائك هو عملية التصنيع التي تمر بها لتقديم المنتج النهائي.

باستثناء بعض عمليات السطح، تخرج السبائك المصبوبة تقريبًا في الشكل الصلب المطلوب من القالب، بينما تتعرض السبائك المُصقولة لعدة تغييرات في حالتها الصلبة. هذا الفرق سيؤثر بشكل كبير على أشكال وخصائص المنتجات النهائية.

الخاتمة

بسبب خصائصه المتنوعة ووفرة الأرض، يعد الألومنيوم أحد أكثر المعادن استخدامًا على وجه الأرض. فهم أنواع مختلفة من سبائك الألومنيوم وكيفية أدائها في ظروف مختلفة يساعد المصممين والمنتجين على إنشاء منتجات عالية الأداء وآمنة للعديد من الصناعات.

المصدر + الترجمة بواسطة “إلكامهر كيميا”

دسته‌بندی نشده

واتس اپایمیل

نوشته های مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *