آلومینیوم

آلومینیوم فلزی است نقره ای رنگ که به آسانی می شود به آن شکل داد. پس از آهن، آلومینیوم پرکاربردترین فلز صنعتی است و مصرفش پیوسته در حال افزایش است. این فلز را از بوکسیت که فلزی ترنشین است می گیرند. جداسازی اکسیژن از آن بسیار دشوار است به همین دلیل آلومینیوم فلزی نو است. این فلز در ابتدا توسط  Pierre Berthier فرانسوی که در جنوب فرانسه در بخش Baux بود کشف و Bauxit  نامگذاری شد.

جداسازی آلومینیوم از سنگ Bauxit در ابتدا توسط تجزیه ی برقی انجام می شد اما در سال 1892 تا به امروز به یاری سود سوزآور انجام می گیرد

آشنایی با آلومینیوم:

امروزه آلومینیوم به دلیل ویژگی های خاص از قبیل انعطاف پذیری، چکش خواری، قابلیت تراشیده شدن، مقاومت در برابر خوردگی، رسانای الکتریسیته بودن، عدم زنگ زدگی، چگالی پایین و وزن کم، خود را از سایر فلزات متمایز ساخته و به دلیل وجود طیف وسیعی از آلیاژها با کاربردهای گسترده، یکی از با صرفه ترین و پرجاذبه ترین فلزها به شمار می آید.

 

آلومینیوم و آلیاژ های آن:

آلومینیوم و آلیاژ های آن موادی هستند که در صنعت و ساختمان ها به طور گسترده استفاده می شوند.آلومینیوم با علامت شیمیایی Al عنصری فلزی است که در جدول تناوبی در عنصر سوم و در گروه 13 قرار دارد . دارای خواصی مانند سبکی ,مقاومت به خوردگی,خواص حرارتی مطلوب و همچنین هدایت حرارتی و الکتریکی خوب است.

آلومینیوم به عنوان یک فلز خالص به صورت محدود استفاده می شود اما با ترکیب آن با عناصر دیگر می توان آلیاژ های مختلفی را تشکیل داد.برخی از معروف ترین آلیاژ های آلومینیومی شامل آلومینیوم_مس(Aluminum-copper) و آلومینیوم_سیلیسیوم(Aluminum-silicon) و آلومینیوم_منیزیم(Aluminum-magnesium) و آلومینیوم_روی(Aluminum-zinc) است.

آلومینیوم و سری ها :

آلومینیوم دارای آلیاژهای متفاوتی است که با تغییر درصدی از عنصر ناخالص هر گروه، آلیاژ سری جدیدی به وجود می آید.در طبقه بندی هر گروه اصلی ترین عنصر ناخالص دارای عددی می باشد که شروع کننده نام دسته است. جدول زیر نشان دهنده ی کد مجموعه و عنصر ناخالص می باشد:

آلیاژ های آلومینیوم مزایایی مانند: مقاومت بالا در برابر خودگی , مقاومت مکانیکی مناسب , قابلیت پر کاربردی در صنایع مختلف و قابلیت بازیافت بالا را دارا می باشند.این آلیاژ ها در ساخت اتومبیل و هواپیما و ساختمان ها و تجهیزات الکتریکی و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شود.آلیاژ های آلومینیوم که با هریک از ترکیبات کاربرد متنوعی دارند و برخی از معروف ترین انها عبارت اند از:

سری 1xxx:

 این سری شامل آلیاژ هایی است که فاقد عنصر اصلی تقویت کننده هستند و بیشترین درصد الومینیوم را دارا هستند.آلیاژ 1100 از این سری یکی از معروف ترین آلیاژ های این سری است و در کاربرد هایی مانند صفحات نوری و تزیینات و محصولات نرم افزاری استفاده می شود.

سری 2xxx:

این سری شامل آلیاژ هایی با مقاومت بالا به خستگی است که با ترکیباتی مانند:مس تقویت میشوند.آلیاژ 2024 از این سری یکی از معروف ترین آلیاژ ها است که در صنایع هوا و فضا , خودروسازی و ورزش های موتوری استفاده می شود.

 

 سری 3xxx:

 این سری  شامل آلیاژ هایی با ترکیبات منیزیم است که خواص خوبی در برابر خوردگی دارند.آلیاژ 3003 از این سری در صنایع ساختمانی و نوار های خنک کننده و کابل ها استفاده می شود.

 

سری 5xxx:

 این سری شامل آلیاژ هایی است که با ترکیبات منیزیم تقویت می شوند و مقاومت بالا در برابر خوردگی دارند.آلیاژ 5052 و 5083 از این سری برای ساخت سفینه ها , صنایع خودروسازی و تجهیزات دریایی استفاده می شود.

 

سری 6xxx:

 این سری شامل آلیاژ هایی است که با ترکیبات منیزیم و سیلیسیم تقویت می شوند.آلیاژ 6061 و 6063 از این سری به طور گسترده در صنایع خودروسازی و هواپیما و ساختمانی و فضای داخلی استفاده می شوند.

 

کاربرد های سری 6 در صنعت ساختمان:

آلیاژ 6063 یکی از آلیاژ های معروف سری 6xxx آلومینیوم است و دارای خواص و کاربرد های ویژه ای در صنعت ساختمان سازی است.دیر زیر برخی از کابرد های این آلیاژ در صنعت ساختمان سازی اشاره می کنیم:

 

1.پنجره و درب ها:

 آلیاژ 6063 به دلیل خواص قابل پردازش و خم شدن و قابلیت پرس و خم , بسیار مناسب برای ساخت پنجره ها و درب ها است.این آلیاژ به عنوان جایگزینی برای فلزات دیگر مانند فولاد در صنعت ساختمان استفاده میشود.

 

2.سیستم های فریم و نمای خارجی:

 با توجه به قابلیت شکل دهی  آلیاژ 6063 و استحکام مکانیکی مناسب ان, در ساخت سیستم های فریم و نمای خارجی ساختمان ها استفاده میشود.این شامل نما های آلومینیومی و فریم های ساختمانیمی شود که علاوه بر استحکام و پایداری وزن سبک و دوام بالایی دارند.

 

3.پوشش های نوری و نمای داخلی:

 آلیاژ 6063 به علت خواص الکتریکی و حرارتی خوب در ساخت پوشش های نوری مانند: نمای شیشه ای و کانال های روشنایی استفاده می شود.همچنین در نمای داخلی ساختمان نیز می توان از این آلیاژ برای ساخت درب ها,پنل ها و دیوار کوب ها استفاده کرد.

 

4.سیستم های حفاظتی و درب اتوماتیک:

 با توجه به خواص مقاومت در برابر خوردگی و سبکی وزن آلیاژ 6063 مناسب برای ساخت سیستم های حفاظتی مانند:پنجره ها  و درب های اتوماتیک است. این سیستم ها معمولا در ساختمان های تجاری و رستوران ها بانک ها و مکان های عمومی استفاده می شوند.

 

5.سازه های فضای باز:

 آلیاژ 6063 به دلیل مقاومت خوب در برابر آب و هوای سخت, در ساخت سازه های فضای باز مانند:ساختمان های پلیس,ایستگاه های مترو و سایر تجهیزات عمومی مورد استفاده قرار می گیرند.

 

سری 7xxx:

این سری شامل آلیاژ هایی است که با ترکیبات روی و منیزیم تقویت می شوند و دارای مقاومت بسیار بالا به خستگی هستند.آلیاژ 7075 از این سری برای صنایع هوا و فضا, خودروسازی و قطعاتی با نیاز به مقاومت بالا استفاده می شوند.

 

عملیات حرارتی:

آلومینیوم و آلیاژهای آن دارای قابلیت بازپخت و انجام عملیات حرارتی گوناگون بوده که به وسیله آن مقاومت آلومینیوم ارتقا می یابد، این عملیات با انواع مختلف سرد کردن، نتایج متفاوتی را به همراه می آورد.

عملیات های گرمایی برای فرآوری بازپخت پایدار:

عملیات T برای محصولاتی به کار می رود که برای فرآوری بازپخت پایدار به روی آن ها عملیات حرارتی با ، یا بدون کار سخت مکمل انجام می گیرد. همیشه بعد از حرف T یک یا چند رقم می آید. عملیات های حرارتی پر کاربرد در آلیاژهای پرمصرف نما، T1، T5، T6 می باشند.

عملیات حرارتی T1:

عملیات حرارتی سرد شده از یک روند شکل دهی،در دمای بالا و پیرسازی طبیعی شده برای شرایط پایدار واقعی، این نشانه برای فراورده هایی به کار می رود که پس از روند های شکل دهی در دمای بالا نظیر اکسترود کاری، سردکاری نشده باشند و روش سردکاری آن به صورت تدریجی در دمای اتاق پیرسازی و پایدار شده است.

عملیات حرارتی T5:

عملیات حرارتی سرد شده از یک روند شکل دهی در دمای بالا و پیرسازی مصنوعی شده، این عملیات برای فراورده هایی به کار می رود که پس از یک روند شکل دهی در دمای بالا نظیر اکسترود کاری، سرد نشده باشد و روند سرد شدن آن به صورت رسوبی بوده و به شکل واقعی بهبود می یابد.

عملیات حرارتی T6:

عملیات حرارتی محلولی پیرسازی مصنوعی شده، این عملیات برای فراورده هایی به کار می رود که پس از عملیات حرارتی محلولی، سردکاری نشده اند. این نشانه هم چنین برای آن خواص مکانیکی یا ثبات ابعادی یا هر دو به کار می رود که با عملیات حرارتی رسوبی، به شکل واقعی بهبود یافته اند.

تنوع زیادی در آلیاژ های آلومینیومی وجود دارد که هرکدام خواص و  کاربرد های خاص خود را دارند و با توجه به نیاز ها و محیط مورد استفاده میتوان آلیاژ مناسب را انتخاب نمود.

فرمول های تولید و ترکیبات اسمی آلیاژهای آلومینیوم:

خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم: