סוגי האלומיניום וסגסוגות האלומיניום
אלומיניום טהור
המאפיין של אלומיניום טהור הוא הצפיפות הנמוכה שלו, שהם 2.72 גרם/ס"מ ³, רק כשליש מצפיפות הברזל או הנחושת. מוליכות טובה ומוליכות תרמית, שני רק לכסף ונחושת. התכונות הכימיות של האלומיניום פעילות מאוד.
באוויר, פני השטח של האלומיניום יכולים לשלב עם חמצן כדי ליצור סרט מגן צפוף Al2O3, מה שמונע חמצון נוסף של אלומיניום. לָכֵן, לאלומיניום יש עמידות טובה בפני קורוזיה באוויר ובמים, אבל זה לא יכול להתנגד לחומצה, אַלקָלִי, וקורוזיה במלח.
לאלומיניום יש סריג מעוקב במרכז הפנים וגמישות טובה (d=50%, ψ=80%). ניתן לעבד אותו לפרופילים כגון חוטים, צלחות, רצועות, וצינורות דרך לחץ קר או חם, אבל כוחו אינו גבוה, σb＝80MPa， לאחר עיבוד קר, σb＝(150~250)MPa。 אז אלומיניום טהור משמש בעיקר לייצור חוטים, כבלים, גופי קירור, וצרכים יומיומיים או סגסוגות הדורשות עמידות בפני חלודה וקורוזיה אך דרישות חוזק נמוך.
אלומיניום טוהר מסחרי אינו טהור כמו אלומיניום טוהר כימי, מכיוון שהוא מכיל זיהומים כגון Fe, ו, וכו. בדרגות שונות. ככל שיש יותר זיהומים באלומיניום, ככל שהמוליכות שלו נמוכה יותר, מוליכות תרמית, עמידות בפני קורוזיה אטמוספרית, ופלסטיות.
הציונים של אלומיניום טהור תעשייתי בארצנו מנוסחים על בסיס מגבלת הזיהומים, כגון L1 L2、L3……。 L הוא דמות הפיניין הסינית הראשונה עבור “אֲלוּמִינְיוּם”, וככל שמספר הרצף המצורף אחריו גבוה יותר, ככל שהטוהר שלו נמוך יותר.
סגסוגת אלומיניום
אלומיניום טהור בעל חוזק נמוך ואינו מתאים כחומר מבני. כדי לשפר את כוחו, השיטה היעילה ביותר היא הוספת אלמנטים סגסוגים כגון Si, Cu, Mg, Mn, וכו. לייצור סגסוגת אלומיניום (אירוליט). סגסוגות אלומיניום אלו בעלות חוזק גבוה, אבל עדיין יש צפיפות נמוכה, חוזק ספציפי גבוה במיוחד (כְּלוֹמַר. היחס בין מגבלת החוזק לצפיפות), כמו גם מוליכות תרמית טובה ועמידות בפני קורוזיה.
סיווג סגסוגות אלומיניום
על פי ההרכב ומאפייני תהליך הייצור של סגסוגות אלומיניום, ניתן לחלק אותם לשתי קטגוריות: סגסוגות אלומיניום מעוותות וסגסוגות אלומיניום יצוק.
כאשר הרכב הסגסוגת קטן מ-D/נקודה, הוא יכול ליצור מבנה חד פאזי של תמיסה מוצקה כאשר הוא מחומם, עם פלסטיות טובה ומתאים לעיבוד לחץ, לפיכך זה נקרא סגסוגת אלומיניום מעוותת.
סגסוגות אלומיניום בהרכב קטן מנקודת F בעיוות, שהרכב התמיסה המוצקה שלו אינו משתנה עם הטמפרטורה ואינו יכול להתחזק על ידי טיפול בחום, נקראים טיפול בחום סגסוגות אלומיניום לא מחוזקות; סגסוגת עם הרכב בין F ל-D/, שהרכב התמיסה המוצקה שלו משתנה עם הטמפרטורה, ניתן לחזק על ידי טיפול בחום, לפיכך היא נקראת סגסוגת אלומיניום שניתן לחזק אותה על ידי טיפול בחום.
סגסוגות בעלות הרכב גדול מ-D/נקודה, מבנה אוקטי בנקודת התכה נמוכה, יכולת זרימה טובה, מתאים ליציקה, נקראים סגסוגות אלומיניום יצוק, אבל לא מתאים לעיבוד לחץ.
ניתן לסווג סגסוגות אלומיניום הניתנות לשינוי גם לאלומיניום עמיד בפני חלודה, אלומיניום קשיח, אלומיניום קשיח במיוחד, ואלומיניום מזויף לפי מאפייני הביצועים העיקריים שלהם.
ניתן גם לסווג סגסוגות אלומיניום יציקות לפי מרכיבי הסגסוג העיקריים השונים: ל-כן, אל קו, אל מג, אל זן, וכו.
מאפייני טיפול בחום של סגסוגת אלומיניום
סגסוגות אלומיניום יכולות לא רק לשפר את חוזקן באמצעות התקשות עבודת דפורמציה קרה, אלא גם לשפר עוד יותר את כוחם באמצעות טיפול בחום – “התקשות גיל” שִׁיטָה.
מנגנון טיפול החום של סגסוגת אלומיניום שונה מזה של פלדה. לאחר מרווה, הקשיות והחוזק של הפלדה גדלים מיד, בעוד הפלסטיות פוחתת. ניתן לחמם סגסוגות אלומיניום עם רכיבים בין F ל-D/לאזור פאזת האלפא, מְבוּדָד, ומרווה על ידי קירור מים לקבלת תמיסות אלפא מוצקות על רוויות בטמפרטורת החדר. אי אפשר להגדיל מייד את כוחם וקשיותם, אבל הפלסטיות שלהם משופרת משמעותית. תהליך זה נקרא מרווה או טיפול בפתרונות.
בשל חוסר היציבות של הפיתרון המוצק העל -רווי שהושג לאחר המרווה, יש נטייה לזרז שלב שני (שלב חיזוק). לאחר שנשארו בטמפרטורת החדר למשך זמן או מחומם בטמפרטורות נמוכות, לאטומים יש את היכולת לנוע בסריג ולעבור בהדרגה למצב יציב, וכתוצאה מכך עלייה משמעותית בחוזק ובקשיות, ואילו הפלסטיות פוחתת. נקראת תופעה של חיזוק נוסף של הסגסוגת לאחר טיפול בתמיסה מוצקה לאורך זמן “התקשות גיל” אוֹ “התקשות גיל”. תהליך ההזדקנות המתבצע בטמפרטורת החדר נקרא הזדקנות טבעית, בעוד שתהליך ההזדקנות המתבצע בתנאי חימום נקרא הזדקנות מלאכותית.
סגסוגת אלומיניום ניתנת לעיוות
1. סגסוגת אלומיניום נגד חלודה
יסודות הסגסוג העיקריים הם Mn ו-Mg. סוג זה של סגסוגת הוא פתרון מוצק חד פאזי לאחר חישול וחישול, אז יש לו עמידות טובה בפני קורוזיה ופלסטיות. דרגת אלומיניום חסינת חלודה מיוצגת על ידי הקידומת Pinyin הסינית “LF” ואחריו מספר עוקב. כמו LF5, LF11, LF21, וכו. סוג זה של סגסוגת משמש בעיקר לגלגול, הַלחָמָה, או רכיבים מבניים עמידים בפני קורוזיה עם עומסים נמוכים, כמו מיכלי נפט, צינורות, חוטים, שלדי עומס קל, ומכשירי חשמל ביתיים שונים. כל מיני סגסוגות אלומיניום נגד חלודה הן סגסוגות אלומיניום שלא ניתן לחזק על ידי טיפול בחום. כדי לשפר את חוזק הסגסוגת, ניתן ליישם עיבוד לחץ קר, שיכולים לייצר התקשות בעבודה.
2. סגסוגת אלומיניום קשה
Duraluminum הוא בעצם סגסוגת Al Cu Mg עם כמות קטנה של Mn. ניתן לחזק סוגים שונים של duralumins על ידי הזדקנות, אבל התנגדות הקורוזיה שלהם ענייה, במיוחד במי הים. לָכֵן, רכיבי אלומיניום קשים הדורשים הגנה עטופים באלומיניום טוהר בחוץ כדי ליצור חומרי אלומיניום קשים מצופים אלומיניום.. ציוני אלומיניום קשים משתמשים בקידומת הפנין הסינית “Ly” ואחריו מספר עוקב, כמו Ly1 (מסחר אלומיניום קשה), Ly11 (אלומיניום קשה), ו- Ly12 (אלומיניום קשה בעוצמה גבוהה).
אלומיניום קשה הוא חומר מבני עם חוזק ספציפי גבוה, שנמצא בשימוש נרחב בתעשיית התעופה וייצור מכשירים.
3. סגסוגת אלומיניום סופר קשה (סגסוגת SD)
זהו סגסוגת al cu mg zn, אשר נעשה על ידי הוספת Zn לאלומיניום קשיח. סוג זה של סגסוגת היא כיום סגסוגת האלומיניום החזקה ביותר, עם חוזק ספציפי גבוה יותר, לפיכך הוא נקרא אלומיניום סופר קשה. החיסרון הוא גם עמידות לקורוזיה ירודה, מה שיכול להגביר את טמפרטורת ההזדקנות המלאכותית או ציפוי האלומיניום.
הציון של סגסוגת אלומיניום קשה במיוחד מיוצג על ידי הקידומת Pinyin הסינית “LC” ואחריו מספר עוקב. LC4, LC6, וכו. משמשים בדרך כלל לייצור רכיבים חשובים עם מתח גבוה, כגון קורות מטוסים.
4. סגסוגת אלומיניום מחושלת
זוהי סגסוגת Al Cu Mg Si עם מגוון אלמנטים סגסוגים, אבל התוכן של כל אלמנט נמוך יחסית, לכן יש לו עמידות תרמופלסטית ועמידות בפני קורוזיה טובה, וחוזקו דומה לזה של אלומיניום קשיח. לאחר כיבוי והזדקנות, ניתן לשפר את החוזק.
הציון של סגסוגת אלומיניום מזויפת מיוצג על ידי הקידומת Pinyin הסינית “LD” ואחריו מספר עוקב, כמו LD5, LD7, וכו. בשל ביצועי החישול המצוינים שלו, הוא משמש בעיקר לזיוף או לזיוף חלקים הנושאים עומסים כבדים על מטוסים או קטרי דיזל.
סגסוגת אלומיניום יצוקה
ישנם סוגים רבים של סגסוגות אלומיניום יצוק, ביניהם סגסוגות סיליקון אלומיניום בעלות ביצועי יציקה טובים, כוח מספיק, וצפיפות נמוכה, ונמצאים בשימוש נרחב, מהווים יותר מ 50% מסך הייצור של סגסוגות אלומיניום יצוק. סגסוגות Al Si המכילות Si (10-13)% הן סגסוגות הסיליקון האלומיניום האופייניות ביותר, שייך להרכב אוטקטי, המכונה בדרך כלל “סגסוגות אלומיניום סיליקון”.
הציון של סגסוגת אלומיניום יצוק מיוצג על ידי הקידומת Pinyin הסינית “ז”+אל+סמלים עיקריים אחרים ואחוז תוכן של המילה “יָצוּק”. לְדוּגמָה, ZAlSi12 מייצג סגסוגת Al Si יצוק המכילה 12% ו.
הקוד של הסגסוגת מיוצג על ידי הקידומת Pinyin הסינית “ז.ל” שֶׁל “אלומיניום יצוק” ואחריו שלוש ספרות. הספרה הראשונה מייצגת את קטגוריית הסגסוגת, בעוד שהספרות השנייה והשלישית מציינות את מספר הרצף של הסגסוגת.
דוגמה ZL102 מייצגת את סגסוגת האלומיניום היציקה של סדרת Al Si מס. 2.
סגסוגת אלומיניום יציקה משמשת בדרך כלל לייצור חלקים קלים, עמיד בפני קורוזיה, בעלי צורות מורכבות, ובעלי תכונות מכניות מסוימות. כגון בוכנות אלומיניום, בתי מכשירים, רכיבי צילינדר מנוע מקורר מים, ארכובה, וכו.