جدول ترکیب شیمیایی، زبان مشترک خریدار و تولیدکننده شمش آلومینیوم است. وقتی واحد ریخته‌گری می‌گوید «LM2 می‌خواهم» یا «ADC12 سفارش بدهید»، در واقع به محدوده مجاز هر عنصر در یک استاندارد مشخص اشاره می‌کند. این جدول آنالیز آلیاژهای آلومینیوم گریدهای رایج ریخته‌گری را کنار هم می‌گذارد و توضیح می‌دهد آن را چگونه بخوانید و با برگه آنالیز محموله مقایسه کنید.
جدول ترکیب شیمیایی چه چیزی را نشان می‌دهد؟
هر ردیف جدول یک گرید و هر عدد، محدوده مجاز یک عنصر بر حسب درصد وزنی است. دو نوع عدد در این جدول‌ها دیده می‌شود:
- بازه، مانند «۹٫۰ تا ۱۱٫۵»: مقدار عنصر باید میان این دو عدد باشد. این عناصر هویت آلیاژ را می‌سازند.
- حداکثر، مانند «≤ 1.0»: هر مقدار کمتر از این عدد پذیرفته است. این عناصر معمولاً ناخالصی یا عنصر کنترل‌شده‌اند.
آلومینیوم در این جدول‌ها معمولاً عدد ندارد و با عنوان «پایه» یا «باقیمانده» می‌آید؛ یعنی هر چه از جمع سایر عناصر باقی بماند.
جدول مقایسه گریدهای رایج ریخته‌گری
محدوده عناصر اصلی هفت گرید پرکاربرد، بر حسب درصد وزنی. علامت ≤ یعنی حداکثر مجاز و خط تیره یعنی استاندارد برای آن عنصر سقف جداگانه‌ای تعیین نکرده است.
| گرید (استاندارد) | سیلیسیم Si | مس Cu | آهن Fe | منیزیم Mg | روی Zn | منگنز Mn | نیکل Ni |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LM2 (BS 1490) | 9.0 – 11.5 | 0.7 – 2.5 | ≤ 1.0 | ≤ 0.30 | ≤ 2.0 | ≤ 0.5 | ≤ 0.5 |
| LM6 (BS 1490) | 10.0 – 13.0 | ≤ 0.1 | ≤ 0.6 | ≤ 0.10 | ≤ 0.1 | ≤ 0.5 | ≤ 0.1 |
| LM24 (BS 1490) | 7.5 – 9.5 | 3.0 – 4.0 | ≤ 1.3 | ≤ 0.30 | ≤ 3.0 | ≤ 0.5 | ≤ 0.5 |
| ADC12 (JIS H 5302) | 9.6 – 12.0 | 1.5 – 3.5 | ≤ 1.3 | ≤ 0.3 | ≤ 1.0 | ≤ 0.5 | ≤ 0.5 |
| A380 (ASTM B85) | 7.5 – 9.5 | 3.0 – 4.0 | ≤ 2.0 | ≤ 0.10 | ≤ 3.0 | ≤ 0.50 | ≤ 0.50 |
| AlSi9Cu3(Fe) (EN 1706) | 8.0 – 11.0 | 2.0 – 4.0 | ≤ 1.3 | 0.05 – 0.55 | ≤ 1.2 | ≤ 0.55 | ≤ 0.55 |
| A356.0 (ASTM B26 / B108) | 6.5 – 7.5 | ≤ 0.20 | ≤ 0.20 | 0.25 – 0.45 | ≤ 0.10 | ≤ 0.10 | — |
گریدها در یک نگاه
- LM2: آلیاژ پرسیلیسیم با مس متوسط؛ از گریدهای رایج دایکاست که سیالیت خوب و پرشدن یکنواخت قالب را با استحکام مناسب ترکیب می‌کند. مشخصات و برگ آنالیز آن را در صفحه شمش آلومینیوم LM2 ببینید.
- LM6: سیلیسیم بالا و مس و ناخالصی بسیار کم؛ برای قطعاتی انتخاب می‌شود که سیالیت بالا و مقاومت به خوردگی در آنها مهم است.
- LM24 و A380: سیلیسیم کمتر و مس بیشتر؛ دو گرید نزدیک به هم برای ریخته‌گری تحت فشار قطعاتی که استحکام بالاتری می‌خواهند.
- ADC12: گرید استاندارد ژاپنی و از پرمصرف‌ترین آلیاژهای دایکاست؛ از نظر سیلیسیم و مس به LM2 نزدیک است اما سقف روی و آهن آن متفاوت است.
- AlSi9Cu3(Fe): گرید اروپایی که در بازار ایران معمولاً با نام فرانسوی AS9U3 شناخته می‌شود؛ برخلاف بیشتر گریدهای جدول، منیزیم آن یک بازه مشخص دارد. مشخصات و برگ آنالیز آن را در صفحه شمش آلومینیوم AS9U3 ببینید.
- A356: گرید آلومینیوم–سیلیسیم–منیزیم با آهن و مس بسیار کم، برای ریخته‌گری ثقلی، کم‌فشار و ماسه‌ای. قطعه آن معمولاً عملیات حرارتی T6 می‌شود؛ رینگ خودرو شناخته‌شده‌ترین کاربرد آن است. آهن پایین آن یعنی شمش A356 به ماده اولیه تمیزتری نیاز دارد.
عدد بعد از نقطه: قطعه یا شمش؟
در استانداردهای آمریکایی، رقم بعد از نقطه معنا دارد: A356.0 ترکیب قطعه ریختگی و A356.2 ترکیب شمش است. محدوده شمش معمولاً کمی سخت‌گیرانه‌تر است، چون فلز هنگام ذوب دوباره مقداری آهن جذب می‌کند و مقداری منیزیم آن می‌سوزد. هنگام خرید شمش، ترکیب را با محدوده شمش مقایسه کنید.
«معادل» یعنی یکسان نیست
گریدهایی مانند LM24 و A380 یا LM2 و ADC12 را اغلب «معادل» یکدیگر می‌نامند، اما محدودههای آنها دقیقاً یکی نیست. برای نمونه، سقف آهن در LM24 برابر ۱٫۳ و در A380 برابر ۲٫۰ درصد است؛ محمولهای که با A380 مطابقت دارد ممکن است از سقف LM24 بالاتر باشد. در سفارش، نام گرید را همراه با استاندارد آن بنویسید.
جالب است بدانید که در جدول تطبیق گریدهای انجمن دایکاست آمریکای شمالی (NADCA)، ADC12 کنار آلیاژ آمریکایی 383 آمده است، نه A380؛ و A380 کنار ADC10. نام‌هایی که در بازار «معادل» شنیده می‌شوند همیشه با جدول‌های رسمی تطبیق یکی نیستند.
نقش هر عنصر در رفتار آلیاژ را در مقاله تأثیر عناصر آلیاژی بر آلومینیوم توضیح داده‌ایم.
جدول را چگونه با برگه آنالیز مقایسه کنیم؟
- گرید و استاندارد مورد نیاز قطعه را مشخص کنید؛ عبارت «معادل» کافی نیست.
- برگه آنالیز محموله را بگیرید و ردیف به ردیف با جدول استاندارد مقایسه کنید.
- ابتدا عناصر بازه‌دار مانند سیلیسیم و مس را بررسی کنید، سپس سقف ناخالصی‌هایی مانند آهن و روی را.
- به روش اندازهگیری توجه کنید؛ آنالیز شمش آلومینیوم معمولاً با کوانتومتر و بر پایه استاندارد ASTM E1251 انجام می‌شود.
- اگر عددی نزدیک مرز است، درباره روش نمونه‌برداری و تکرار آزمون با تامینکننده صحبت کنید.
برگ آنالیز منتشرشده آلپین که با کوانتومتر OXFORD-PRO و بر پایه ASTM E1251 اندازهگیری شده، نمونه‌ای از همین سند است و در صفحه هر محصول دیده می‌شود.
سوالات متداول
تفاوت جدول استاندارد با برگه آنالیز چیست؟
جدول استاندارد محدوده مجاز هر عنصر است و برای همه محمولههای یک گرید یکسان است. برگه آنالیز نتیجه اندازهگیری یک محموله مشخص است و اعداد آن باید درون همان محدوده قرار بگیرند.
آیا LM2 و ADC12 به جای هم قابل استفادهاند؟
محدودههای آنها همپوشانی زیادی دارد اما یکسان نیست: کمینه سیلیسیم ADC12 بالاتر است، سقف مس آن بیشتر و سقف روی آن کمتر از LM2 است. محمولهای ممکن است با یکی مطابقت داشته باشد و با دیگری نه؛ تصمیم نهایی به مشخصات قطعه بستگی دارد.
ADC12 معادل کدام آلیاژ آمریکایی است؟
در جدول تطبیق NADCA، ADC12 کنار آلیاژ 383 آمده است و A380 کنار ADC10. با این حال محدوده‌ها یکسان نیستند؛ برای سفارش، نام گرید را همراه استاندارد آن بنویسید و آنالیز محموله را با همان استاندارد مقایسه کنید.
AS9U3 همان AlSi9Cu3 است؟
AS9U3 نامگذاری فرانسوی خانواده AlSi9Cu3 است و در بازار ایران رایج است. محدوده دقیق عناصر به استاندارد و نسخهای بستگی دارد که مبنای سفارش است؛ از تامینکننده بپرسید آنالیز محموله با کدام استاندارد مقایسه شده است.
چرا آلومینیوم در جدول عدد ندارد؟
چون آلومینیوم «پایه» آلیاژ است و مقدار آن برابر با باقیمانده پس از کسر همه عناصر دیگر از صد درصد است.
