آلیاژهای متداول آلومینیوم به دو خانواده بزرگ تقسیم می‌شوند: آلیاژهای کارپذیر که به شکل ورق، پروفیل و مفتول نورد یا اکسترود می‌شوند، مانند 6063 و 5083، و آلیاژهای ریختگی که مذاب آن‌ها در قالب شکل می‌گیرد، مانند A356، ADC12 و LM2. هیچ آلیاژی «بهترین» نیست؛ هر کدام برای یک فرآیند و یک نیاز طراحی شده است. این راهنما نام‌گذاری، ویژگی و کاربرد رایج‌ترین آلیاژهای هر دو خانواده را در چند جدول ساده کنار هم می‌گذارد.
ریختگی یا کارپذیر؛ تفاوت در چیست؟
| ویژگی | آلیاژ کارپذیر | آلیاژ ریختگی |
|---|---|---|
| شکل‌دهی | نورد، اکستروژن، آهنگری | ریختن مذاب در قالب |
| عنصر آلیاژی غالب | بسته به سری؛ منیزیم، سیلیسیم، مس، روی یا منگنز | بیشتر سیلیسیم، برای سیالیت مذاب |
| محصول نمونه | پروفیل در و پنجره، ورق، فویل، قوطی | پوسته گیربکس، رینگ خودرو، بدنه پمپ |
| نام در بازار ایران | معمولاً «آلومینیوم نرم» | معمولاً «آلومینیوم خشک» |
شمش‌هایی که به واحدهای ریختهگری عرضه میشود در خانواده ریختگی قرار دارد و ترکیب آن برای رفتار مناسب در حالت مذاب تنظیم شده است. معنای اصطلاحات بازار را در مقاله شمش آلومینیوم چیست؟ توضیح داده‌ایم.
سری‌های آلیاژهای کارپذیر (۱۰۰۰ تا ۸۰۰۰)
آلیاژهای کارپذیر با یک عدد چهاررقمی نام‌گذاری می‌شوند. رقم اول، عنصر آلیاژی اصلی را نشان میدهد:
| سری | عنصر اصلی | عملیات حرارتی‌پذیر | آلیاژ نمونه | کاربرد رایج |
|---|---|---|---|---|
| ۱۰۰۰ | آلومینیوم حداقل ۹۹ درصد | خیر | 1050، 1100 | فویل، هادی برق، مخازن شیمیایی |
| ۲۰۰۰ | مس | بله | 2024 | هوافضا و قطعات پراستحکام |
| ۳۰۰۰ | منگنز | خیر | 3003، 3004 | ظروف، ورق، بدنه قوطی نوشابه |
| ۴۰۰۰ | سیلیسیم | معمولاً خیر | 4043 | سیم جوش و لحیم‌کاری |
| ۵۰۰۰ | منیزیم | خیر | 5052، 5083 | صنایع دریایی، مخازن، درب قوطی |
| ۶۰۰۰ | منیزیم و سیلیسیم | بله | 6061، 6063 | پروفیل ساختمانی، سازه، قاب |
| ۷۰۰۰ | روی | بله | 7075 | هوافضا و تجهیزات ورزشی |
| ۸۰۰۰ | سایر عناصر مانند آهن و لیتیم | متفاوت | 8011 | فویل بسته‌بندی |
سری‌های «عملیات حرارتی‌پذیر» با انحلال و پیرسازی سخت می‌شوند؛ بقیه استحکام خود را بیشتر از کار سرد، مانند نورد، می‌گیرند.
آلیاژهای ریختگی چگونه نام‌گذاری می‌شوند؟
در سیستم انجمن آلومینیوم آمریکا، آلیاژهای ریختگی سه رقم، یک نقطه و یک رقم دیگر دارند؛ مانند 356.0 یا 380.0. رقم اول خانواده را نشان میدهد:
- 1xx.x: آلومینیوم حداقل ۹۹ درصد
- 2xx.x: آلومینیوم–مس
- 3xx.x: آلومینیوم–سیلیسیم همراه با مس و/یا منیزیم؛ پرمصرف‌ترین خانواده
- 4xx.x: آلومینیوم–سیلیسیم
- 5xx.x: آلومینیوم–منیزیم
- 7xx.x: آلومینیوم–روی
- 8xx.x: آلومینیوم–قلع
رقم بعد از نقطه هم معنا دارد: 0 یعنی ترکیب قطعه ریختگی و 1 یا 2 یعنی ترکیب شمش. برای همین ممکن است روی برگه آنالیز شمش A356.2 ببینید و در نقشه قطعه A356.0.
استانداردهای دیگر نام‌های خود را دارند: LM2 و LM6 در استاندارد بریتانیایی BS 1490، ADC12 در استاندارد ژاپنی JIS و AlSi9Cu3 در استاندارد اروپایی EN 1706 که در بازار ایران با نام فرانسوی AS9U3 شناخته میشود.
آلیاژهای ریختگی متداول و کاربرد آن‌ها
| آلیاژ | خانواده | روش ریختهگری رایج | ویژگی شاخص | کاربرد نمونه |
|---|---|---|---|---|
| A356 (AlSi7Mg) | آلومینیوم–سیلیسیم–منیزیم | ثقلی، کم‌فشار، ماسه‌ای | عملیات حرارتی T6، چقرمگی خوب | رینگ خودرو، قطعات سازهای |
| A380 | آلومینیوم–سیلیسیم–مس | دایکاست | پرمصرف‌ترین آلیاژ دایکاست در آمریکای شمالی | پوسته‌ها، براکت‌ها، قطعات عمومی |
| ADC12، LM2، AlSi9Cu3 | آلومینیوم–سیلیسیم–مس | دایکاست | سیالیت بالا و ماشینکاری خوب | پوسته گیربکس، قطعات موتور، لوازم خانگی |
| LM6، A413 | آلومینیوم–سیلیسیم | دایکاست، ماسه‌ای، ثقلی | سیالیت و مقاومت به خوردگی عالی، آب‌بندی خوب | قطعات جدارنازک، پوسته پمپ، قطعات دریایی |
| LM13 | آلومینیوم–سیلیسیم–مس–نیکل | ثقلی | استحکام در دمای بالا | پیستون موتور |
| A390 | آلومینیوم با حدود ۱۷ درصد سیلیسیم | دایکاست، ثقلی | مقاومت سایشی بالا | بلوک موتور و پیستون |
محدوده دقیق عناصر این گریدها را در جدول آنالیز آلیاژهای آلومینیوم و نقش هر عنصر را در مقاله تأثیر عناصر آلیاژی بر آلومینیوم ببینید.
T6، H14 و O در نام آلیاژ یعنی چه؟
حرف و عددی که بعد از نام آلیاژ می‌آید، حالت آن است؛ یعنی فلز پس از تولید چه عملیاتی دیده است:
| حالت | معنا |
|---|---|
| F | همان‌طور که تولید شده؛ بدون عملیات تکمیلی |
| O | آنیل‌شده؛ نرم‌ترین حالت |
| H | کارسخت‌شده با کار سرد؛ ویژه آلیاژهای کارپذیر، مانند H14 |
| T5 | پیرسازی مصنوعی پس از سرد شدن از دمای شکل‌دهی |
| T6 | عملیات انحلالی و سپس پیرسازی مصنوعی؛ رایج برای A356 و 6061 |
قطعات دایکاست معمولاً در حالت F مصرف می‌شوند؛ دلیل آن را در مقاله دایکاست آلومینیوم چیست؟ توضیح داده‌ایم.
چگونه آلیاژ مناسب را انتخاب کنیم؟
انتخاب از قطعه شروع میشود، نه از نام آلیاژ. پیش از انتخاب به این پرسش‌ها پاسخ دهید:
- روش تولید چیست؟ دایکاست، ریختهگری ثقلی و ماسه‌ای آلیاژهای متفاوتی می‌خواهند. مقایسه آن‌ها در مقاله روش‌های ریختهگری آلومینیوم آمده است.
- قطعه عملیات حرارتی میشود؟ اگر بله، خانواده آلومینیوم–سیلیسیم–منیزیم مانند A356 گزینه رایج است.
- شرایط کار چیست؟ رطوبت و محیط خورنده آلیاژ کم‌مس مانند LM6 را ترجیح میدهد؛ استحکام بالاتر آلیاژ مس‌دار را.
- قطعه باید آب‌بند باشد یا جوشکاری شود؟ این نیاز، هم آلیاژ و هم روش ریختهگری را محدود میکند.
- مشتری نهایی کدام استاندارد را خواسته است؟ نام گرید را همراه استاندارد آن در سفارش بنویسید.
سوالات متداول
پرکاربردترین آلیاژ آلومینیوم کدام است؟
به خانواده بستگی دارد. در آلیاژهای کارپذیر، سری ۶۰۰۰ مانند 6061 و 6063 بسیار رایج است. در دایکاست، A380 و گریدهای نزدیک به آن مانند ADC12، LM2 و AlSi9Cu3 پرمصرف‌ترین‌ها هستند و در ریختهگری ثقلی و کم‌فشار، A356.
تفاوت آلومینیوم 6061 و 6063 چیست؟
هر دو از سری ۶۰۰۰ و عملیات حرارتیپذیرند. 6063 راحتتر اکسترود میشود و سطح صافتری میدهد؛ به همین دلیل پروفیل ساختمانی و در و پنجره بیشتر از آن ساخته میشود. 6061 استحکام بیشتری دارد و برای قطعات سازهای و ماشینکاری انتخاب میشود.
آیا می‌توان ضایعات پروفیل را برای ریختهگری قطعه ذوب کرد؟
پروفیل سیلیسیم کمی دارد و مذاب آن سیالیت آلیاژهای ریختگی را ندارد. برای رسیدن به یک گرید ریختگی باید ترکیب آن اصلاح شود. مراحل این کار را در مقاله تولید شمش آلومینیوم از ضایعات ببینید.
T6 در نام آلیاژ یعنی چه؟
یعنی قطعه ابتدا در دمای بالا عملیات انحلالی شده، سریع سرد شده و سپس در دمای متوسط پیرسازی شده است تا به بیشترین استحکام برسد. A356-T6 نمونه رایج آن در رینگ خودرو است.
برای استعلام شمش چه اطلاعاتی لازم است؟
نوع قطعه، گرید یا استاندارد مورد نیاز، روش ریختهگری و مقدار سفارش. این اطلاعات کمک میکند آلیاژی پیشنهاد شود که با فرآیند شما سازگار است.
