Facebook instagram Google+ telegram (پروفیل مهندسی)ویدئوهای آموزشی پروفیل آلومینیومی twitter vymand پروفیل شیاردار

استحکام این پروفیل شیاردار چقدر است (قسمت اول)؟

استحکام این پروفیل شیاردار چقدر است (قسمت اول)؟​

آلومینیوم با عدد اتمی 13 و جرم اتمی 98/26 می‎باشد و دارای 13 الکترون در سه اوربیتال لایه‎ی ظرفیتش می‎باشد. می‎دانیم که تعداد الکترون‎های لایه‎ی آخر هر عنصر میزان ظرفیت آن را نشان  می‎دهد. به عبارت دیگر آلومینیوم عنصری سه ظرفیتی است.

زمانی که یک فلز از حالت مذاب به جامد تبدیل می‎شود، ساختاری در آن ایجاد می‎شود که به ساختار کریستالی موسوم می‎باشد. در این حالت اتم‎ها تحت الگوی خاصی در کنار یکدیگر قرار می‎گیرند و ساختارهای خاصی به وجود می‎آورند که متالوژیست‎ها با عنوان شبکه‎ی کریستالی از آن یاد می‎کنند. تمامی ویژگی‎هایی که یک عنصر از خود بروز می‎دهد را می‎بایست در ویژگی‎های اتم و همچنین ساختار مولکولی آن جستجو کرد. ساختار کریستالی مکعبی آلومینیوم که در آن اتم‎ها در گوشه‎ها و مراکز سطوح مکعب قرار می‎گیرند باعث شده‎است که اتمها به راحتی بتوانند روی هم بلغزند و ویژگی‎هایی مانند فرم‎پذیری و شکل‎پذیری بالا را دارا باشد

ویژگی‎ها منحصر به فرد آلومینیوم موجب شده‎است که این فلز پس از فولاد پر مصرف‎ترین فلز دنیا محسوب گردد. امروزه بسیاری از تولیدکنندگان دستگاه‎‎های صنعتی برای ساخت استراکچر آنها از پروفیلهای آلومینیومی استفاده میکنند. به خصوص که پروفیل های شیاردار با مقطع خاصشان می توانند سازه هایی با استحکام بالا ایجاد کنند. هنگامی که این مشتریان به بخش فروش مراجعه میکنند یک سوال مشترک مطرح میکنند: پروفیلهای آلومینیومی چقدر وزن را تحمل میکند؟

برای پاسخ به این سوال لازم است که با یک سری از اصول علم مکانیک و ویژگیهای آلومینیوم آشنا شویم تا بتوانیم ابعاد مختلف این سوال را مورد ارزیابی قرار دهیم. این رشته از مقالات قصد دارد پاسخی برای این سوال پیدا کند.

آلیاژهای آلومینیوم

به طور کلی آلیاژ به معنی افزودن یک یا چند عنصر یا ترکیبی از آن‎ها به فلز پایه برای دستیابی به یکسری خواص خاص می‎باشد. تغییر خواص فلز به دست آمده بسته به عنصر پایه و نیز عناصر آلیاژی اضافه‎شده می‎تواند وابسته به یک عنصر یا ترکیبی از عناصر اضافه‎شده باشد. استحکام و سختی فلز خالص همیشه کمتر از آلیاژهای آن فلز است و از این رو در بیشتر موارد از آلیاژ به جای عنصر خالص استفاده می‎شود. معمولا هر چه فلز خالص‎تر باشد استحکام آن کمتر ولی در عین حال پایداری شیمیایی و نرمی آن بیشتر است. اگرچه آلیاژهای آلومینیوم دارای استحکام بیشتری نسبت به آلومینیوم خالص هستند اما این استحکام برای کاربردهایی که تحت تنش‎های بالا هستند کافی نیستو لذا این آلیاژها نیز نیاز به افزایش استحکام بیشتری دارند و به همین دلیل از طرق مختلف استحکام آن‎را افزایش می‎دهند که کار سختی (نورد، کشش، پرس و ...) و همچنین هملیات حرارتی – پیر سختی از آن دسته می‎باشد.

عناصر آلیاژی آلومینیوم

هر یک از عناصر آلیاژی به تنهایی یا در حضور سایر عناصر خواص ویژه‎ای را به آلومینیوم می‎دهد. تاثیر هر یک از عناصر در حالتی که به تنهایی به فلز پایهی آلومینیوم افزوده گردد به صورت زیر قابل بیان است:

مس(Cu)

بیشترین میزان مس مورد استفاده در آلیاژهای آلومینیوم 4% تا 10% می‎باشد.

مزیت: بهبود عملیات حرارت پذیری آلیاژ

عیب: کاهش مقاومت در مقابل ترک گرم، خوردگی شیمیایی و حساسیت به خوردگی ناشی از تنش و قابلیت ریخته‎گری

سیسلیم (Si)

خانواده‎ی آلیاژهای آلومینیوم – سیلیسیوم کاربرد بسیار زیادی در صنعت دارند.

مزیت: بهبود قابلیت ریخته‎گری و سیالیت و مقاومت به ترک گرم و خاصیت مذاب رسانی آلومینیوم.

منیزیم(Mg)

مزیت: اساس بهبود استحکام و سختی در آلیاژهای آلومینیوم – سیلیسیوم عملیات حرارت‎پذیر می‎باشد.

آلیاژهای دوتایی آلومینیوم – منیزیم به طور گسترده در کاربردهایی که نیاز به سطح تمام‎شده‎ی روشن و مقاومت به خوردگی و همچنین ترکیبی از استحکام و شکل‎پذیری دارند مورد استفاده قرار می‎گیرند.

روی (Zn)

روی به تنهایی اثر چندان مفیدی بر آلومینیوم ندارد.

مزیت: به همراه مس و یا منیزیم در ترکیب شیمیایی آلیاژهایی که از طریق دایکست و ریخته‎گری ثقلی تهیه می‎شوند یافت می‎شود.

قلع  (Sn)

این عنصر دارای خاصیت ضد اصطکاکی است و بیشتر برای کاربردهای یاتاقانی استفاده میشود.

مزیت: بهبود خاصیت ماشینکاری

عیب: ممکن است در بعضی از آلیاژها رسوب سختی را افزایش دهد.

سرب (Pb)

مزیت: در آلیاژهای ریختگی با مقدار بیش از 0.1% میتواند باعث بهبود خاصیت ماشینکاری گردد.

آهن(Fe)

مزیت: بهبود مقاومت به ترک گرم و کاهش امکان جوش خوردن قطعه به قالب در ریختگی تزریقی. آهن با دیگر عناصر موجود در آلیاژ واکنس نشان داده و باعث ایجاد ترکیبات بین فلزی و یا فازهای غیر محلول در مذاب آلومینیوم میشود که این فازها استحکام در دماهای کاربردی بالا را بهبود میبخشند.

عیب: وجود آهن بیش از میزان استاندارد میتواند باعث کاهش فرمپذیری فلز گردد و همچنین به علت ایجاد فازهای غیر محلول میتواند موجب کاهش سیالیت ومذابرسانی گردد.

منگنز (Mn)

وجود عنصر منگنز بیشتر در آلیاژهای آلومینیوم به علت کاهش عصر تخریبی آهن به صورت فازهای شکننده و ترد میباشد و مقدار آن حدود نصف مقدار آهن میباشد.

کروم (Cr)

مزیت: در برخی آلیاژها مقاومت در برابر خوردگی را افزایش میدهد و در مقادیر بالاتر حساسیت به سریع سرد شدن را افزایش میدهد.

نیکل(Ni)

مزیت: این عنصر همراه با مس مقاومت در درجهی حرارت بالا را افزایش میدهد و همچنین ضریب انبساط حرارتی را کاهش میدهد.

فسفر(P)

مزیت: عصر سیلیسیوم به عنوان عاملی برای جوانه زنی فاز سیلیسیوم میباشد.

عیب: فسفر اثر اصلاحسازی سدیم و استرانسیم را از بین میبرد.

تیتانیم(Ti)

این عنصر برای ریز کردن ساختار در آلیاژهای ریختگی آلومینیوم استفاده میشود و معمولا همراه کمی بُر استفاده میشود.

استرانسیم(Sr)

مزیت: با مقدار کم در حد 0.02% تا 0.04% درصد برای اصلاح و بهسازی مورد استفاده قرار میگیرد.

عیب: مقدار بیش از حد استاندارد این عنصر میتواند باعث ایجاد تخلخل بخصوص در قطعات ضخبم که سرعت انجماد آن آهسته است میشود.

آنتیموان(Sb) و سدیم (Na)

مقادیر استفادهشده از این دو عنصر بسیار کم و در حدود 0.05% میباشد

مزیت: جهت اصلاح و بهسازی سیلیسیم در آلیاژهای آلومینیوم – سیلیسیوم میباشد.

طبقهبندی آلیاژهای آلومینیوم

محصولات ساختهشده از آلیاژهای آلومینیوم بر اساس روش ساخت به دودسته تقسیم میشوند:

1- آلیاژهای کارپذیر: این آلیاژها با استفاده از فرآیندهای شکلدهی (در حالتهای گرم وسرد) تولید میشوند.

2- آلیاژهای ریختگی: در این مدل از آلیاژهای آن را ذوب و سپس ریختهگری میکنند.

آلیاژهای کارپذیر و ریختگی از نقطهنظر شیمایی و ساختار میکروسکوپی با هم تفاوتهای آشکاری دارند. در طبقهبندی کلی آلیاژهای آلومینیوم را مشاهده میکنید.

بر اساس استاندارد ملی آمریکا (AA) شیوهی نامگذاری آلیاژهای آلومینیوم، یک عدد چهاررقمی است که عدد اول از چپ، عنصر اصلی آلیاژی را تعیین میکند و اعداد بعدی خلوص آن را تعیین میکنند. 
 

گروه آلیاژی

عنصر اصلی آلیاژی

عملیات حرارتی پذیر

1xxx

99% یا بیشتر آلومینیوم

×

2xxx

مس

×

3xxx

منگنز

4xxx

سیلسیم

5xxx

منیزیم

×

6xxx

منیزیم+سیلیسیم

7xxx

روی

8xxx

سایر عناصر

-

 

 

telegram
پشتیبانی تلگرام از8 صبح تا12 شب

Admin:@ Salevymand

telegram

به کانال تلگرام ما بپیوندید

ID:@ vymandshop

پشتیبانی