English
آلیاژهای آلومینیوم به دلیل قابلیت‌ها و ویژگی‌های ویژه خود از جمله سبکی وزن، هدایت حرارتی و الکتریکی مطلوب، قابلیت ریخته‌گری، و مقاومت مناسب در برابر خوردگی، در صنایع مدرن اهمیت زیادی یافته‌اند. از میان گروه‌های متنوع آلیاژی آلومینیوم، سری ۴۰۰۰ (آلومینیوم-سیلیسیم) به دلیل خواص خاص مانند نقطه ذوب پایین، سیالیت بالا، قابلیت ریخته‌گری مطلوب، و جوش‌پذیری مناسب، یکی از گزینه‌های اصلی در فرایندهای ریخته‌گری و تولید قطعات پیچیده صنعتی محسوب می‌شود.
عنصر آلیاژی اصلی در سری ۴۰۰۰ سیلیسیم (Si) است که باعث کاهش نقطه ذوب و افزایش قابلیت ریخته‌گری و سیالیت مذاب می‌گردد. این امر موجب شده تا آلیاژ آلومینیوم سری ۴۰۰۰ به عنوان ماده پرکننده (فیلر) در جوشکاری، آلیاژهای ریخته‌گری و تولید قطعات خودرو، صنایع الکترونیک، و قطعات مهندسی دقیق استفاده فراوان داشته باشند.
در این مقاله تخصصی ضمن ارائه آنالیز دقیق شیمیایی و فیزیکی، معرفی کاربردها و بررسی جامع رفتار خوردگی و فرایند تولید، مقایسه‌ای دقیق با سایر آلیاژهای آلومینیوم و فلزات صنعتی ارائه خواهد شد. و در نهایت به توانمندی‌ها و ظرفیت‌های منحصربه‌فرد شرکت آلومینیوم ایراک در تولید مواد اولیه آلومینیومی پرداخته خواهد شد.
آنالیز شیمیایی و فیزیکی آلیاژهای سری ۴۰۰۰
آنالیز شیمیایی و فیزیکی آلیاژهای سری ۴۰۰۰| عنصر | حداقل (%) | حداکثر (%) |
|---|---|---|
| Al | 85.0 | 96.0 |
| Si | 4.0 | 13.5 |
| Fe | – | 1.0 |
| Cu | – | 0.50 |
| Mn | – | 0.50 |
| Mg | – | 1.3 |
| Zn | – | 0.20 |
| سایر عناصر | – | 0.15 |
جدول خواص فیزیکی و مکانیکی سری ۴۰۰۰
| خاصیت | مقدار |
|---|---|
| چگالی (g/cm³) | 2.65–2.72 |
| نقطه ذوب (°C) | ۵۷۷–۶۳۸ |
| استحکام کششی (MPa) | 150–350 |
| استحکام تسلیم (MPa) | 70–250 |
| مدول الاستیسیته (GPa) | 71 |
| هدایت حرارتی (W/m·K) | 120–180 |
| هدایت الکتریکی (%IACS) | 30–45 |
| ضریب انبساط حرارتی (µm/m°C) | 21.6 |
معرفی آلیاژهای رایج سری ۴۰۰۰
مهم‌ترین آلیاژهای سری ۴۰۰۰ عبارت‌اند از:
- آلیاژ 4032: دارای مقاومت سایشی و حرارتی خوب، مناسب برای تولید پیستون‌ها.
- آلیاژ 4043: پرمصرف‌ترین فیلر جوشکاری در آلیاژهای آلومینیوم، قابلیت ریخته‌گری عالی.
- آلیاژ 4343: کاربرد گسترده در لحیم‌کاری و جوشکاری، مناسب برای اتصالات حرارتی.
کاربردها و صنایع مورد استفاده آلیاژ سری ۴۰۰۰
- صنایع خودروسازی: تولید پیستون موتور، بلوک‌های سیلندر و قطعات تحت سایش.
- صنایع جوشکاری: فیلرهای جوشکاری و لحیم‌کاری برای اتصالات آلومینیومی.
- صنایع الکترونیک: تولید قطعات الکترونیکی که نیازمند هدایت حرارتی مطلوب هستند.
- قطعات مهندسی دقیق: ریخته‌گری قطعات پیچیده با سیالیت بالا و دقت ریخته‌گری مطلوب.
- صنایع ساختمانی و نمای خارجی: اتصالات فلزی و تزئینات معماری.
فرایند تولید آلیاژ آلومینیوم سری ۴۰۰۰
فرایند تولید سری ۴۰۰۰ شامل مراحل ذوب دقیق، کنترل ترکیب شیمیایی، ریخته‌گری ثقلی، تحت فشار و پیوسته است. کنترل دقیق میزان سیلیسیم و سایر عناصر آلیاژی به‌صورت مستقیم بر خواص نهایی مانند سیالیت، خواص مکانیکی و قابلیت ریخته‌گری تأثیر دارد. فناوری‌های نوینی نظیر ریخته‌گری تحت خلأ (Vacuum Casting) و ریخته‌گری دقیق (Precision Casting) به کیفیت برتر این آلیاژها کمک می‌کنند.
رفتار خوردگی آلیاژهای سری ۴۰۰۰
آلیاژهای سری ۴۰۰۰ به دلیل حضور سیلیسیم، مقاومت خوردگی متوسطی دارند. استفاده از پوشش‌هایی نظیر آنودایزینگ، پوشش‌های سرامیکی و نانوپوشش‌ها برای افزایش مقاومت خوردگی در کاربردهای خاص صنعتی ضروری است. آزمون‌های استاندارد (ASTM B117 و ISO 9227) نشان‌دهنده عملکرد مناسب این آلیاژها در محیط‌های کنترل‌شده است.
عملیات حرارتی و کنترل کیفیت آلیاژهای سری ۴۰۰۰
آلیاژ سری ۴۰۰۰ عملیات حرارتی‌پذیری محدودی دارند و عمدتاً به‌صورت عملیات حرارتی آنیلینگ (Annealing) جهت بهبود خواص ریخته‌گری و تنش‌زدایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. استانداردهای کنترل کیفی شامل ASTM B209 و EN 485 جهت تضمین کیفیت و خواص مکانیکی این آلیاژها به کار گرفته می‌شوند.
مقایسه آلیاژ آلومینیوم سری ۴۰۰۰ با سایر سری‌های آلومینیوم
| ویژگی‌ها | سری ۱۰۰۰ | سری ۲۰۰۰ | سری ۳۰۰۰ | سری ۴۰۰۰ | سری ۵۰۰۰ | سری ۶۰۰۰ | سری ۷۰۰۰ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| استحکام مکانیکی | پایین | بسیار بالا | متوسط | متوسط | خوب | خوب تا بالا | بسیار بالا |
| مقاومت خوردگی | بسیار بالا | متوسط | خوب تا عالی | متوسط | عالی | خوب تا عالی | متوسط |
| قابلیت جوشکاری | عالی | محدود | خوب تا عالی | عالی | بسیار خوب | عالی | محدود |
| عملیات حرارتی | ندارد | دارد(T4,T6) | محدود | محدود | ندارد | دارد(T4,T6) | دارد(T6) |
مقایسه آلومینیوم سری ۴۰۰۰ با سایر فلزات صنعتی
| مشخصات / فلزات | سری ۴۰۰۰ | فولاد کم‌کربن | تیتانیوم (Ti-6Al-4V) | مس خالص |
|---|---|---|---|---|
| چگالی (g/cm³) | 2.65–2.72 | 7.85 | 4.43 | 8.96 |
| استحکام (MPa) | 150–350 | 370–500 | 895–1100 | 220–380 |
| مقاومت خوردگی | متوسط | پایین | بالا | متوسط |
| هدایت الکتریکی | متوسط | پایین | کم | عالی |
جمع‌بندی
شرکت آلومینیوم ایراک با استفاده از تجهیزات مدرن و رعایت استانداردهای بین‌المللی، تأمین‌کننده برتر آلیاژهای سری ۴۰۰۰ برای صنایع مختلف است.
به اطلاعات تخصصی بیشتری نیاز دارید؟
با ما تماس بگیرید تا درباره‌ی راهکارهای خلاقانه در صنعت آلومینیوم اطلاعات بیشتری کسب کنید.
