آلیاژهای مهم در آلومینیوم و نقش آن‌ها در بهبود خواص فلز

آلومینیوم یکی از فلزات سبک و پرکاربرد در صنایع گوناگون است. ویژگی‌هایی چون مقاومت به خوردگی، شکل‌پذیری بالا و وزن کم، آن را به ماده‌ای مناسب برای ساخت تجهیزات صنعتی، وسایل نقلیه و سازه‌های ساختمانی تبدیل کرده است. با این حال، مقاومت کششی طبیعی آلومینیوم نسبتاً پایین است و به همین دلیل معمولاً با افزودن عناصر دیگر، آن را آلیاژ می‌کنند.

عناصر آلیاژی پرکاربرد در آلومینیوم

مس (Cu)

افزودن مس باعث افزایش قابل‌توجه مقاومت کششی و سختی آلومینیوم می‌شود. با وجود اینکه معمولاً فقط ۵٪ از ترکیب آلیاژ را شامل می‌شود، اثر آن بر بهبود خواص مکانیکی بسیار چشمگیر است.

منیزیم (Mg)

منیزیم با افزایش استحکام و حفظ وزن پایین، در آلیاژهایی به کار می‌رود که نیاز به نسبت استحکام به وزن بالا دارند. آلومینیوم-منیزیم در صنایع هوافضا و دریایی پرکاربرد است.

سیلیسیم (Si)

وجود سیلیسیم باعث بهبود قابلیت ریخته‌گری و کاهش انقباض در هنگام سرد شدن می‌شود. همچنین مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد.

روی (Zn)

روی در کنار منیزیم به تولید آلیاژهایی با استحکام بسیار بالا کمک می‌کند. این نوع آلیاژها معمولاً در ساخت سازه‌های سنگین به کار می‌روند.

منگنز (Mn)

منگنز مقاومت آلیاژ را در برابر ضربه و خوردگی افزایش می‌دهد و باعث بهبود پایداری ساختاری آن می‌شود.

نیکل (Ni)

نیکل مقاومت حرارتی آلیاژ را تقویت کرده و عملکرد آن را در دماهای بالا بهبود می‌بخشد.

کروم (Cr)

کروم به افزایش سختی و پایداری سطحی آلیاژ کمک می‌کند و در ساخت آلیاژهای مقاوم به خوردگی نقش دارد.

سایر عناصر (Pb، Sn، Fe، Ti، P، Sr، Sb، Na)

این عناصر اگرچه به مقدار کم به آلومینیوم افزوده می‌شوند، ولی نقش‌های خاصی دارند. مثلاً:

سرب و قلع: بهبود ماشین‌کاری

آهن: افزایش سختی

تیتانیوم و فسفر: اصلاح ساختار کریستالی

استرانسیوم و سدیم: کمک به اصلاح ساختار در آلیاژهای ریختگی

آنتیموان: بهبود کیفیت سطح قطعات ریختگی

انواع آلیاژهای آلومینیوم

آلیاژهای آلومینیوم به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

آلیاژهای کارپذیر (Wrought Alloys)

این گروه آلیاژها به دلیل شکل‌پذیری بالا، برای تولید ورق‌ها، پروفیل‌ها و لوله‌ها کاربرد دارند.

آلیاژهای ریختگی (Casting Alloys)

برای تولید قطعاتی با اشکال پیچیده از طریق ریخته‌گری استفاده می‌شوند، مانند بلوک موتور یا اجزای بدنه‌ی خودروها.

آلیاژسازی آلومینیوم با عناصر مختلف، یکی از مهم‌ترین روش‌ها برای ارتقای عملکرد و گسترش کاربردهای آن در صنعت است. انتخاب درست عناصر آلیاژی بر اساس نیاز، می‌تواند آلومینیوم را به ماده‌ای بسیار قدرتمند و قابل اعتماد برای پروژه‌های مهندسی تبدیل کند.