سبائك الألومنيوم

سبائك الأومنيوم هي مواد تتكون من الألومنيوم وبعض المواد الأخرى للحصول على خصائص جديدة تجمع بين مميزات المواد الداخلة في تكوين السبيكة.

ولما كان للألومنيوم خصائص مهمة جعلته معدنا ثمينا مثل خفة الوزن والمتانة وقابلية إعادة التصنيع ومقاومة الصدأ وسهولة التعامل وقابليته للتشكيل والتوصيل الكهربائي، فإنه نتيجة لهذه الخصائص المتنوعة فقد تعددت مجالات استخدام الألومنيوم وصار استخدامه ضروريا في حياتنا. فقد استخدم في صناعة الطيران وفي القطارات والسيارات السريعة كما يستخدم في الصناعات الحرارية والكهربية. هذا بالإضافة إلى استعمالنا إياه في عملية حفظ الطعام والدواء وتصنيع القطع الإلكترونية الخاصة بأجهزة الحاسب الآلي. والألومنيوم يشبه الحديد والنحاس والزنك والرصاص والتاتنيوم من الناحية المادية والكيميائية والميكانيكية، ودرجة انصهاره 660.37 درجة مئوية، بينما درجة غليانه 2467.0 درجة مئوية، وكثافته 2.702 جم/سم3.

التطبيقات من خلال التصنيف بالسبيكة

السلسلة 1xxx

الومنيوم نقي:

الخصائص الأساسية لهذه السلسلة هي :

•قابلة للتصليد الانفعالي .

•قابلية للتشكيل استثنائية، مقاومة للصدأ، وموصلة للكهرباء .

•المدى القياسي لأقصى إجهاد يتراوح من (70 إلى 185 MPa)أو (10 إلى 27 Ksi).

•يتم وصلها بسهولة من خلال اللحام.

السلسلة 1xxx تمثل تجاريا الومنيوم CP نقى يتراوح من خط الأساس 1100 (99% كحد ادني الومنيوم )ويصل تقريبا إلي درجة نقاء اعلي 1050/1350 (99.5%كحد أدنى الومنيوم )و 1175 (99.75% كحد أدنى الومنيوم). بالرغم من أن السلسلة 1xxx قابلة للتصليد الانفعالي إلا أنها لا تستخدم حيث تكون القوة أول ما نأخذه في الاعتبار. الاستخدامات الأولية لسبائك السلسلة 1xxx سوف تكون في التطبيقات التي تتطلب مقاومة للتآكل عالية جدا و أيضا قابلية للتشكل كبيرة (مثل الصفائح المعدنية و العلب المستخدمة في التغليف، الأدوات الكيميائية، خزان وقود السيارة و أبدان الشاحنات، الشباك المجوفة، وأيضا في ألواح معدن التشغيل الدقيقة). التطبيقات الكهربية واحدة من أهم استخداما سبائك السلسلة 1xxx ,ومبدئيا السبيكة 1350 حيث يوجد ضوابط محكمة نسبيا علي الشوائب و هذا يؤدى إلى توصيلية كهربية اقل . وكنتيجة لذلك فان التوصيلية الكهربية ل 62% من النحاس المتصلب العالمي (IACS) قد ضمن لهذه المادة، والتي تتحد مع الألومنيوم الطبيعي خفيف الوزن وهذا يؤدي إلي وزن مرغوب فيه .هذا يتيح ميزة إضافية للنحاس في التطبيقات الكهربية. ومن التطبيقات علي هذه السلسلة هي :اله لتوليد الكهرباء من الألومنيوم، علب من الألومنيوم النقي المستخدم في عمليات التعبئة والتغليف، علب مزينة للطعام والشراب، تليسكوب Bright Polished والمصنع أيضا من الألومنيوم عالي النقاء.

السلسلة 2xxx

سبائك الألومنيوم والنحاس

الخصائص الأساسية لهذه السلسلة هي :

•قابلة للمعالجة الحرارية .

•قوة عالية في درجة حرارة الغرفة وأيضا في درجات الحرارة العالية .

•المدى القياسي لأقصى إجهاد يتراوح من ( 190 إلي 430 MPa) أو(27 إلي 62 Ksi ).

•عادة ما يتم وصلها بالطرق الميكانيكية ولكن يوجد بعض السبائك القابلة للحام في هذه السلسلة .

السلسة 2xxx هي من السبائك القابلة للمعالجة الحرارية، و السبائك المفردة تحتوى علي مجموعة من الخصائص الجيدة مثل القوة العالية (خاصة في درجات الحرارة العالية) ,و الصلادة . وفي الحالات الخاصة تصبح قابلة للحام. هي ليست مقاومة للتآكل الجوى بخلاف العديد من السلاسل الاخري ولذلك فهي عادة تستخدم كطلاء وذلك لزيادة الحماية. الاستخدامات الولية للسلسلة: السبائك الأقوى في السلسلة 2xxx تستخدم وبشكل كبير في صناعة الطائرات (2024),أبدان الشاحنات (2014) حيث تستخدم عموما في الجزاء المتصلة بالمسامير أو البراشيم السبائك الخاصة في السلسلة (مثل 2219 ,2048)يتم وصلها بسهولة عن طريق اللحام بالقوس الغازي (G MAW) وأيضا باللحام بالتنجستين (GT-AW) وتستخدم هذه السبائك في التطبيقات الفضائية حيث أن طريقة الربط باستخدام اللحام هي الطريقة المفضل استخدامها في الفضاء. السبيكة 2195 وهي سبيكة الليثيوم و الألومنيوم الجديدة والتي تقدم معامل مرونة عالي جدا، قوة اعلي، وأيضا قابلية للحام اعلي مقارنة بالسبيكة (2219) المستخدمة في التطبيقات الفضائية. وللتطبيقات التي تتطلب قوة عالية جدا بالإضافة إلي مقاومة للكسر عالية أيضا، يوجد العديد من السبائك القوية في هذه السلسلة مثل (2419,2344,2124) والتي لديها سيطرة كبيرة علي الشوائب و\للك يقلل من مقاومة الكسر الغير مستقر، ولذلك تستخدم بشكل خاص في صناعة الطائرات . السبائك (2011-2017-2117) تستخدم بشكل كبير في عمليات التثبيت كمثبتات أو في آلات التثبيت بالبراغي العديد من التطبيقات السلسلة 2xxx تتضمن: صناعة الطائرات الجزاء الخارجية والداخلية، الكمرات المستخدمة في أدوات الرفع، خزانات الشاحنات، وأيضا مقطورات الشاحنات، خزانات الوقود و الصواريخ المعززة للمكوك الفضائي، الأجزاء الداخلية لعربات القطار

السلسلة 3xxx

سبيكة الألومنيوم و المنجنيز

.الخصائص الأساسية للسلسلة هي : • قابلية للتشكل كبيرة . • مقاومة للتآكل عالية • قوة متوسطة • المدى القياسي لأقصى إجهاد يتراوح من( 110 إلي 285 MPa ) أو(16 إلي 41 Ksi ) • يتم الوصل بسهولة وذلك بكل المعايير التجارية السلسلة 3xxx تعد سبائكها من السبائك القابلة للتصليد الانفعالي و لديه مقاومة ممتازة للتآكل و أيضا سهلة اللحام عن طريق اللحام العادي أو اللحام باستخدام النحاس أو القصدير الاستخدامات الأولية لهذه السلسلة هي : السبيكة 3003 تستخدم بشكل كبير في صناعة اوانى الطهي والأدوات الكيميائية، وذلك بسبب تفوقها في التعامل مع العديد من المأكولات والحفاظ عليها وأيضا مع المواد الكيميائية، تستخدم أيضا في أجهزة البناء، وذلك بسبب مقاومتها للتآكل العالية جدا . السبيكة 3105 هي أساس عمليات التسقيف وأيضا الجوانب و ذلك بسبب السهولة والمرونة في الربط فيما بينها، السبيكة 3003 وأيضا عدة سبائك أخرى من نفس السلسلة تستخدم بشكل كبير في صناعة الألواح والإشكال الأنبوبية والتي تستخدم كموصلات للحرارة في المركبات وأيضا في محطات الطاقة . السبيكة 3004 وأيضا سبيكتها المعدلة 3104 هما الأساس في صناعة الأجزاء المسحوبة وأجزاء العلب المعدنية وذلك لعلب الجعة والمشروبات الغازية، وكنتيجة لذلك فإنهما يعدان من أكثر السبائك المفردة المستخدمة في هذه السلسلة بل وفي كل سبائك الألومنيوم عموما، حيث تستخدم في حدود 10 بليون كيلوجرام(305 مليون باوند) سنويا. التطبيقات النموذجية لسبائك هذه السلسلة تتضمن :المبرد للمبادلات الحرارية الموجودة في السيارة، وأيضا في شبكة أنابيب المبادلات الحرارية في محطات الطاقة، بالإضافة إلي أجسام علب الطعام والشراب تكون أيضا من السبيكة 3004 أو 3104 مما يجعل هذا الخليط الأكثر استخداما في الصناعة .

السلسلة 4xxx

سبائك الألومنيوم والسليكون:

الخصائص الأساسية لهذه السلسلة هي :

• قابلة للمعالجة الحرارية .

• لديها خصائص سريان جيدة .

• قوة متوسطة .

• المدى القياسي لأقصي إجهاد لها يتراوح من 175 إلي 380 MPa (25 إلي 55 Ksi ) .

• سهلة الربط باللحام بالنحاس أو القصدير .

الاستخدامات الأولية لهذه السلسلة :يوجد هناك استخدامان أساسيان للسلسلة والاثنان بسبب خصائص السريان الممتازة لهذه السلسلة والمرتبطة نسبيا بمحتوى السبائك العالي للسيلكون، أولهما في المطروقات حيث تعد السبيكة 4032 العمود الفقري لهذا التطبيق حيث إنها متوسطة القوة و قابلة للمعالجة الحرارية، ولذلك تستخدم في صناعة المكابس المطروقة المستخدمة في صناعة الطائرات . التطبيق الثاني لهذه السلسلة يكون في سبيكة الحشو باللحام وهنا تعد السبيكة 4043 العمود الفقري لهذا التطبيق، وتستخدم في لحام سبائك السلسلة 6xxx المستخدمة في تطبيقات الإنشاء والسيارات وذلك باللحام بالقوس الغازي أو لحام التنجستين GM AW,GT AW . وكما ذكر، ونفس الخصائص فان السريان الجيد يكون نتيجة النسبة العالية للسيلكون في السبيكة ويؤدى إلي نفس أنواع التطبيقات .في حالة المطروقات فان السريان الجيد يضمن الملء الدقيق و الكامل للقوالب المعقدة . وفي حالة اللحام فان هذه الخاصية تضمن الملء الكامل للفتحات في الأجزاء المراد لحامها. ولنفس السبب يوجد بعض السبائك المختلفة في السلسلة والتي تستخدم في تغطية الألواح الملحومة بالنحاس وذلل يؤدى إلى إكمال الربط.

السلسلة 5xxx

سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم:

الخصائص الاساسية لهذه السلسلة:

• قابلة للتصلد بالأجهاد .

• مقاومة عالية ضد التآكل، صلابة عالية، قابلية عالية للحام، متوسطة القوة .

• تستخدم في تطبيقات عديدة مثل البناء والإنشاءات، السيارات ,والمبردات .

• اكثرها استخداماً 5052 و 5083 و 5754 .

• المدى القياسي لأقصي إجهاد لها يتراوح من( 125 إلى 350 MPa )أو (18 إلى 51 Ksi ) .

سبائك الالومنيوم والمغنيسيوم من السلسلة 5xxx قابلة للتصلد بالأجهاد، ولديها قوة معتدلة الارتفاع، ومقاومة عالية ضد التآكل حتى في المياه المالحة، بالإضافة إلى صلابتها العالية جدا حتى في درجات الحرارة الفريبة من الصفر المطلق( -273 °C) ويتم لحامها بواسطة مجموعة متنوعة من التقنيات ويمكن ان يصل سمك اللحام إلى 20 سم (8 بوصة).

الاستخدام الأساسي لها:

ونتيجة لتلك الخصائص في سبائك 5xxx فهي تجد تطبيقات متوسعه في البناء والإنشاء، هياكل الكباري ومستودعات التخذين أيضا اوعية الضغط وصهاريج التبريد، وانظمة لدرجات الحرارة المنخفضة التي تصل احيانا إلى -270 °C أو تقترب من الصفر المطلق، وأيضا التطبيقات البحرية .سبائك 5052، 5086، و 5083 هي الأكثر استخداما من زجهة نظر انشائية .ان زيادة محتوى المغنيسيوم في السبيكة يتبعه زيادة في قوة السبيكة . خاصة السبائك التي في مجموعة 5182 ،وتستخدم السبائك 5754 لالواح جسم السيارة والإطار، اما السبائك 5252، 5457،و 5657 فهي تستخدم في التطبيقات ذات المظهر اللامع ومن ضمنها زخرفة السيارات .ويجب الحرص على تجنب استخدام سبائك 5xxx مع محتوى المغنيسيوم أكثر من 3٪ في التطبيقات حيث التعرض المستمر لدرجات حرارة تتجاوز C°100 ،قد تصبح هذه السبائك حساسة وعرضة للSCC. لهذا السبب، ينصح سبائك مثل 5454 و 5754 هي الموصى بها للتطبيقات التي قد تكون عرضه لدرجات الحرارة المرتفعه .

السلسلة 6xxx

سبائك الالومنيوم والمغنيسيوم مع السيليكون:

الخصائص الاساسية لهذه السلسلة:

• قابلة للمعالجة حرارياً .

• مقاومة عالية ضد التآكل، قابلية عالية للسحب، تتمتع بقوة معتدلة .

• المدى القياسي لأقصي إجهاد لها يتراوح من( 125 إلى 400 MPa )أو (18 إلى 58 Ksi ) .

• يمكن لحامها بسهولة بواسطة طريقتي GMAW و GTAW .

الاستخدام الأساسي. سبيكة 6063 وربما كان الأكثر استخداما على نطاق واسع لما له منالقابلية للسحب، وليس فقط الخيار الأول لكثير من الهندسة المعمارية وأعضاء الهيكلية، ولكن كان من خيار للسيارات أودي أعضاء الفضاء الإطار. ومن الأمثلة الجيدة على استخدامه الهيكلي جميع الألومنيوم هيكل الجسر في Foresmo، السبيكة 6061 أعلى قوة وسحب لوحة تجد استخدام واسع في ملحومة هيكلية أعضاء مثل إطارات الشاحنات والسفن، وعربات السكك الحديدية، و خطوط الأنابيب .من بين السبائك المتخصصة في سلسلة: 6066-T6، مع قوة عالية للمطروقات،6070 الأعلى قوة متاحة في سحب 6xxx ،و 6101 و 6201 للحافلات الكهربائية عالية القوة والأسلاك الموصلات الكهربائية، على التوالي .وبالإضافة إلى ذلك، تستخدم على نطاق واسع أعمدة الإنارة الألومنيوم في جميع أنحاءالعالم لمقاومتها للتآكل وانهيار نظم الحماية وتوفير السلامة لسائقي السيارات والركاب، أهم التطبيقات التي تمثل سلسلة سبيكة 6xxx في هياكل السيارات .

السلسلة 7xxx

سبائك الالومنيوم والخارصين :

الخصائص الاساسية لهذه السلسلة:

• قابلة للمعالجة حرارياً .

• قوة عالية جدا، خاصة الإصدارات عالية المتانة .

• المدى القياسي لأقصي إجهاد لها يتراوح من( 210 إلى 610 MPa )أو (32 إلى 88 Ksi ) .

• يمكن لحامها ميكانيكياً .

الاستخدام الأساسي. على أوسع نطاق تطبيق سبائك 7xxx تاريخيا في صناعة الطائرات، حيث كسر المفاهيم الحرجة تصميم وفرت قوة دافعة لتطوير السبائك عالية المتانة. يوجد سبائك عدة في هذه السلسلة التي يتم إنتاجها وخاصة بالنسبة للالمتانة العالية، ولا سيما 7150، 7175، و 7475، لهذه السبائك، مستويات الشوائب تسيطر عليها، وخاصة من الحديد والسيليكون، وتحقيق أقصى قدر من مزيج من القوة والمتانة الكسر. المقاومة للتآكل الغلاف الجوي للسبائك 7xxx ليست مرتفعة كما أن من سبائك 5xxx و6xxx، وهكذا، في مثل هذه الخدمة، فإنها عادة ما تكون مغلفة أو، على ورقة وصفيحة، وتستخدم في إصدار alclad. أيضا، وقد وضعت الغضب خاصة لتحسين مقاومتها للتقشير ومجلس التنسيق الأعلى، وأنواع T76 T73 و، على التوالي. وينصح هؤلاء خصوصا في حالات الغضب حيث قد يكون هناك ارتفاع قصير المستعرضة (من خلال السمك) يؤكد الحالي خلال التعرض لبيئات شديدة في الغلاف الجوي أو أكثر. تطبيقات سبائك 7xxx تشمل الحرجة هياكل الجناحين من سحب الألومنيوم تشديد متكامل طويل طول أنبوب الحفر، وقسط جزء الطائرات مزورة من سبيكة 7175-T736) T74) .

السلسلة 8xxx

سبائك الالومنيوم وعناصر اخرى (ليست مدرجه في السلاسل الاخرى) :

الخصائص الاساسية لهذه السلسلة:

• قابلة للمعالجة حرارياً .

• توصيلية وقوة وصلادة عالية .

• المدى القياسي لأقصي إجهاد لها يتراوح من( 120 إلى 610 MPa )أو (32 إلى 88 Ksi ) .

الاستخدام الأساسي. الحديد والنيكل يوفرا قوة مع خسارة ضئيلة في التوصيل الكهربائي وغير ذلك يتم استخدامها في سلسلة من السبائك التي يمثلها 8017 للموصلات. الليثيوم في سبيكة 8090 يوفر قوة استثنائية عالية ومعامل اللدونة، وبحيث يتم استخدام هذه السبائك لتطبيقات الفضاء في الأمر الذي يزيد في صلابة جنبا إلى جنب مع قوة عالية يقلل من الوزن عنصر. وثمة عنصر هليكوبتر مزورة من الألومنيوم والليثيوم سبيكة 8090-T852 .

سبائك الألمونيوم والنحاس

تعد سبائك الالمونيوم والنحاس في حالات الصب والطواعية في التصنيع والمعالجة الحرارية لها معاملات أكثر من السبائك الاخرى في النمو لصناعة الالمونيوم وهذا التركيب من 4.89 إلى 10% نحاس وعموما مع الاضافات الاخرى تكون عائلات اخرى هامه للسبائك. والسبائك التجارية تعتمد على أول تركيزات ليستمر في الاستخدام يوميا. كلا من سبائك الصب والمطاوعة للالمونيوم والنحاس تجيب على حلول المعالجة الحرارية وتتعامل تسلسليا مع تزايد الانفعال والصلابة وقلة في التمدد والتقوية أعلى شئ بها 6 و 4 % نحاس يعتمد على الشوائب الاخرى. المترتب على زيادة انفعال النحاس اثناء تقليل التمدد للرمل ويكون الالمونيوم الموجود خصائص سبائك النحاس والامونيوم تظهر في حالات الحرارية

سبائك الالومونيوم والنحاس مع المغنسيوم

ان النفع من إضافة المغنسيوم للسبيكة له تاثير طبيعى في التقوية ويليه حل بالمعالجة الحرارية والتبريد. وفي مواد المطاوعة من سبائك مؤكده من هذا النوع يتزايد الانفعال المرتبطة بالممطوليه العالبة المساوية لهذه الموجودة بدرجة التخميل. يحدث في درجات الحرارة ى العادية وفي مجال الدقة سرعة في زيادة النفعال خاصة في انفعال الخضوع يمكن ان يحدث لكن في حالات خاصة للممطوليه في السباكه المغنسيوم يزود الانفعال لكن يقلل الممطوليه لسبائك النحاس والالمونيوم بسبب القلة حوالى 0.05% بتاثير المغنسيوم في تغيير الخصائص وتأثير المغنسيوم في مقاومة الصدأ لسبيكة الالمونيوم والنحاس يعتمد نوع المنتج والمعالجة الحرارية.

سبائك الألمونيوم والنحاس والمغنسيوم بالاضافه لعناصر اخري

سبيكة النحاس والألمونيوم والمغنسيوم تحتوى على حديد يتميز بنمو قليل وخصائص محسنه في التحمل. وعلى الرغم من النفعال والصلابة العالية في درجات الحرارة العالية ومع ذلك في سبيكة Al-4Cu-0.5Mg يكون تركيز الحديد قليل 0.5% وخصائص الشد تقل في حالات المعالجة الحرارية . ولو السيليكون أقل من المطلوب لكي يتحد مع الحديد ك αFeSi وفي هذه الحالة الحديد الخارج ليتحد مع النحاس ليكون CuFeAl وهذا إلى جانب تقليل كمية النحاس المطلوب لتأثير المعالجة الحرارية وعندما يكون السيليكون المكافئ يتقدم ليتحد مع الحديد.؟ الخصائص تكون غير مؤثرة سلبيا إضافة الفضة تزيد الانفعال في المعالجة الحرارية وتقوى سبيكة الالمونيوم والنحاس والمغنسيوم والنيكل يحسن الانفعال والصلابة لل سبائك المطاوعة والمصببوبه للالمونيوم والنحاس والمغنسيوم في درجات الحرارة العالية السبائك تحتوي علي مكونات المنجنيز التي تعد من أهم انظمة التجارة للسبائك عالية القوة مثل سبائك الالومنيوم والنحاس والماغنسيوم وتاثير الإحلال يتم بالمنجنيز علي خصائص الشد لسبائك الالومنيوم والنحاس والتي تحتوي علي 5. % ماغنسيوم وانه من الواضح انه لا يوجد مكون واحد يقدم كلا من القوة القصوي أو الممطولية . في العام انفعال الشد يزداد بالفصل وهذه الزيادة تكون من خلال الماغنسيوم والمنجنيز وانفعال الخضوع أيضا يزداد ولكن بطريقو محدودة واللشد يزداد خاصة في انفعال الخضوع والذي يحدث عند التشغيل علي البارد وبعد عمليه المعالجة الحرارية .إضافة المنجنيز والماغنسيوم من مميزات التصنيع .

سبائك الالومنيوم والنحاس وأيضا المنجنيز نسبب فقد في الممطولية لذا تركيز هذه العناصر لا يزيد عن 1%في السبائك التجارية . إضافة الكوبلت والكروم والموليبدنيوم لسبائك الالومنيوم والنحاس والماغنسيوم تزيد من خصائص الشد في عمليه المعالجة الحرارية ولكن أيا منهم لا يعرض أي مميزات علي المنجنيز .

الالومنيوم والنحاس ومعهم العناصر الاخري في مكونات عائلة السبائك المطاوعة تحتوي علي كميات صغيرة لمعادن معروفه متنوعة لكي ترفع درجة حرارة اعادة البناء البلوري للالومنيوم وسبائكه . خاصة المنجنيز والتيتانيوم والفانديوم . السبائك من هذا النوع تكون خصائص جيده عند درجات الحرارة العالية وتكون جاهزه للتصنيع وتمتلك مميزات سباكة ولحام جيدة .

هناك ثبات عند التسخين ل600 درجه فهرنهيت وذلك ينعكس علي الختزال القليل في الانفعال مع مرور الوقت عند هذه الدرجة . يجب ملاحظة انه لهذا النظام يملك خصائص جيده في درجات الحرارة العالية .

سبائك الالومنيوم والماغنسيوم

سبائك الالومنيوم والماغنسيوم باستخدام أو بدون استخدام الاضافات الاخري في مكونات السبائك المطاوعة أو سبائك الصب اصبحت مفيده تجاريا وفائدتها تكمن في مقاومتها للصدأ وقوتها العالية بدون المعالجة الحرارية وتملك خصائص لحام جيدة . أهم السبائك المطاوعة التجارية تكون من 1 الي 7% ماغنسيوم و سبائك الصب من 4 الي 10% ماغنسيوم .

السبائك المطاوعة وسبائك الصب تحت ال 7% ماغنسيوم لا تعالج حراريا ولكن السباكة عند 10%ماغنسيوم تستخدم فقط في حاله المعالجة الحرارية .

خصائص الشد القصوي للمعالجة الحرارية تتم باستخدام اختبار السباكة الرملية والتي تحدث عند 11 % ماغنسيوم وتقريبا تصل الي 60000 PSI و30000 انفعال خضوع و 10% استطالة ولكن في حالة درجات حرارة الغرفة الغير مرغوب فيها تؤثر علي الخصائص الميكانيكية والمقاومة ضد الصدأ والشروخ عند هذا التركيز العالي للماغنسيوم.

انه من المفضل ان نحدد الماغنسيوم من 9.7 الي 10 % في حالة سبائك تركيز الماغنسيوم عندما يزداد الي 10% وأكثر ولكن الاستطالة تزداد الي 27% عند تركيز الماغنسيوم من 2 الي 3 %. السبائك تحتوي علي مكونات المنجنيز التي تعد من أهم انظمة التجارة للسبائك عالية القوة مثل سبائك الالومنيوم والنحاس والماغنسيوم وتاثير الإحلال يتم بالمنجنيز علي خصائص الشد لسبائك الالومنيوم والنحاس والتي تحتوي علي 5. % ماغنسيوم وانه من الواضح انه لا يوجد مكون واحد يقدم كلا من القوة القصوي أو الممطولية . في العام انفعال الشد يزداد بالفصل وهذه الزيادة تكون من خلال الماغنسيوم والمنجنيز وانفعال الخضوع أيضا يزداد ولكن بطريقو محدودة واللشد يزداد خاصة في انفعال الخضوع والذي يحدث عند التشغيل علي البارد وبعد عمليه المعالجة الحرارية .إضافة المنجنيز والماغنسيوم من مميزات التصنيع .

سبائك الالومنيوم والنحاس وأيضا المنجنيز نسبب فقد في الممطولية لذا تركيز هذه العناصر لا يزيد عن 1%في السبائك التجارية . إضافة الكوبلت والكروم والموليبدنيوم لسبائك الالومنيوم والنحاس والماغنسيوم تزيد من خصائص الشد في عمليه المعالجة الحرارية ولكن أيا منهم لا يعرض أي مميزات علي المنجنيز .

الالومنيوم والنحاس ومعهم العناصر الاخري في مكونات عائلة السبائك المطاوعة تحتوي علي كميات صغيرة لمعادن معروفه متنوعة لكي ترفع درجة حرارة اعادة البناء البلوري للالومنيوم وسبائكه . خاصة المنجنيز والتيتانيوم والفانديوم . السبائك من هذا النوع تكون خصائص جيده عند درجات الحرارة العالية وتكون جاهزه للتصنيعوتمتلك مميزات سباكة ولحام جيده .

هناك ثبات عند التسخين ل600 درجه فهرنهيت وذلك ينعكس علي الختزال القليل في الانفعال مع مرور الوقت عند هذه الدرجة . يجب ملاحظة انه لهذا النظام يملك خصائص جيده في درجات الحرارة العالية .

سبائك الالومنيوم -سليكون -نحاس

يشكل هذا النظام عائلة من السبائكوالتى يمكن سباكتها في الرمل، والقوالب الدائمة، أو الاسطمبات.ويمكن معالجتها حراريا أو استخدامها كمسبوكات، وخواصها التسابكية مثل التحكم في الضغط ومقاومتها للتاكل ترفع من قيملا سبائك الالومنيوم والنحاس مع ان متانتها وقابليتها للتشغيل تحسن من خواص النحاس والسليكون .واصافات قليلة من النحاس تقلل الممطولية ولكنها تزيد قوة هذة السبائك .

سبائك الالومنيوم -سليكون -منجنيز

بزيد الماغنسى وم من قابلية سبائك الالومنيوم -سليكون للمعالجة الحرارية بواطلا تشكيل عنصر سليكات الماغنسيوم والذي يسمح بحدوث تأثيرات معالجة حرارية جوهرية، كما ان اضافات من الماغنسيوم إلى رمال سباكة سبائك الالومنيوم مع حوالى 5-10%سليكون تزيد من قوة وصلابة السبيكة وتقلل الاستطالة .تتميز هذة السبائك بقابليتها الممتازة للتسابك واستجابتها الجيدة للمعالجة الحرارية ومقاومتها العالية للصدأ.

سبائك الالومنيوم-سليكون -ماغنسيوم نحاس

هذا النظام المتعدد المكونات ينتج سبائك عند معالجتها حراريا تعطى اتحادا متميزا لخاصيتي التسابك والقوة .السليكون يعطى خصائص تسابك جيدة، بينما النحاس والماغنسيوم يحسنا قابلية التشغيل والقوة عند المعالجة الحرارية.

سبائك الالومنيوم سليكون+عناصر اخرى

اضافات تصل إلى 1% يمكن اهمال تاثيرها في مثاومة الصدأ، كما تقلل الاستطالة وتقلل القوة (جزئيا في المغالجة الحرارية)وتقلل انكماش السطح.وقابلية لحام الاسطمبات في التركيزات العالية لسبائك الاسطمبات واضافات الزنك التي تصل إلى 1%في سبائك الالومنيوم -سليكون ليس لها تاثير على مقاومة الصدا وهي تزيد القوة والمتانة كما تقلل الاستطالة .وتمتلك اضافات من النيكل والكروم والقصدير بنسب تصل إلى 5.% تأثيرا صغيرا أو معدوما على سبائك الالومنيوم -سليكون.

سبائك الالومنيوم -القصدير

يعتبر القصدير مكونا موثرا عند اضافتة للالومنيوم بتركيزات من3.-5.% في سبائك الخاملتركيز يصل إلى 25% في سبائك السباكة.وتكون النتيجة زيادة في قوة السبيكة ومقاومة الاختناق وتحسين خواص مقاوملا الصدأ .والتركيزات الأعلى للقصدير بالتتابع تتلف أو تضر خصائص التصنيع لسبائك الالومنيوم -نحاس واذا وجدت كميات صغيرة من الماغنسيوم تقل خضائص التصنيع.ربما بسبب تكوين طورا يستبعد كلاهما من تاثيرهما الفردى المتوقع على خاصية التصنيع لسبائك الالومنيوم والنحاس. يحسن القصدير خصائص التشغيل للالومنيوم وسبائكة، وهو إلى حد ما مرغوبا بة كاضافات لهذا الغرض لسبائك الالومنيوم -نحاس، والالومنيوم -نحاس سليكون، والالومنيوم -زنك، وسبائك السباكة بتركيز اقل من 1% خارصين..

سبائك الالومنيوم زنك

عرفت سبائك الالومنيوم -زنك لاعوام عديدة ولكن الشروخ الساخنة الناتجة من سبائك السباكة وقابلية التاثير على شروخ الناتجة من تاكل الإجهادات للسبائك الخام .ونجحت الجهود المبذولة من اجل التغلب غلى القصور السابق ذكرهاوتستخدم هذة السبائك في صة رها السبائكية والخام تجاريا لمدى واسع.

الالومنيوم-الزنك-الماغنسيوم-النحاس

باضافة النحاس لمجموعة الالومنيوم-زنك- ماغنسيوم معا بكمية صغيرة ولكن وجود كمية من الكروم والمنجنيز ينتج سبائك الومنيوم اساسها ان تكون عاليه الإجهاد متاحة اقتصاديا.خصائص هذه المجموعة من التركيبات بعد واحده من تاثيرات الزنك في سبيكة الالومنيوم تحتوى على 1.5% نحاس و3% ماغنسيوم .0.064 انش سمك اللوح منها. سبيكة التي تحتوى على 1% ماغنسيوم تتعالج حراريا عند 920 فهرنهيت اما 3%تتعالج حراريا عند 860 فهرنهيت، جميع العينات تغمر في ماء بارد حوالى 12 ساعة عند 275 فهرنهيت. وتظهر ردود افعالهم ف حيث بعض الحلول وعلاج مشاكلها حيث تبين اجهادات الشد لمختلف تركيبات السبيكة في مختلف مراحلها لتنميتها عند اى واحدة من مختلف سبايك التي اساسها الالومنيوم- زنك.

اضافات الالومنيوم الاخرى

الالومنيوم- بورون

يجمع البورون مع الالومنيوم ليشكل مركب الالومنيوم بورون .البورون أو واحد من مركباته يستخدم بكميات مناسبة مع الالومنيوم في تطبيقات الطاقة الذرية بسبب النسبة العالية من عنصر التقاط النيترون. الكميات الصغيرة من البورون 0.005 إلى 0.01 تحسن حجم خلايا الالومنيوم وسباكه. يكون هذا التاثير مكثف وممتد عند التركيزات الصغيرة من التيتانيوم مثل 0.01% . العنصران يجمعان ليشكلا مركب التيتانيوم بورون. البورون يستخدم في التوصيل الكهربى للمعدن لزيادة التوصيلية الكهربية بتشكيل تركيبات غير قابله للذوبان مع التيتانيوم. الفانديوم والزركونيوم يزلو بهدذ الطريقة بكميات صغيرة حيث يكونا في تركيب الالومنيوم.

الالومنيوم- بريليوم

عند إضافة البريليوم للالومنيوم في طوره يحتوى على 7% الومنيوم. وبالرغم من عدم وجود استخدام تجارى لسبيكة هذا الثنائى تكون تركيزات البريليوم أكثر من 20 إلى 25% لتحسين بعض الصفات المرغوب فيها للالومنيوم، تشمل الإجهاد لتحمل درجات الحرارة العالية، والكتافه المنخفضة ويكون معامل المرونة لديه عالى وانخفاض معامل التمدد وانخفاض الالتقاط النيترونى .التركيزت الصغيرة من البريليوم مثل 0.0005 إلى 0.005% تحمى سبايك الالومنيوم المذابة من التاكسد خصوصا التي تحتوى على الماغنسيوم. وللعلم فان 0.1 إلى 0.3% تكون في سبيكة الومنيوم- ماغنسيوم- سيليكون و0.02% في سبيكة الالومنيوم- ماغنسيوم تنتج خواص محسنة تجمع بين الصلابة والليونة . البريليوم لا يستخدم في معدن اللحام لسميته.

الالومنيوم- بزموت، الالومنيوم- كادميوم، الالومنيوم- رصاص، الالومنيوم- الثاليوم

وتتميز باللدونة ومعادن لها نقطه ذوبان منخفضة تحسن خواص التشغيل للالومنيوم وسباكه وتأثر في سبايك الالومنيوم-نحاس عند تركيزات 0.1% واعلى .هو وبعض السبايك الاخرى لالومنيوم التي تحتوى على 1% تقريبا من كل هذه العناصر تكون سهلة القطع .اخر اعماله تشير إلى ان البزموت وحده وفي تجميع مع الرصاص في تركيزات حوالى 2% تحسن الصلابة والاستطالة والتشغيل لسبايك الالومنيوم-سيليكون-ماغنسيوم. الكادميوم يضاف 0.2% واكثرلسبايك الالمنيوم -نحاس خصوصا تاثير الخواص الاصطناعيه لمرور زمن علي استخدامه، ينتج في زيادة الصلابة ومقاومة للتاكل العادى ومقاومة الإجهاد الناتج عن صدع التاكل . الكادميوم يحسن خواص التي تجعل سبايك الومنيوم جيدة لكل الاحتمالات والمواقف. وبجمعه مع السيليكون فانه يشكل سبيكة تجارية تستخدم لهذا الغرض .

الثاليوم يزود كاحد الامثلة لتأثيرات تلك المعادن منخفضة نقط الإذابة على خواص الشد للالومنيوم تأثير الثاليوم على خواص الشد للالومنيوم المطاوع 99.97 ، 0.064 انش. العينات في عملية التطويع (650 فهرنهيت) وعملية التبريد (18H) في انفعاله. .تأثير النيكل على خواص الشد في الومنيوم المطوع 99.95 ،0.064 انش . العينات تعالج حراريا عند 970 فهرنهيت وعملية تبريد بالماء عن طريق الغمر فيه. الخواص تكون نفسها سواء التي تتراوح عند درجة حرارة الغرفة أو لـ 18 ساعة عند 320 فهرنهيت .

الالومنيوم- كروم

الكروم يشكل مركب الومنيوم كروم الذي لديه درجة اذابة منخفضة جدا عند الحالة الصلبة وغالبا يظهر خشن في قالب الالومنيوم، ولكن تكون قيمته باضافه عد من سبايك التجارية . تشكيل اساسه الخشن يكون متفاقم بوجود عناصر مضافة للكروم، مثل الحديد والمنجنيز والتيتانيوم .نتحكم في حالات تجميده سوف يقضى على تشكيل تلك المركبات الخشنة .الالومنيوم-كروم الثنائى فقط تركيبه يستخدم كى يحتوى على 0.3% كروم ويعطى اللون الذهبى عند اكسيده. الكروم في تركيزاته يكون 0.15 إلى 0.25% في سبايك الومنيوم-زنك-ماغنسيوم-نحاس التي تحسن المقاومة للتاكل وتقلل الإجهاد الناتج عن صدع التاكل . وبالرغم من ظهور هذا العنصر يجعل بعض من سبايك المتسلسلة 6xxx ,7xxx تغمر القطاعات السميكة الحساسة بسرعة حيث يحسن الصلابة المنخفضة عنها للقطاعات الرفيعة . والقطاعات الرفيعة تغمر بمعلات ابطئ سوف أيضا يسفر عن تقليل في الصلابة .

الومنيوم-حديد

يشكل الحديد كأساس حديد الالومنيوم والذي يكون غير قابل للذوبان في الالومنيوم الصلب ويظهر كطور خشن كثيرا تحت المجهر. الحديد يشكل نفس الحالة مع عدد اخر من المعادن التي تكون موجودة وتشمل النحاس والنيكل والمنجنيز والسيليكون . وهذه الأطوار الخشنة تقلل اللدونة وتنتج صدع في السبايك المطوعة اثناء التصنيع. الحديد يقلل الصلابة سبايك المعالجة حراريا عند درجة حراره الغرفة بواسطة تشكيل اطوار غير قابلة للذوبان مع العناصر التي تكون موجودة لتاثيرات المعالجة الحرارية . الحديد ربما يكون موجود بكميات كبيرة في سبايك الالومنيوم حيث يساهم بشكل ممتاز في مقاومة التاكل بالماء عند درجات الحرارة والضغط العالية .

الومنيوم-ليثيوم

يزيد اليثيوم معدل التاكسد للالومنيوم المذاب. وهذا الثنائى لا يوجد لديه استخدام تجارى . ولكن باضافته للالومنيوم-نحاس اليثيوم يحسن الصلابة في درجات الحرارة العالية ويقلل الكثافة ويزيد معامل المرونة ويزيد القدرة الاستعابية للنيترونات. واذا الكادميوم كان موجود أيضا اليثيوم يضفى صلابة عالية لسبيكة الالومنيوم نحاس المعالجة حراريا عند درجة حرارة الغرفة والعالية .

الومنيوم-نيكل

النيكل يزيد الصلابة بامتداد صغير بينما يقلل اللدونة. السبايك التي يكون النيكل اساسى فيها لديها بعض التطبيقات في الماضى حيث مقاومة التليين عند درجات الحرارة العالية المطلوبة. خواص التشغيل والسباكة للسبيك تكون ضعيفة. باضافه 2% نيكل لـ 99.95 الومنيوم يزيد الصلابة كما في النيكل يضاف لسبايك الومنيوم اخرى خصوصا سبايك الومنيوم-نحاس والومنيوم-سيليكون لتحسين الصلابة عند درجات الحراة العالية ويقلل معامل التمدد. هو يشكل اطوار غير قابلة للذوبان مع المعادن الموجودة تشمل النحاس والحديد والتي تقلل اللدونة والصلابة لسبايك المعالجة حراريا . هو يضفى منتجات للالومنيوم تحسن مقاومة التاكل في الماء عند درجات الحرارة والضغط العالى .وربما يساهم في الخواص عند التركيزات الأعلى منها في السبايك التي تصنع بالذوبان التقليدى واجراءات الصب في السباكة.

الومنيوم- تيتانيوم

الاستخدام البارز للتيتانيوم في سبيك الالومنيوم هو تحسين حجم ذراته. يكون تأثير التيتانيوم وحده تقليل بمرور الوقت صموده في حالة الذوبان وعند اعادة الإذابة. التيتانيوم يستخدم في تحسين معدن سلك اللحام وتركيبه ويقلل صدع اللحام .

الومنيوم-زركونيوم

في كمياته الصغيرة واعلى من 0.25% يحدث تاثيرا على حجم ذرات الالومنيوم وسبائكه. تاثير الأكثر من 1% زركونيوم على خواص الشد لتطويع الومنيوم 99.8. الزركونيوم وحده أو مع التيتانيوم في تقليل حجم الذذرات بمعدن سلك اللحام وتقلل الصدع باللحام أيضا . في سبيكة الومنيوم-نحاس عند وجود الفانديوم والمنجنيز الزركونيوم يزيد خواص التعمير عند درجات الحرارة العالية مثل 600 فهرنهيت . من أهم ميزات منتجات الألمنيوم الخاص بالمنازل أن تحفظ البرودة داخلها في الصيف والدفء في الشتاء كما انه جاف على مدار العام. كما يمكن استخدام الألمنيوم في عمليه العزل الحراري والمائي للجدران حيث انه يدخل في صناعة المواد المانعة والعازلة. إن الطبقة العازلة من الألمنيوم أفضل بأربع مرات من الخشب غير المعزول، أو الطابوق (سمك أربع انشات) أو الصخور( سمك عشره انشات) يقوم الألمنيوم بشكل طبيعي بإنتاج غطاء اكسيدي ذو مقاومة عالية للصدأ. كما توجد أنواع متعددة من طرق معالجة الألمنيوم مثل الصبغ و...و... والتي تؤدي إلى تقويه قدرته على مقاومة الصدأ وهذا الأمر مهم في المجالات التي تحتاج إلى حماية ومحافظة. إن الألمنيوم ذو خصائص مهمة تجعله شريك طبيعي لقطاع البناء. ويعود الفضل في هذا الأمر إلى متانته وسهولة التعامل معه و مقاومته للصدأ وسهولة إعادة تصنيعه. هده الخصائص جعلته شريكا في قطاع البناء على مدى الخمسين عاما الماضية وهده الشراكة لا تزال مستمرة وفي نمو. تتعدد استخدامات الألمنيوم بتشكيلاته المتنوعة في إطارات النوافذ وأساسات المباني. حيث يدخل في أساسات المباني سواء المحلات الصغيرة أو مجمعات التسوق والملاعب الرياضية. كما يمكن استخدامه في سقوف المنازل والعوازل. يمكن استعمال الألمنيوم في تصنيع مقابض الأبواب والسلالم وأجهزة التكييف والتدفئة. حديثا لعب الألمنيوم دورا هاما في ترميم المباني التاريخية. إن خصائص الألمنيوم كمعدن أدت إلى ثورة وتغيير في طريقه بناء المنازل والمشاريع. إن صناعة الألمنيوم تقود قطاع المقاولات نحو المستقبل. == سبائك الألومنيوم ==^[1]

يوجد على الأقل نهجان حتى نستطيع استعراض أهم التطبيقات لسبائك الألومنيوم وذلك من خلال التصنيف بالسبيكة و بعد ذلك من خلال التطبيقات .

نظرة عامة على سبائك الالومنيوم

الالمنيوم النقي معدن نقي، لين ذو خواص ميكانيكية منخفظة حيث مقاومة الشد (σt=80 N/〖mm〗^2)، الاستطالة (30 %)، اما الصلادة (23 HB)، درجة انصهاره (658 Cᵒ). سبائك الالمنيوم هي سبائك من الالمنيوم، في أغلب الأحيان مع النحاس، خارصين، منغنيز، سيليكون، أَو مغنيسيوم. هذه السبائك اخف بكثير ولها مقاومة تاكل أعلى من الفولاذ منخفض الكاربون.لكنها لسيت كمقاومة تاكل الالمنيوم الصافي. ان سطح سبائك الالمنيوم النقية براقة في البيئة الجافة بسب حماية طقبة من الاوكسيد للسطح. ان التاكل الكهربائي يكمن أن يكون سريعا عندما تكون سبيكة الالمنيوم متصلة كهربائيا بالحديد مقاوم للصداء أو معادن أخرى مع إمكانية تاكل أكثر في البيئة الرطبة. تراكيب سبائك الالمنيوم مسجلة بجمعية الالمنيوم. العديد من المنظمات تنشر معايير أكثر تحديدا لصناعة سبائك الالمنيوم. سبائك الالمنيوم تمتلك مدى واسع من الخواص والصفات وهذا ما جعلها مستخدمة في التراكيب الهندسية. ان السبائك مصنفة بواسطة نظام من الأرقام ويدعى هذا النظام (ANSI) أو بواسطة الأسماء محتوي على العناصر الأساسية للمكونات السبيكة وهذا يعرف بـ(DIN، ISO). لاختيار السبيكة الصحيحة للتطبيق معين يجب اخذ بنظر الاعتبار المطلية، قابلية التشكيل، قابلية اللحام، مقاومة التاكل. اعتبارات المرونة الاستعمال الغير صحيح للالمنيوم قد يودي حدوث مشاكل، خصوصا بالمقارنة مع الحديد أو الفولاذ، الذان يظهران "تصرف احسن" بالنسبة للمصمم الحدسي، ميكانيكي أو تقني. ان تخفيض ثلثي الوزن للالمنيوم مقارنة بنفس الحجم من الحديد أو الفولاذ يعتبر هذا حافز قوي لجذب المصميمين للاستخدام الالمنيوم، لكن يجب الملاحظة ان استخدام الالمنيوم سوف يودي إلى التخلي عن ثلثي الصلابة الجزء.لذا، يعتبر البدليل المباشر للحديد أو الفولاذ بسب انه يعطي مقاومة مقبولة للاحمال البالغة الذروة. ان الزيادة في المرونة سوف تودي إلى زيادة نسبة الانحراف في الجزء ثلاث مرات أكثر. حيث ان الفشل ليس القضية ولكن ان الثني المفرط غير مرغوب بسب متطلبات لدقة الموقع والتوصيلية الكهربائية للجزء.مثال على ذلك عند استبدال انابيب الفولاذية بانابيب من الالمنيوم بنفس الحجم سوف تبدي انابيب الالمنيوم مرونة غير مرغوب بها. على سبيل المثال، زيادة المرونة في التشغيل تحت الأحمال الناجمة عن استبدال أنابيب الفولاذ للإطار دراجة مع أنابيب الالمنيوم مطابقة للأبعاد سيتسبب اختلاف في التسليط للوزن بالإضافة إلى امتصاص قوة التشغيل. لزيادة صلابة عن طريق زيادة سمك الجدران لانابيب يزيد الوزن بشكل متناسب، سوف يودي إلى انعدام مزية الوزن الخفيف مع الحصول على الصلابة المطلوبة. في مثل هذه الحالات، الالمنيوم قد يكون أفضل إذا ما تم اعادة تصميم (من حيث الابعاد) الجزء لمناسبة الخصائص المطلوبة.على سبيل المثال نعيد تصميم اطار الدراجة ونجعله ذو قطر أكبر وليس باستخدام انابيب اسمك. بهذه الطريقة سوف نحصل على صلابة معقولة بدون زيادة في الوزن كبيرة. ان الحد لهذه الإجراء هو الزيادة في حدوث الفشل. ضمن امور أخرى تعتبر أحدث نماذج من السيارات السباق مثال جيد على إعادة تصميم ألاجزاء لتحقيق أفضل استفادة من مزايا الالمنيوم. • 1xx.x سلسلة من 99 ٪ هي الحد الأدنى من الالمنيوم • 2xx.x سلسلة النحاس • 3xx.x سلسلة السيليكون، والنحاس و/ أو المغنيسيوم • 4xx.x سلسلة السليكون • 5xx.x سلسلة المغنيسيوم • 7xx.x سلسلة الزنك • 8xx.x سلسلة القصدير • 9xx.x سلسلة متنوعة • Duralumin (النحاس والالمنيوم) • Magnox (الماغنسيوم والالمنيوم) • Silumin (الالمنيوم، والسيليكون) سبائك الفضائية الجوية المشتركة هذه هي سبائك الالمنيوم التي لها تاريخ طويل من استخدام الطائرات في الفضاء الجوي وغيرها من الهياكل. • 7075 الالمنيوم • 6061 الالمنيوم • 6063 الالمنيوم • 2024 الالمنيوم • 5052 الالمنيوم مشاريع أخرى في قطاع الطيران سبائك وهذه هي التي تنتج حاليا، ولكن أقل تستخدم على نطاق واسع، وسبائك الالمنيوم لأغراض التطبيقات الفضائية الجوية. • 2090 الالمنيوم • 2124 الالمنيوم • 2195 الالمنيوم—حي لى أشابة، المستخدمة في مكوك الفضاء الخارجي للدبابات الخفيفة السوبر • 2219 الالمنيوم • 2324 الالمنيوم • 6013 الالمنيوم • 7050 الالمنيوم • 7055 الالمنيوم • 7150 الالمنيوم • 7475 الالمنيوم سبائك البحرية وتستخدم هذه السبائك لقارب وبناء السفن، وغيرها من البحرية والمياه المالحة الشاطئ التطبيقات الحساسة. [6] • 5052 الالمنيوم • 5083 الالمنيوم • 5086 الالمنيوم • 6061 الالمنيوم • 6063 الالمنيوم سبائك المشتركة السيارات هذه هي سبائك الالمنيوم التي تستخدم على نطاق واسع لهيئة أفرقة في صناعة السيارات. • 6111 الالمنيومالالمنيوم سبائك الألومنيوم لديها مقاومة قوية للتآكل الذي هو نتيجة لجلد أكسيد الذي يشكل نتيجة لردود الفعل مع الغلاف الجوي. هذا الجلد للتآكل الألومنيوم يحمي من معظم المواد الكيميائية، والظروف الجوية، والعديد من الأحماض حتى، ومن المعروف أن المواد القلوية ولكن على اختراق الجلد واقية وتآكل المعادن. الألومنيوم لديها أيضا الموصلية الكهربائية عالية نوعا ما، مما يجعلها مفيدة كما موصل. النحاس هو أكثر الموصلات المستخدمة على نطاق واسع، وجود الموصلية حوالي 161٪ من أن الألومنيوم. موصلات الألومنيوم لديهم ميل لتصبح خففت بعد الاستخدام المتكرر يؤدي إلى الانحناء، وإطلاق النار، الأمر الذي يتطلب من الحذر وتصميم خاص عند استخدام الأسلاك الألومنيوم في المباني. الألومنيوم هو معدن متعددة جدا، ويمكن أن يلقي بأي شكل من الأشكال المعروفة. ويمكن إرجاع ذلك، المختوم، رسمها، ونسج، ولفة تشكيلها، فدق ومزورة. يمكن أن يكون مقذوف معدني في مجموعة متنوعة من الأشكال، ويمكن أن تحول، المضروب، وبالملل في هذه العملية بالقطع. يمكن أن ينصب الألومنيوم، ملحومة، صنع من النحاس، أو الراتنج المستعبدين. بالنسبة لمعظم التطبيقات، والألمنيوم لا يحتاج إلى طلاء واقية كما يمكن أن تنتهي لأنها تبدو جيدة، ولكن غالبا ما يكون من بأكسيد لتحسين اللون والقوة. سبائك الألومنيوم في التطبيقات الهيكلية

رغوة الألمنيوم سبائك الألومنيوم مع خصائصها الكبيرة تستخدم في التراكيب الهندسية.أنظمة السبيكة تصنف برقم النظام (ANSI) أو بالأسماء التي توضح مكونات السبيكة الأصلية (DIN and ISO). قوة ومتانة سبائك الألومنيوم تختلف اختلافا كبيرا، ليس فقط نتيجة لمكونات سبيكة محددة، ولكن أيضا نتيجة للمعالجات الحرارية وعمليات التصنيع. ونقص الخبرة في هذه الجوانب من وقت إلى وقت قادت إلى أشكال ذات تصميم غير صحيح وأعطت الألومنيوم سمعة سيئة. وهناك حد هام في صناعة سبائك الألومنيوم هو قوة التعب.وعلى عكس الصلب، سبائك الألومنيوم ليس لها حدود معروفة في التعب، بمعنى فشل التعب يحدث في النهاية حتى تحت دورة تحميلات صغيرة.ويعنى ذلك أن المهندسين يجب أن يقيموا هذه الأعباء ويصمموا لحياة مستقرة أفضل من حياة لانهاية لها. هناك ميزة أخرى لسبائك الألومنيوم هي حساسيتها للحرارة. ومنتجين ورش العمل التي تتضمن التسخين يكونوا معقدين لحقيقة أن الألومنيوم (على العكس من الصلب) يذوب بدون أول احمرار متوهج.تكوين العمليات حيث يستخدم شعلة التفجير لذلك هذا يتطلب بعض الخبرة، حيث لايوجد إشارات مرئية تدل عن مدى ذوبان المادة.سبائك الألومنيوم، شأنها شأن جميع السبائك الهيكلية، فهى تخضع لبعض الضغوط الداخلية بعد عمليات التسخين مثل اللحام والصب.المشكلة مع سبائك الألومنيوم في هذا الصدد هو انخفاض درجة الانصهار، مما يجعلهم أكثر عرضة للتشوهات من الضغط الناتج عند تعرضها للحرارة.يمكن السيطرة على الألومنيوم المتعرض لضغط أثناء التصنيع عن طريق معالجة هذه الاجزاء بالحرره بوضعها في فرن، ونتبعها بتبريد تدريجيا—في الصلب المضغوط. انخفاض درجة انصهار سبائك الألومنيوم لم يمنع استخدامها في صناعة الصواريخ حتى لاستخدامها في بناء غرف الاحتراق حيث يمكن أن تصل الغازات إلى 3500 ك. فإن المرحلة العليا من محرك Agena تستخدم تصميم الألومنيوم المبرد المتجدد لبعض الأجزاء من الخرطوم، ويتضمن ذلك درجة الحرارة الحرجة في منطقة الحنجرة. [عدل]التوصيلات المنزلية مقارنة مع النحاس فان الالومنيوم يمثل نحو 65 ٪ من توصيل الكهرباء من حيث الحجم، على الرغم من 200 ٪ من حيث الوزن.عادة ما يستخدم النحاس كمادة في التوصيلات المنزلية.في 1960s كان الألومنيوم أرخص من النحاس، ولذلك كان يستخدم للوصلات الكهربائية في الولايات المتحدة، على الرغم من العديد من التركيبات لم تكن مصممة لقبول أسلاك الألمنيوم.ولكن في بعض الحالات زيادة معامل التمدد الحراري لأسلاك الألمنيوم يجعل السلك يتمدد وينكمش ارتباطا باتصال المعدن غير المتماثل، وفي النهاية يفقد الأتصال.أيضا، الألمنيوم النقي لدي ميل إلى الزحف المستمر تحت الضغط المستمر (لدرجة كبيرة كلما ارتفعت درجة الحرارة)، ومرة أخرى يفقد الاتصال.وأخيرا، فان الصدأ الجلفانى من المعادن غير المتماثلة يزيد من مقاومة كهرباء الاتصال. كل هذا أدى إلى الحرارة المرتفعة وفقد الأتصال، وهذا بدوره أدى إلى حرائق.بعد ذلك أصبح البنائون يخشوا من استخدام الأسلاك، والعديد من الهيئات القضائيه أقصرت استخدامه في أحجام صغيرة جدا في المنشاءات الجديدة في النهاية ،فان الاثاثات الجديدة زودت باتصالات مصممة لتتجنب الفقد والحرارة العالية.الجيل الأول من الأثاثات عرفت ب"Al/Cu" ووجدت في النهاية مناسبة لسلوك التركيبات "/ كو" في نهاية المطاف وجدت مناسبة لسلوك النحاس المغطاة بالالومنيوم فقط، ولكن جيل الأثاثات الثاني والذي يتحمل تشفير "CO/ALR" عمل لأسلاك الألومنيوم غير المغطاة.ولكى يتكيف مع الأغراض الأقدم فان العاملين قضوا على مشاكل التسخين عن طريق عقص سلك الألومنيوم إلى ضفيرة قصيرة من سلك النحاس.اليوم، السبائك الجديدة، والتصميمات، والطرق تستخدم لتمديد أسلاك الألومنيوم بالإضافة إلى انهاء الالومنيوم. قابلية السبك الفارق بين سبائك الألومنيوم المطاوعة و سبائك الصب هو قابلية السبك ، و تعنى بشكل عام القدرة على ملئ القالب و التفاصيل الدقيقة فيه بالفلز المنصهر ، و هذا بدوره يعتمد على سيولة السبيكة المنصهرة فكلما زادت السيولة زادت قابلية السبك و من معايير قابلية السبك أيضا قلة العيوب الداخلية و السطحية و انخفاض نسبة الانكماش عند التجمد. سبائك الصب يرمز لسبائك مسبوكات الألومنيوم وفقا لجمعية الألومنيوم بأربعة أرقام ، يفصل بين الثالث منها و الرابع فاصلة ، و تدل هذه الأرقام على: الرقم الأول يشير إلى العنصر السبائكى الرئيسى ، الرقمان الثانى و الثالث هما رقم السبيكة و ليس لهم أى دلالة عددية الرقم الرابع يمكن أن يكون صفر في حالة المسبوكات و 1 أو 2 في حالة الصبات. السبيكة طريقة السباكة نحاس مغنسيوم منجنيز سيليكون أخرى 206.0 رملية و دائمة 4.6 0.25 0.35 0.1 0,22 تيتانيوم و 0.15 حديد 319.0 رملية و دائمة 3.5 6 A356.0 رملية و دائمة 0.2 0.35 0.1 7 0.1 خارصين و 0.2 حديد A380.0 إسطمبات 3.5 8.5 1.3 حديد 390.0 إسطمبات 4.5 0.6 17 1.3 خارصين 413.0 A إسطمبات 12 1.3 حديد 535.0 رملية 6.8 0.18 0.18 تيتانيوم

أما التغييرات الطفيفة في التركيب الكيميائى التي لا تستدعى تغيير رقم السبيكة فيعبر عنها باستخدام حروف مثل A و B و D و C و غيرها تسبق رمز السبيكة. و تنقسم سبائك الصب تبعا للعنصر السبائكى الرئيسى إلى: 1XX.X ألومنيوم نقى (99,00% أو أكثر) 2XX.X سبائك ألومنيوم-نحاس 3XX.X سبائك ألومنيوم-سيليكون بالإضافة للنحاس و / أو المغنسيوم 4XX.X سبائك ألومنيوم-سيليكون 5XX.X سبائك ألومنيوم-مغنسيوم 7XX.X سبائك ألومنيوم-خارصين 8XX.X سبائك ألومنيوم-قصدير 9XX.X سبائك ألومنيوم مع إضافات أخرى غير السابقة 6XX.X هذه الرموز غير مستخدمة السبائك المطاوعة حدود تركيب بعض سبائك الألومنيوم المطاوعة (% وزن) رموز المعالجات تستخدم الجمعية الأمريكية للاختبارات و المواد نظام لرموز المعالجات يتكون من حرف و رقم واحد أو أكثر و يُفصَل رمز المعالجة عن رمز السبيكة بشرطة و يستخدم هذا النظام لسبائك عديدة مثل الألومنيوم و المغنسيوم. الرموز المستخدمة هي: التقسيمات العامة F على حالة التصنيع O مُخَمَّرَة و مُعَادَة التبلور (للسبائك المطاوعة فقط) H مُصَلَّدَة بالانفعال (بالتشكيل) T معالجة حرارياً للحصول على حالة مستقرة تختلف عن الحالات F و O و H W معالجة إذابة حرارية التقسيمات الفرعية للمعالجة H H1، يزيد عليها رقم أو أكثر، مُصَلَّدَة بالانفعال فقط H2، يزيد عليها رقم أو أكثر، مُصَلَّدَة بالانفعال ثم مُخَمَّرَة جزئياً H3، يزيد عليها رقم أو أكثر، مُصَلَّدَة بالانفعال ثم مُقَرَّة (جُعِلت مستقرة بالتخمير الكُلِّى) التقسيمات الفرعية للمعالجة T T1، مُبَرَّدَة و مُعَتَّقَة تعتيقاً طبيعياً T2، مُخَمَّرَة (للمنتجات المسبوكة فقط) T3، معالجة بالإذابة الحرارية ثم مشكلة علة البارد T4، معالجة بالإذابة الحرارية T5، مُبَرَّدَة ثم مُعَتَّقَة تعتيقاً اصطناعياً T6، معالجة بالإذابة الحرارية و مُعَتَّقَة تعتيقاً اصطناعياً T7، مُعَتَّقَة تعتيقاً اصطناعياً و مُقَرَّة T8، معالجة بالإذابة الحرارية و مُشَكَّلَة على البارد و مُعَتَّقَة تعتيقاً اصطناعياً T9، معالجة بالإذابة الحرارية و مُعَتَّقَة تعتيقاً اصطناعياً و مُشَكَّلَة على البارد T10، مُبَرَّدَة و مُعَتَّقَة تعتيقاً اصطناعياً و مُشَكَّلَة على البارد مسبوكات الألومنيوم قوالب ألومنيوم معدة للشحن في أحد الموانئ تسمى مسبوكات الألومنيوم أيضا بمصبوبات الألومنيوم (Aluminum Castings) و هي منتجات من سبائك الألومنيوم تصنع بصب (سباكة) السبيكة المصهورة في قالب تجويفه على شكل المنتج المطلوب.

1 تاريخ مسبوكات الألومنيوم 2 نقاط تميز مسبوكات الألومنيوم 3 نقاط قصور مسبوكات الألومنيوم 4 قابلية السبك 5 سبائك الصب 6 استخدام الألومنيوم في صناعة السيارات 7 انظر أيضاً 8 المصادر تاريخ مسبوكات الألومنيوم

عجلة سيارة مسبوكة من الألومنيوم لأحد سيارات تويوتا شكلت مسبوكات الألومنيوم السوق الرئيسى للألومنيوم بعد انتشار عملية اختزال الألومنيوم بطريقة "هول-هيرولت" على نطاق تجارى ، و اقتصرت مسبوكات الألومنيوم في ذلك الوقت على الأشياء الملفتة للنظر: مثل أرقام المنازل و مرايات اليد و الأمشاط و الفرش و دبابيس القبعات و لمبات الزينة المنزلية و غيرها من المصنوعات المتطلبة للون الفضى اللامع و خفة الوزن. وحلت بعد ذلك مسبوكات الألومنيوم محل النحاس و الحديد الزهر في صناعة أوانى المطبخ كالأباريق و الأواني والغلايات وغيرها. وانخفضت أسعار الألومنيوم بشكل كبير في نهاية القرن التاسع عشر الميلادى (بداية القرن الرابع عشر الهجرى)، وأصبح من المجدي اقتصادياً التصنيع باستخدام الألومنيوم، وغزت مسبوكات الألومنيوم أسواقاً جديدة واستخدمت في تطبيقات متنوعة منذ ذلك الحين و خاصة بعد التطور المستمر في سبائك الألومنيوم و ما رافقه من طرح سبائك جديدة و استنباط تطبيقات جديدة. و مما ساهم في زيادة الطلب على مسبوكات الألومنيوم تطوير أسلوبى سباكة القوالب الدائمة و سباكة إسطمبات الضغط كبديلين للسباكة الرملية. و رافق ذلك تطوير موازٍ للسبائك الملائمة لهذه الأساليب الحديثة ، ومما زاد أيضا في توسع أسواق مسبوكات الألومنيوم التطور في تقنية إعادة التدوير و غير ذلك. نقاط تميز مسبوكات الألومنيوم

فرشة المحرك (قاعدة الإسطوانات) مسبوكة من الألومنيوم لأحد السيارات من نقاط تميز مسبوكات الألومنيو م أنها تنتج من عدد كبير من السبائك تصل إلى أكثر من 100 تركيب كيميائى طبقا لجمعية الألومنيوم و أكثر من 300 سبيكة صب على النطاق الدولى ، و تنحصر خواص هذه المسبوكات في الحدود الآتية: مقاومة الشد من 70 إلى 505 مليون بسكال مقاومة الخضوع من 20 إلى 455 مليون بسكال نسبة الاستطالة من < 1 إلى 30% الصلادة من 30 إلى 150 مقياس برينل حد الكلال من 55 إلى 145 مليون بسكال مقاومة القص من 42 إلى 325 مليون بسكال معامل المرونة من 65 إلى 80 مليار بسكال الوزن النوعى من 2,57 إلى 2,95

جسم (كتلة) محرك ذو ستة إسطوانات (V6) مسبوك من الألومنيوم لأحد سيارات تويوتا و من مميزات مسبوكات الألومنيوم القدرة على إنتاج أجزاء دقيقة الشكل و الأبعاد تكاد تقترب من الأبعاد النهائية المطلوبة مما يقلل من الحاجة لعمليات التشغيل و التشطيب ، و القدرة على التحكم في جودة السطح و سبك الأشكال المعقدة المحتوية على مسارات و فجوات داخلية ، و فوق ذلك تتماشى خواصها مع المتطلبات الهندسية لهذه المنتجات ، و مما يعزز أيضا من انتشار مسبوكات الألومنيوم أنها تسبك بكل طرق السباكة المعروفة و تتجمد سبائكها في نطاق الظروف السائدة في المسابك دون الحاجة لأى ظروف خاصة ، و يتميز العديد من هذه السبائك بالسيولة العالية مما يعطيها القدرة على ملئ القطاعات الرقيقة بالإضافة إلى انخفاض درجات حرارة انصهارها (نسبياً) و يضاف أيضا لمميزات مسبوكات الألومنيوم القدرة على ميكنة عمليات سباكتها. نقاط قصور مسبوكات الألومنيوم صعوبة سباكة المقاطع الرفيعة جداً. وجود حدود قصوى لحجم المسبوك يعتمد على طريقة السباكة. قد يتسبب التجمد أثناء سباكة الأشكال المعقدة إلى تكون بعض العيوب السطحية و إلى عدم تجانس في البنية الدقيقة مما يؤدى إلى تفاوت الجودة و الخواص من موضع لآخر داخل المسبوك. قابلية السبك الفارق بين سبائك الألومنيوم المطاوعة و سبائك الصب هو قابلية السبك ، و تعنى بشكل عام القدرة على ملئ القالب و التفاصيل الدقيقة فيه بالفلز المنصهر ، و هذا بدوره يعتمد على سيولة السبيكة المنصهرة فكلما زادت السيولة زادت قابلية السبك و من معايير قابلية السبك أيضا قلة العيوب الداخلية و السطحية و انخفاض نسبة الانكماش عند التجمد. سبائك الصب

رأس الإسطوانات (غطاء المحرك) في محرك رباعى الإسطوانات مسبوك من الألومنيوم يرمز لسبائك مسبوكات الألومنيوم وفقا لجمعية الألومنيوم بأربعة أرقام ، يفصل بين الثالث منها و الرابع فاصلة ، و تدل هذه الأرقام على: الرقم الأول يشير إلى العنصر السبائكى الرئيسى ، الرقمان الثانى و الثالث هما رقم السبيكة و ليس لهم أى دلالة عددية الرقم الرابع يمكن أن يكون صفر في حالة المسبوكات و 1 أو 2 في حالة الصبات. أما التغييرات الطفيفة في التركيب الكيميائى التي لا تستدعى تغيير رقم السبيكة فيعبر عنها باستخدام حروف مثل A و B و D و C و غيرها تسبق رمز السبيكة. و تنقسم سبائك الصب تبعا للعنصر السبائكى الرئيسى إلى: 1XX.X ألومنيوم نقى (99,00% أو أكثر) 2XX.X سبائك ألومنيوم-نحاس 3XX.X سبائك ألومنيوم-سيليكون بالإضافة للنحاس و / أو المغنسيوم 4XX.X سبائك ألومنيوم-سيليكون 5XX.X سبائك ألومنيوم-مغنسيوم 7XX.X سبائك ألومنيوم-خارصين 8XX.X سبائك ألومنيوم-قصدير 9XX.X سبائك ألومنيوم مع إضافات أخرى غير السابقة 6XX.X هذه الرموز غير مستخدمة

محرك مهجن يعمل بالكهرباء و الوقود، به نسبة كبيرة من مسبوكات الألومنيوم، عرضته شركة تويوتا في المؤتمر الأسيوى العاشر للسباكة - منظر أمامى السبيكة طريقة السباكة نحاس مغنسيوم منجنيز سيليكون أخرى 206.0 رملية و دائمة 4.6 0.25 0.35 0.1 0,22 تيتانيوم و 0.15 حديد 319.0 رملية و دائمة 3.5 6 A356.0 رملية و دائمة 0.2 0.35 0.1 7 0.1 خارصين و 0.2 حديد A380.0 إسطمبات 3.5 8.5 1.3 حديد 390.0 إسطمبات 4.5 0.6 17 1.3 خارصين 413.0 A إسطمبات 12 1.3 حديد 535.0 رملية 6.8 0.18 0.18 تيتانيوم

مسبوكات ألومنيوم متنوعة تستخدم في صناعة السيارات، مصنوعة بأسلوب سباكة القوالب المنخفضة الضغط، المجموعة من معروضات المؤتمر الأسيوى العاشر للسباكة استخدام الألومنيوم في صناعة السيارات

محرك مهجن يعمل بالكهرباء و الوقود، به نسبة كبيرة من مسبوكات الألومنيوم، عرضته شركة تويوتا في المؤتمر الأسيوى العاشر للسباكة - منظر خلفى دفعت الحاجة لتوفير الوقود في المركبات و سيارات الركاب إلى العمل على خفض وزن هذه المركبات بالزيادة المستمرة في استخدام المواد الخفيفة مثل الألومنيوم والمغنسيوم بدلا من المواد الثقيلة كالصلب والحديد الزهر. ففى الولايات المتحدة الأمريكية تم التعاون بين مصنعى السيارات والصناعات المغذية المرتبطة بها من ناحية ووزارة الطاقة الأمريكية من ناحية أخرى في توصيف المواد وتطويرها، وتطوير أساليب تصنيع ذات امكانيات جديدة. وهدف هذا التعاون إلى التحول نحو استخدام المواد الخفيفة وزيادة كفاءة الوقود مع الاحتفاظ بالأمان دون تأثير ملحوظ على التكلفة. أدى ذلك إلى زيادة مضطردة لإنتاج واستخدام مسبوكات الألومنيوم، فزاد الطلب عليها من 1,306 مليون كجم سنة 1994 إلى 2,341 مليون كجم عام 2005. وأثبتت مسبوكات الألومنيوم جدارتها في تصنيع أجزاء المحركات مثل جسم المحرك و رؤوس الاسطوانات والكباسات وصندوق تغيير السرعة ومخازن الزيوت وغير ذلك. وما زال أمام مسبوكات الألومنيوم مجال واسع لتحل محل بعض الأجزاء الحرجة مثل أذرع التعليق والتحكم و صمامات الفرامل والدوارات و غيرها. وقد ارتفعت نسبة محتوى الألومنيوم في سيارات الركاب من 86.5 كجم في السيارة سنة 1991 إلى 121 كجم سنة 2002 (أكثر من 40% زيادة). أما في الشاحنات فقد زادت نسبة محتوى الألومنيوم من 75 كجم في الشاحنة سنة 1991 إلى 126 كجم سنة 2002. و بالنسبة للسيارات الخفيفة فتدرج استخدام الألومنيوم من 81 رطل لكل سيارة سنة 1973 إلى 135 رطل سنة 1983 إلى 192 رطل سنة 1993 إلى 274 رطل في سنة 2003 . أما بالنسبة لنوعية منتجات الألومنيوم المستخدمة فمنها 39% سبائك أولية و 61% سبائك ثانوية (مستعملة). و تتوزع كمية الألومنيوم المستخدمة حسب احصائيات سنة 2002 كالآتى: 101.4 رطل مسبوكات اسطمبات و 100.6 رطل مسبوكات قوالب دائمة و 29.4 رطل مدرفلات مسطحة و 18.5 رطل مبثوقات و مسحوبات و 6.1 رطل مطروقات ومكبوسات و 17.5 رطل مسبوكات رملية و دقيقة (مسبوكات الرغوة المفقودة) ومعصورة ونصف صلبة.

مصادر

http://abc.yourfiledownloader.com/?q=Book+about+aluminium&wmid=881&subwmid=98818 J.Kaufman and E. Rooy, “Aluminum Alloy Castings: Properties, Processes and Applications”, American Foundry aluminum properties and physical metallurgy

مراجع

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة الكيمياء