أخبار

الألومنيوم هو أكثر المعادن وفرة على وجه الأرض ، مما يتيح لعلماء المواد العديد من الفرص لتجربة ذلك في عملية صناعة السبائك.

السبائك هي معادن لها خواص محسّنة للمواد (القوة ، المقاومة ، قابلية التشغيل ، إلخ) ، مصنوعة من خلال إضافة عناصر معدنية إلى معدن أساسي. تأتي خلائط الألمنيوم في أشكال عديدة مختلفة بناءً على مكونات صناعة السبائك الخاصة بها ، وقد قامت شركة Association Association Inc. بتنظيم هذه السبائك في مجموعات بناءً على عناصر صناعة السبائك هذه. يتم إعطاء هذه السلسلة كأسماء مكونة من أربعة أرقام ، وتركز هذه المقالة على السلسلة 3xxx و 6xxx.

السبائكان المذكوران - 6061 و 3003 من الألومنيوم - من بين خيارات الألومنيوم الأكثر شعبية ، ويبدو للوهلة الأولى أنه قابل للتبادل. تأمل هذه المقالة في التمييز بين هذين السبائك باستخدام مقارنة لخصائص المواد الخاصة بهم ، مع التركيز على مزاياها وعيوبها. من خلال هذه المناقشة ، ستحدد هذه المقالة التطبيقات الأكثر ملاءمة لكل من هذه السبائك لمساعدة المصممين على اتخاذ خيارات مواد أكثر استنارة لمشاريعهم.

6061 سبائك الألومنيوم

6061 الألومنيوم مشهور بقوته العالية ، قابلية اللحام الجيدة و الماكينة ، و المقاومة الجيدة للتآكل. إنه مفيد بشكل خاص في المواد الإنشائية ، حيث أن قوة 6061 من الألومنيوم تساعد على منع المباني الشاهقة من السقوط. مثل سبائك 6xxx الأخرى ، يحتوي 6061 الألومنيوم على المغنيسيوم والسليكون كعناصر صناعة السبائك الرئيسية ، وهي مسؤولة عن خصائص قوتها المواتية. فيما يلي تفاصيل عناصر صناعة السبائك في الألومنيوم 6061: 0.6٪ Si ، 1.0٪ Mg ، 0.2٪ Cr ، 0.28٪ Cu ، و 97.9٪ Al ، وكثافتها هي تقريباً نفس الألومنيوم النقي (2.7 جم / سم 3) ، 0.0975 رطل / in3). يحصل الألومنيوم 6061 على مكاسب أكبر في القوة من خلال عملية المعالجة الحرارية ويوجد بشكل شائع في المضخات T6 و T4. لقد مكنت فوائده 6061 الألومنيوم من العمل في العديد من المواقف ، مما يجعلها سبيكة رائعة الاستخدام العام. يمكن العثور عليه في معظم محلات الماكينات وهو الاختيار الأفضل للتركيبات الملحومة أو إطارات المباني أو أي هيكل يحتاج إلى هيكل عظمي صلب. لمزيد من المعلومات حول هذا المعدن ، لا تتردد في التحقق من مقالتنا كل شيء عن سبائك الألومنيوم 6061.

3003 سبائك الألومنيوم

تعتبر سبائك الألومنيوم 3003 واحدة من أكثر أنواع الألومنيوم انتشارًا في السوق اليوم ولسبب وجيه. إنها تحتاج إلى تشطيب جيد ولديها قابلية تشكيل ممتازة ولحامات جيدة وقوة معتدلة ومقاومة للتآكل. تسمح هذه الصفات لهذا المعدن بالنجاح في مجموعة متنوعة من التطبيقات وهذا هو السبب في أنه يعتبر سبائك الألومنيوم الأكثر استخدامًا العام. 3003 من الألومنيوم من سلسلة 3xxx ، مما يعني أن عنصره الرئيسي في صناعة السبائك هو المنجنيز ، وتركيبه الكيميائي هو 0.12 ٪ من النحاس ، و 1.2 ٪ من المنغنيز ، و 98.6 ٪ من العناصر (لاحظ أن هذه الأرقام تتغير بناء على عدد من العوامل ، وتوفر فقط الانهيار العام). تبلغ كثافة الألومنيوم 3003 2.73 جم / سم 3 (0.0986 رطل / بوصة 3) ، وهو تقريبا نفس الألمنيوم النقي ، ولا يستجيب لعملية المعالجة الحرارية. بدلاً من ذلك ، يمكن تشديد هذه السبيكة لزيادة قوتها ، وعادةً ما تأتي في درجات حرارة 3003-H18 و 3003-H22 . على الرغم من كونها غير قوية بشكل خاص ، فإن 3003 للألمنيوم له العديد من التطبيقات في أسواق المواد الغذائية والكيميائية ، كما أنه مفيد كمواد عالية المرونة وقابلة للطي. لمزيد من المعلومات حول هذه السبائك ، تحقق من مقالتنا كل شيء عن سبائك الألومنيوم 3003.

مقارنة بين 6061 و 3003 سبائك الألومنيوم

غالبًا ما يكون الاختيار بين هذين السبائكين من الألومنيوم أمرًا صعبًا ، حيث إنهما خياران رائعان بالنسبة لمعظم المشروعات ولهما صفات متشابهة. ستقوم هذه المقالة بمقارنة بعض القيم الميكانيكية المهمة للمساعدة في التمييز بين هذين المعدنين ، وستساعد هذه المقارنات في تحديد ما هو الأنسب لأي تطبيق محدد. تم أخذ القيم الموجودة في الجدول 1 من 6061-T6 و 3003-H18 من الألمنيوم المعالج ، لكن كن على علم أن هذه الأرقام تتقلب بناءً على اختيار المزاج. يتم تلخيص هذه القيم في الجدول أدناه ، وستتبع مناقشة مقارناتها بعد ذلك بوقت قصير.

السبب الرئيسي لاختيار 6061 الألومنيوم أكثر من 3003 الألومنيوم هو قوتها المتفوقة. يتم إظهار ذلك من خلال مقارنة نقاط القوة الإنتاجية لديهم ، وهو الحد الأدنى من الإجهاد الذي سيؤدي إلى تشوه هذه المواد بشكل دائم. قوة الخضوع هي مقياس مفيد للأجزاء الهيكلية ، لأن أي تشوه دائم سوف يسبب عدم الاستقرار (وغالبًا ما يكون الفشل) في المبنى. زيادة قوة 6061 الألومنيوم هو نتيجة لعناصر صناعة السبائك (المغنيسيوم / السيليكون) ، وكذلك قدرتها على المعالجة الحرارية. إذا كانت القوة مصدر قلق كبير ، فلا تنظر إلى أبعد من 6061 الألومنيوم ؛ إنه بديل قوي ومقاوم أكثر للصلب المعتدل وهو أقوى بالتأكيد من 3003 الألومنيوم.

وبالمثل ، يكون الألومنيوم 6061 أقوى عند التوصيل عبر البراغي والمسامير ، وهذا يظهر من خلال قوة العائد المحمل المتزايدة (386 MPa VS. 262 MPa). يصف إجهاد تحمل المحمل الحد الأدنى من الإجهاد الذي سيؤدي إلى تشوه المفصل ، مثلما يحدث عند توصيل لوحين ببرغي عبر ثقب في كلتا اللوحتين. يمكن لهذه المفاصل أن تمتد أو تتشقق إذا تم نقل القوة المفرطة على القطع المعدنية ، وكانت قوة تحمل مقياسًا مفيدًا لتحديد كيفية تفاعل المادة عند انضمامها. إن قوة تحمل 6061 للألمنيوم أعلى بكثير من 3003 من الألومنيوم ، الأمر الذي لا يضفي طابعًا بديهيًا فحسب ، بل يشرح أيضًا سبب استخدام 6061 من الألومنيوم بشكل شائع في السقالات وبناء الهياكل العظمية. إذا تم تثبيت العديد من الأجزاء أو تثبيتها معًا بفتحات التوصيل ، فيمكن أن يستمر 3003 من الألومنيوم في الصمود ، ولكن 6061 من الألمنيوم سيصمد لفترة أطول.

القوة ليست دائما مرغوبة ، ونقاط القوة في هذه المواد هي أمثلة رائعة على هذا المفهوم. قوة القص هي مقياس لمقاومة المادة لضغوط القص ، مثل القطع أو الختم أو أي ترتيب حيث تلتقي قوتان متعارضتان في مقطع عرضي. إحدى الطرق السهلة لتصور ذلك هي قص الورق ، حيث يتم قص شفرات المقص المتعارضين ، أو "قص" الورق من خلال أبعد أبعاده. إن قوة القص السفلية للألومنيوم 3003 هي في الواقع فائدة ، حيث أنه من الأسهل قطعها من الصفائح المعدنية عن 6061 من الألومنيوم بسبب قوتها السفلية المنخفضة (207 MPa VS. 110 MPa). بالإضافة إلى قابليته للتشكيل الكبير ، فإن هذه الخصائص تجعل الألومنيوم 3003 متعدد الاستخدامات بشكل خاص في تشكيل التطبيقات وغالبًا ما يكون سببًا لاختياره على السبائك الأخرى.

الصلابة هي مقياس لكيفية استجابة سطح المادة للمسافة البادئة مثل الخدش والتلميع والاختراق ، وهي تصف كيف ستؤثر القوى الخارجية على المادة. حدد المهندسون مقاييس صلابة مختلفة تصف كيفية استجابة المواد لقوى المسافة البادئة باستخدام آلات المسافة البادئة. مقياس صلابة برينل هو نظام قياس شائع الاستخدام ، حيث تحتوي مادة مثل الزجاج على صلابة برينل تصل إلى 1550 تقريبًا في حين أن المعدن اللين كالنحاس يبلغ من العمر 10 أعوام تقريبًا. هذه السبائك صلبة إلى حد ما ، مع 6061 الألومنيوم كونها أصعب من الاثنين (95 مقابل 55) ، مما يزيد من machinability لكنه يقلل من الانتهاء من السطح. على الرغم من أن المسافة البادئة أكثر سهولة ، يمكن أن يصل الألمونيوم إلى 3003 إلى الانتهاء من الكروم ، وهو أمر رائع من الناحية الجمالية وسهل التنظيف. غالبًا ما يُرى 3003 من الألومنيوم في شاحنات الغذاء ، نظرًا لأن الأسطح العاكسة سريعة التنظيف ولا تجمع الأوساخ. يجب أن يتم اختيار 6061 الألومنيوم أكثر من 3003 إذا كانت مقاومة الخدش مصدر قلق ، ولكن تم تجاوزها (حرفيًا) بحلول 3003 عندما يتعلق الأمر بالتشطيب / التلميع.

يمكن العثور على 6061 من الألومنيوم في جميع متاجر الماكينات تقريبًا ، لأنه أحد أفضل سبائك الآلات المتاحة. تعد Machinability مقياسًا لمدى جودة الأدوات المعدنية من المخزون المعدني ، وتستخدم هذه المقالة تقييمًا نوعيًا (ممتاز / جيد / مقبول / ضعيف) لإعطاء القارئ فكرة عما يتم تشكيله بشكل عام من السبائك. هناك مقاييس تقيس قابلية الماكينة ، لكنها عادة ما تتعلق فقط بالميكانيكيين الذين يبحثون عن الأداة المناسبة للوظيفة وليست مفيدة للمصمم العادي. يعتبر الألومنيوم 6061 خيارًا رئيسيًا في تصنيع الآلات لأنه يتم تصنيعه بشكل جيد وينتهي بشكل جيد ، بينما يتم حجز 3003 الألومنيوم عادة لتشكيل الصفائح المعدنية . يمكن أيضًا تشكيل 3003 الألومنيوم ، لكن 6061 يعد اختيارًا أفضل بشكل عام نظرًا لخصائصه التكميلية الأخرى.