آلومینیوم یک فلز نرم با رنگ نقرهای، دارای چگالی تقریباً ۲۷۷۰ کیلوگرم بر مترمکعب کی باشد. این فلز قابل بازیافت است و با محیط زیست نیز سازگاری دارد. در صنعت، آلومینیوم پس از فولاد پرکاربردترین فلز میباشد. بیشتر از ۲۰۰ آلیاژ تجاری و آزمایشی در حال حاضر در صنعت آلومینیوم وجود دارد که هر کدام به منظور خاصی طراحی شدهاند. هر یک از این صنایع دارای خواص ویژهای هستند که تمامی آنها دارای یک رشته خواص مشترک نیز می باشند.
میان آلومینیوم تازه تولید شده و بازیافتی تفاوت زیادی وجود ندارد. میزان مقاوم آلومینیوم در برابر خوردگی با کیفیت پوشش اکسیدی نازک موجود بر روی آن ارتباط مستقیم دارد. این پوشش اکسیدی به سرعت شکل میگیرد و خراش آن باعث ایجاد خوردگی در این فلز میشود. بر روی سطح این فلز فعال با استفاده از روش آنودایز کردن میتوان یک پوشش اکسیدی ضخیم ایجاد نمود.
چهار پهلو استیل
چهار پهلو استیل ، مقطعی بسیار شبیه به تسمه می باشد که به صورت قطعه های چهار گوش توپر و قطور فولادی است. چهار پهلو ها در صنایع و ساخت و ساز بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.
مشخصات آلومینیوم
آلومینیوم عنصری دارای عدد اتمی ۱۳ و نماد Al است. وزن مخصوص آن ۲٫۷۵ گرم بر سانتی متر مکعب، نقطه ذوب ۶۶۰٫۲۵ درجه سلسیوس و نقطه جوش آن ۲۷۵۰ درجه سلسیوس می باشد. به دلیل اینکه در دماهای ۱۰۰۰ درجه و بالاتر از آن شدیداً اکسید می شود و تلفات آن زیاد است، استفاده نمی کنند. مهمترین آلیاژهای آلومینیوم عبارتند از: آلیاژ آلومینیوم با منیزیم – مس و سیلیسیوم و یا آلیاژهای با ترکیب این سه عنصر؛ بنابراین در اثر آلیاژ کردن خواص مکانیکی، مقاومت به خوردگی و ماشین کاری آلومینیوم افزایش می یابد. به دلیل اینکه به راحتی با سایر عناصر متصل می شود، این فلز بصورت خالص در طبیعت وجود ندارد.
آلومینیوم یکی از سبک ترین فلزات جهان است. تقریباً سه برابر سبک تر از آهن، اما بسیار قوی، بسیار انعطاف پذیر و مقاوم در برابر خوردگی. سطح آن همیشه با یک لایه بسیار نازک و در عین حال بسیار قوی از فیلم اکسید پوشیده شده است. یک رسانای الکتریسیته عالی است، مغناطیس نمی شود و با تمام فلزات دیگر آلیاژ می سازد.
خصوصیات مهم آلومینیوم
این فلز برای اولین بار در سال ۱۸۲۴ به طور رسمی تولید شد. ۵۰ سال طول کشید تا انسان ها موفق شوند که آن را در مقیاس صنعتی تولید کنند. رایج ترین شکل آلومینیوم موجود در طبیعت سولفات های آن می باشند. اینها مواد معدنی هستند که دو اسید سولفوریک را ترکیب می کنند:
- یکی بر اساس یک فلز قلیایی مانند لیتیوم، سدیم، پتاسیم روبیدیم یا سزیم.
- دیگری بر اساس فلزی از گروه سوم جدول تناوبی مندلیف.
سولفات های آلومینیوم تا به امروز برای تمیز کردن آب، برای پخت و پز، در پزشکی، در صنایع آرایشی و بهداشتی، در صنایع شیمیایی و غیره استفاده می شود. آلومینوم نام خود را از سولفات های آلومینیوم گرفته است که در لاتین آلومن نامیده می شود.
در هر صورت فلز آلومینیوم و آلیاژهای آن به علت نقطه ذوب پایین، دارای سیالیت زیادی هستند. در اثر آلیاژسازی، خواص مکانیکی آن را افزایش می دهند و قابلیت عملیات حرارتی ایجاد می کنند. منحنی سرد شدن تعادلی مواد فلزی با یکدیگر متفاوت است.
کاربرد آلومینیوم
آلومینیوم در صنایع گوناگون با اهداف معین مورد استفاده قرار میگیرد. از کاربردها و موارد مصرف آن به استفاده در بدنه قوطیهای کنسروی و برخی وسایل آرایشی می توان اشاره نمود. اجزای چرخشی قطارها، واگنهای قطار و مترو، یخچال و فریزر، ماشین لباسشویی و… نیز از جمله موارد کاربردی دیگر هستند. این فلز در بسیاری از وسایل زندگی روزمره ما انسان ها به کار رفته است. علاوه بر موارد ذکر شده، آلومینیوم به صورت گستردهای در صنایع برق، ساختمانسازی، کشاورزی، هوانوردی و… نیز مورد استفاده تولیدکنندگان قرار دارد. درواقع، ارزش و کیفیت بالای آلومینیوم و در عین حال، قیمت مناسب آن باعث محبوبیتش نزد صنعتگران شده است.
چه از نظر کیفی و چه از نظر ارزش، آلومینیوم کاربردیترین فلز بعد از آهن است. این فلز در تمامی بخشهای صنعتی دارای اهمیت میباشد. آلومینیوم خالص، نرم و ضعیف است، اما میتواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از عناصر مس، منیزیوم، منگنز، سیلیکون و… بوجود آورد که این آلیاژها ویژگیهای مفید مختلف و گوناگونی دارند. این آلیاژها اجزای مهم هواپیماها و راکت ها را میسازند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینههای تلسکوپهای نجومی است. وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند، پوششی تشکیل میدهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس میکند. این پوشش ها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود میآورند که همانند پوشش های نقره خاصیت خود را از دست نمیدهند.
آلیاژهای آلومینیوم
- آلیاژ ۷۰۷۵؛ از سری آلیاژهای آلومینیوم است که در آن عنصر روی به عنوان عنصر اصلی به کار گرفته می شود. آلیاژ ۷۰۷۵ به عنوان مشکلترین آلیاژ جهت اکستروژن ارزیابی شده است. از مزیت های آن به استحکام قابل مقایسه با بسیاری از فولادها، استحکام خستگی خوب و سطح متوسط ماشینکاری میتوان اشاره کرد. از معایب آن میتوان به مقاومت کمتر در برابر خوردگی در مقایسه با بسیاری از آلیاژهای آلومینیومی اشاره نمود. هزینهٔ تولید آن بسیار بالا بوده و استفاده آن را در صنایع محدود می کند. آلیاژ آلومینیوم ۷۰۷۵ از مهمترین آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا به شمار میرود که به صورت گستردهای برای ساخت اجزاء مختلف در صنایع هوافضا، دفاعی و نظامی به کار میرود.
- آلیاژ ۶۰۶۱؛ آلومینیوم ۶۰۶۱ معمولاً در طول فرایند ساخت تحت عملیات حرارتی قرار میگیرد. مثالهایی از انواع مختلف عملیات حرارتی، آلیاژهای ۶۰۶۱o آنیل شده و T6-6061 رسوب سختی مصنوعی پس از عملیات حل سازی هستند. ۶۰۶۱ یکی از آلیاژهای آلومینیوم با قابلیت رسوب سختی است، که منیزیم و سیلیسیم عناصر آلیاژی اصلی آن را تشکیل میدهند. از ویژگیهای مهم این آلیاژ میتوان به قابلیت جوشکاری و اکستروژن آن اشاره نمود. اکستروژن پذیری آن موجب استفاده گسترده آن در اکستروژن مقاطع مختلف می شود.