سبائك الألومنيوم هي واحدة من أكثر المواد تنوعا, تستخدم في كل شيء من هندسة الطيران إلى أدوات المطبخ. شعبيتهم لا أساس لها من الصحة; توفر هذه السبائك توازنًا رائعًا للقوة, وزن, ومقاومة التآكل التي لا يمكن أن يضاهيها سوى عدد قليل من المواد. لكن, أحد الجوانب المثيرة للاهتمام غالبًا ما يربك المبتدئين: هناك اختلافات طفيفة في الكثافة بين درجات سبائك الألومنيوم المختلفة(جدول الكثافة لسبائك الألومنيوم), وتستكشف هذه المدونة العوامل التي تساهم في اختلافات الكثافة هذه.

سلسلة سبائك الألومنيوم ودرجاتها النموذجية

سبائك الألومنيوم هي مواد تتكون من الألومنيوم (آل) وعناصر صناعة السبائك المختلفة (مثل النحاس, المغنيسيوم, السيليكون, الزنك, إلخ.) التي تعزز خواصها الميكانيكية وسهولة استخدامها لتطبيقات مختلفة. وفقا لعناصر السبائك الرئيسية, يمكن تقسيمها إلى 8 مسلسل , تحتوي كل سلسلة على بعض درجات السبائك.

يوجد أدناه جدول يقدم بإيجاز سلسلة سبائك الألومنيوم الرئيسية وبعض الدرجات التمثيلية داخل كل سلسلة, تسليط الضوء على خصائصها الأساسية والتطبيقات النموذجية.

تأثير عناصر صناعة السبائك على كثافة سبائك الألومنيوم

يتم تحديد كثافة سبائك الألومنيوم بشكل أساسي من خلال تركيبها. تبلغ كثافة الألومنيوم النقي تقريبًا 2.7 جم / سم 3 أو 0.098 رطل/بوصة3 , لكن إضافة عناصر صناعة السبائك يمكن أن يغير هذه القيمة. على سبيل المثال, إضافة النحاس (وهو أكثر كثافة من الألومنيوم) لإنشاء سبائك مثل 2024 أو 7075 يمكن أن تزيد من كثافة المادة الناتجة. على العكس من ذلك, السيليكون أقل كثافة وعند استخدامه في السبائك مثل 4043 أو 4032, يقلل من الكثافة الكلية.

جدول عناصر صناعة السبائك وتأثيرها على الكثافة

مخطط كثافة سبائك الألومنيوم النموذجي

يوجد أدناه مخطط نموذجي للكثافة لبعض سبائك الألومنيوم الشائعة, لمعرفة المزيد عن الكثافة النوعية لسبائك الألومنيوم, يرجى زيارة كثافة 1000-8000 سلسلة سبائك الألومنيوم هذه القيم تقريبية ويمكن أن تختلف بناءً على التركيب والمعالجة المحددة للسبيكة.

من الجدول أعلاه, يمكننا أن نرى ذلك بسهولة:

• 2000 تحتوي السبائك المتسلسلة على كميات كبيرة من النحاس وتميل إلى أن تكون ذات كثافات أعلى بسبب كثافة النحاس العالية نسبيًا.
• في المقابل, 6000 تظهر السبائك المتسلسلة التي تحتوي على السيليكون والمغنيسيوم عمومًا كثافات أقل.
• معروف بقوته العالية, 7075 تحتوي السبائك على كميات كبيرة من الزنك, المغنيسيوم والنحاس. ارتفاع كثافة 7075 مقارنة بالسبائك 1050 و 6061 يمكن أن يعزى إلى وجود هذه العناصر الأثقل.
• 5083 سبيكة is commonly used in marine applications and has a lower density than other alloys due to its higher magnesium content and lower content of heavier alloying elements.

تأثير العوامل الأخرى

بالإضافة إلى عناصر صناعة السبائك, تتأثر كثافة سبائك الألومنيوم أيضًا بعوامل أخرى:

• درجة حرارة: الألومنيوم, مثل أي معدن آخر, تتوسع عند تسخينها وتنكمش عند تبريدها. يؤثر هذا التمدد الحراري والانكماش على حجم السبيكة, وبالتالي تغيير كثافته.
• تكنولوجيا المعالجة: تؤثر كيفية معالجة الألومنيوم أيضًا على كثافته. على سبيل المثال, معدل التبريد بعد الصب يمكن أن يؤدي إلى هياكل مجهرية مختلفة, والذي بدوره يؤثر على الكثافة.
• الشوائب: وجود الشوائب, حتى بكميات صغيرة, يمكن أن تغير كثافة السبيكة. سيكون للسبائك عالية الجودة ذات المحتوى المنخفض من الشوائب كثافة أكثر اتساقًا.

كثافة سبائك الألومنيوم ليست خاصية ثابتة ولكنها تختلف تبعا لعناصر صناعة السبائك, عملية التصنيع ومحتوى الشوائب. في تطبيقات التصميم والهندسة حيث يلعب الوزن دورًا حاسمًا, يجب أن تؤخذ هذه التغييرات في الاعتبار. من خلال فهم العوامل التي تؤثر على الكثافة, يمكن للمهندسين اختيار سبائك الألومنيوم المناسبة لتلبية متطلباتها الهيكلية والوزن.