آلیاژهای آلومینیوم یکی از پرکاربردترین مواد هستند, در همه چیز از مهندسی هوافضا گرفته تا لوازم آشپزخانه استفاده می شود. محبوبیت آنها بی اساس نیست; این آلیاژها تعادل قابل توجهی از قدرت را ارائه می دهند, وزن, و مقاومت در برابر خوردگی که مواد کمی می توانند با آن برابری کنند. با این حال, یک جنبه جالب اغلب افراد تازه کار را گیج می کند: تفاوت های ظریفی در چگالی بین گریدهای مختلف آلیاژ آلومینیوم وجود دارد(جدول چگالی آلیاژهای آلومینیوم), و این وبلاگ به بررسی عواملی می‌پردازد که به این تفاوت‌های چگالی کمک می‌کنند.

سری آلیاژ آلومینیوم و نمرات معمولی آن

آلیاژهای آلومینیوم موادی هستند که از آلومینیوم تشکیل شده اند (ال) و عناصر آلیاژی مختلف (مانند مس, منیزیم, سیلیکون, فلز روی, و غیره.) که خواص مکانیکی و قابلیت استفاده آنها را برای کاربردهای مختلف افزایش می دهد. با توجه به عناصر آلیاژی اصلی, می توان آن را تقسیم کرد 8 سلسله , هر سری شامل چند درجه آلیاژ است.

در زیر جدولی ارائه شده است که به طور خلاصه سری آلیاژ آلومینیوم اصلی و برخی از گریدهای نماینده در هر سری را معرفی می کند., برجسته کردن ویژگی های اولیه و کاربردهای معمولی آنها.

تأثیر عناصر آلیاژی بر چگالی آلیاژهای آلومینیوم

چگالی آلیاژهای آلومینیوم عمدتاً با ترکیب آن تعیین می شود. چگالی آلومینیوم خالص تقریباً است 2.7 g/cm3 یا 0.098 پوند/اینچ 3 , اما افزودن عناصر آلیاژی می تواند این مقدار را تغییر دهد. مثلا, افزودن مس (که چگالی تر از آلومینیوم است) برای ایجاد آلیاژهایی مانند 2024 یا 7075 می تواند چگالی مواد حاصل را افزایش دهد. متقابلا, سیلیکون چگالی کمتری دارد و زمانی که در آلیاژهایی مانند 4043 یا 4032, چگالی کلی را کاهش می دهد.

جدول عناصر آلیاژی و تاثیر آنها بر چگالی

نمودار چگالی آلیاژ آلومینیوم معمولی

در زیر یک نمودار معمولی از چگالی برای برخی از آلیاژهای آلومینیوم رایج است, برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگالی خاص آلیاژهای آلومینیوم, لطفا ببینید تراکم از 1000-8000 سری آلیاژ آلومینیوم این مقادیر تقریبی هستند و می توانند بر اساس ترکیب خاص و پردازش آلیاژ متفاوت باشند.

از جدول بالا, ما به راحتی می توانیم آن را ببینیم:

• 2000 آلیاژهای سری حاوی مقادیر قابل توجهی مس هستند و به دلیل چگالی نسبتا بالای مس، چگالی بالاتری دارند..
• متقابلا, 6000 آلیاژهای سری حاوی سیلیکون و منیزیم عموماً چگالی کمتری از خود نشان می دهند.
• به دلیل استحکام بالا شناخته شده است, 7075 آلیاژ حاوی مقادیر قابل توجهی روی است, منیزیم و مس. تراکم بالاتر از 7075 در مقایسه با آلیاژها 1050 و 6061 را می توان به وجود این عناصر سنگین تر نسبت داد.
• 5083 آلیاژ معمولاً در کاربردهای دریایی استفاده می شود و به دلیل محتوای منیزیم بیشتر و محتوای کمتر عناصر آلیاژی سنگین تر، چگالی کمتری نسبت به سایر آلیاژها دارد..

تأثیر عوامل دیگر

علاوه بر عناصر آلیاژی, چگالی آلیاژهای آلومینیوم نیز تحت تأثیر عوامل دیگری است:

• درجه حرارت: آلومینیوم, مثل هر فلز دیگری, هنگام گرم شدن منبسط می شود و در هنگام سرد شدن منقبض می شود. این انبساط و انقباض حرارتی بر حجم آلیاژ تأثیر می گذارد, در نتیجه چگالی آن تغییر می کند.
• فناوری پردازش: نحوه پردازش آلومینیوم نیز بر چگالی آن تأثیر می گذارد. مثلا, سرعت سرد شدن پس از ریخته‌گری می‌تواند به ریزساختارهای مختلف منجر شود, که به نوبه خود بر تراکم تأثیر می گذارد.
• ناخالصی ها: وجود ناخالصی, حتی در مقادیر کم, می تواند چگالی آلیاژ را تغییر دهد. یک آلیاژ با کیفیت بالا با محتوای ناخالصی کم، چگالی ثابت تری خواهد داشت.

چگالی آلیاژهای آلومینیوم یک ویژگی ثابت نیست اما بسته به عناصر آلیاژی متفاوت است, فرآیند تولید و محتوای ناخالصی. در برنامه های طراحی و مهندسی که وزن نقش مهمی ایفا می کند, این تغییرات باید در نظر گرفته شود. با درک عوامل موثر بر تراکم, مهندسان می توانند آلیاژ آلومینیوم مناسب را برای برآورده ساختن ساختار و وزن آن انتخاب کنند.