อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นหนึ่งในวัสดุที่หลากหลายที่สุด, ใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่วิศวกรรมการบินและอวกาศไปจนถึงเครื่องใช้ในครัว. ความนิยมของพวกเขาไม่มีมูลความจริง; โลหะผสมเหล่านี้มีความสมดุลของความแข็งแกร่งที่น่าทึ่ง, น้ำหนัก, และความต้านทานการกัดกร่อนซึ่งมีวัสดุเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่สามารถจับคู่ได้. อย่างไรก็ตาม, แง่มุมที่น่าสนใจอย่างหนึ่งมักทำให้มือใหม่สับสน: มีความหนาแน่นที่แตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างเกรดอลูมิเนียมอัลลอยด์ต่างๆ(ตารางความหนาแน่นของโลหะผสมอลูมิเนียม), และบล็อกนี้จะสำรวจปัจจัยที่มีส่วนทำให้เกิดความแตกต่างของความหนาแน่นเหล่านี้.

ซีรี่ส์อลูมิเนียมอัลลอยด์และเกรดทั่วไป

อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นวัสดุที่ประกอบด้วยอลูมิเนียม (อัล) และธาตุผสมต่างๆ (เช่นทองแดง, แมกนีเซียม, ซิลิคอน, สังกะสี, ฯลฯ) ที่ช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางกลและการใช้งานสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน. ตามองค์ประกอบโลหะผสมหลัก, มันสามารถแบ่งออกเป็น 8 ชุด , แต่ละซีรีส์จะมีเกรดโลหะผสมอยู่บ้าง.

ด้านล่างนี้เป็นตารางที่แนะนำซีรีส์อะลูมิเนียมอัลลอยด์หลักและเกรดที่เป็นตัวแทนบางส่วนภายในแต่ละซีรีส์โดยกระชับ, เน้นคุณลักษณะหลักและการใช้งานทั่วไป.

ผลของธาตุผสมต่อความหนาแน่นของอะลูมิเนียมผสม

ความหนาแน่นของโลหะผสมอะลูมิเนียมนั้นพิจารณาจากส่วนประกอบเป็นหลัก. ความหนาแน่นของอลูมิเนียมบริสุทธิ์อยู่ที่ประมาณ 2.7 g/cm3 หรือ 0.098 ปอนด์/ใน3 , แต่การเพิ่มองค์ประกอบอัลลอยด์สามารถเปลี่ยนค่านี้ได้. ตัวอย่างเช่น, เพิ่มทองแดง (ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าอะลูมิเนียม) เพื่อสร้างโลหะผสมเช่น 2024 หรือ 7075 สามารถเพิ่มความหนาแน่นของวัสดุที่ได้. ในทางกลับกัน, ซิลิคอนมีความหนาแน่นน้อยกว่าและเมื่อใช้กับโลหะผสมเช่น 4043 หรือ 4032, ลดความหนาแน่นโดยรวม.

ตารางธาตุผสมและผลกระทบต่อความหนาแน่น

แผนภูมิความหนาแน่นของโลหะผสมอะลูมิเนียมทั่วไป

ด้านล่างนี้คือแผนภูมิความหนาแน่นทั่วไปของโลหะผสมอะลูมิเนียมทั่วไปบางชนิด, เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความหนาแน่นจำเพาะของโลหะผสมอลูมิเนียม, กรุณาเยี่ยมชม ความหนาแน่นของ 1000-8000 ซีรี่ส์อลูมิเนียมอัลลอยด์ ค่าเหล่านี้เป็นค่าประมาณและอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเฉพาะและการประมวลผลของโลหะผสม.

จากตารางข้างบนนี้, เราสามารถเห็นสิ่งนั้นได้อย่างง่ายดาย:

• 2000 ซีรีส์อัลลอยด์ประกอบด้วยทองแดงจำนวนมากและมีแนวโน้มที่จะมีความหนาแน่นสูงกว่าเนื่องจากมีความหนาแน่นค่อนข้างสูงของทองแดง.
• ในทางตรงกันข้าม, 6000 ซีรีส์อัลลอยด์ที่ประกอบด้วยซิลิคอนและแมกนีเซียมโดยทั่วไปจะมีความหนาแน่นต่ำกว่า.
• ขึ้นชื่อเรื่องความแข็งแรงสูง, 7075 โลหะผสมมีสังกะสีจำนวนมาก, แมกนีเซียมและทองแดง. ความหนาแน่นที่สูงขึ้นของ 7075 เมื่อเทียบกับโลหะผสม 1050 และ 6061 สามารถนำมาประกอบกับการมีอยู่ขององค์ประกอบที่หนักกว่าเหล่านี้ได้.
• 5083 โลหะผสมมักใช้ในการใช้งานทางทะเลและมีความหนาแน่นต่ำกว่าโลหะผสมอื่นๆ เนื่องจากมีปริมาณแมกนีเซียมสูงกว่าและมีองค์ประกอบโลหะผสมที่หนักกว่าในปริมาณต่ำกว่า.

อิทธิพลของปัจจัยอื่นๆ

นอกจากธาตุผสมแล้ว, ความหนาแน่นของโลหะผสมอลูมิเนียมยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยอื่น ๆ อีกด้วย:

• อุณหภูมิ: อลูมิเนียม, เช่นเดียวกับโลหะอื่นๆ, ขยายตัวเมื่อถูกความร้อน และหดตัวเมื่อถูกความเย็น. การขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อนนี้ส่งผลต่อปริมาตรของโลหะผสม, จึงเปลี่ยนความหนาแน่นของมัน.
• เทคโนโลยีการประมวลผล: วิธีการประมวลผลอะลูมิเนียมก็ส่งผลต่อความหนาแน่นเช่นกัน. ตัวอย่างเช่น, อัตราการทำความเย็นหลังจากการหล่อสามารถนำไปสู่โครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกัน, ซึ่งจะส่งผลต่อความหนาแน่น.
• สิ่งเจือปน: การปรากฏตัวของสิ่งสกปรก, แม้ในปริมาณเล็กน้อย, สามารถเปลี่ยนความหนาแน่นของโลหะผสมได้. โลหะผสมคุณภาพสูงที่มีปริมาณสิ่งเจือปนต่ำจะมีความหนาแน่นสม่ำเสมอมากขึ้น.

ความหนาแน่นของโลหะผสมอะลูมิเนียมไม่ใช่คุณสมบัติคงที่ แต่จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสม, กระบวนการผลิตและปริมาณสิ่งเจือปน. ในการใช้งานด้านการออกแบบและวิศวกรรมที่น้ำหนักมีบทบาทสำคัญ, การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะต้องได้รับการพิจารณา. โดยทำความเข้าใจปัจจัยที่ส่งผลต่อความหนาแน่น, วิศวกรสามารถเลือกอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เหมาะสมเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านโครงสร้างและน้ำหนัก.