نام فایل : اصول متالوژي آلومينيم و آلياژهاي آن

فرمت : .doc

تعداد صفحه/اسلاید : 134

حجم : 346 کیلوبایت

اصول متالوژي آلومينيم و آلياژهاي آن ( آلياژ هاي كار پذير )
الف ) مقدمه :
آلومينيم كه در جدول تناوبي با علامت
Al
مشخص شده است ،‌بدليل داشتن خواص مكانيكي و فيزيكي منحصر بفرد آن نسبت به ساير فلزات امروزه به عنوان يكي از متداولترين فلزات غير آهني مورد استفاده قرار مي گيرد.
در جدول 2-1 خواص فيزيكي آلومينيم خالص ذكر شده است . از جمله خواص كه سبب شده آلومينيم و آلياژهايش به عنوان يك مادة‌ مهندسي برتر شناخته شوند مي توان موارد زير را برشمرد :
آلومينيوم فلز بسيار سبكي است ،‌بطوريكه يك متر مربع از ورق آلومينيمي به ضخامت 1 ميلي متر داراي 7/2 گرم وزن است . در حاليكه اين رقم براي فولاد ( استيل )(
7/8) ، برنج (
93/8) است . سبك بودن آلومينيوم سبب مي شود، با وجود بالا بودن قيمت يك كيلوگرم آن در مقايسه با فولاد و ساير فلزات سنگين ،‌رقيب مناسبي در مقابل آنها محسوب شود.
به جراثقالها ،‌پلها اجزاء كشتيها و ساير ساختمانهايي بزرگ را مي توان در محل كارخانه ساخت و به آساني به كل مونتاژ حمل كرد.
علاوه بر اين آلومينيوم فلز محكمي است ،‌بطوريكه برخي آلياژهاي آلومينيوم داراي استحكام قابل مقايسه با فولادهاي ساختماني به غير از فولادهاي آلياژي هستند. آلومينيوم همانند ساير فلزات خالص داراي استحكام پاييني است ( استحكام تسليم آلومينيوم در حالت آنيل شده برابر
mpa
10 يا
ksi
5/1 است )،‌وليكن اين استحكام را به روشهاي مختلف مي توان تا
mpa
540 يا بيشتر افزايش داد. حتي اجزاء‌قطعات تحت تنش دماي بالا مثل چراثقالها ،‌پلها ، كشتيهاي چند طبقه و حتي تمام قايقهاي نجات ،‌دودكشها ، ‌مخازن ما نيز از آلومينيوم ساخته مي شود.
و روشهاي استحكام بخشي آلومينيوم و آلياژهاي كارپذير آلومينيوم و آلياژهاي آن در بخش بعدي مورد بررسي قرار مي گيرند . در جدول 4 رنج عمومي استحكام هاي متناسب مطابق هر يك از گروه بندي هاي بزرگ و آلياژ هاي كارپذير آلومينيم و همچنين تاثير عمليات حرارتي روي استحكام آلياژهاي يكسان نشان داده شده است . اين دو خاصيت ويژه آلومينيم ، يعني سبكي و استحكام آن (پس از فرايندهاي استحكام بخشي ) موجب شده است كه نسبت استحكام به وزن اين فلز در مقايسه با ساير فلزات ( به جز فلزاتي مانند تيتانيم ،‌منيزيم ، و آلياژهايشان) بالاتر باشد ،‌ كه اين امر موجب استفاده از اين فلز و آلياژهايش در صنايع هواپيماسازي و نظامي گشته است . در جدول (5) براي بيان روشنتر اين موضوع اين نسبت در مورد برخي از آلياژهاي آلومينيوم به همراه ساير فلزات ذكر شده است تا خواننده با مقايسه اعداد به اين نتيجه برسد .
مقاومت به خوردگي :
لاية‌اكسيدي تشكيل شده بر روي سطح آلومينيم هنگامي كه اين فلز در معرض اكسيژن قرار دارد، داراي خواص ويژه اي است كه آنرا از لاية‌اكسيد آهن تمايز مي سازد . از ويژگيهاي اين لاية‌ اكسيدي مي توان به مواردي همچون چسبندگي آن به زمينة ، عدم پوسته پوسته شدن با تخلخل ،‌دارا بودن سختي و دارا بودن سطحي صاف و روشن اشاره داشت . همچنين استفاده از روشهاي شيميايي نظير آندانرينگ مي توان بر صخامت لاية‌اكسيدي افزوده از اين سطح براي كاربريهاي خاص كه در آن يك سطح صاف و سخت مورد نياز باشد استفاده مي شود.
خصوصيات لاية‌اكسيدي سبب مقاومت آلومينيوم به خوردگي دو برابر آب و نمك و ساير عوامل محيطي مي شود. و همچنين آلومينيوم در برابر بسياري از مواد شيميايي مقاوم است .
برخي آلياژهاي آلومينيوم نظير آلياژ هاي 2219-7075 داراي مقاومت به خوردگي گالوانيكي پاييني مي باشند كه براي جلوگيري از خوردگي گالوانيكي اين گروه هاي آلياژي توسط آلياژهاي ديگر آلومينيوم ( به طور مثال اين دو آلياژ نامبرده شده توسط آلياژ 7075
( Al-1 zn )
...