อลูมิเนียมอัลลอยด์คืออะไร?
โลหะผสมอะลูมิเนียมคือองค์ประกอบทางเคมีที่มีการเติมธาตุอื่นๆ ลงในอะลูมิเนียมบริสุทธิ์เพื่อเพิ่มคุณสมบัติ โดยหลักแล้วเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ธาตุอื่นๆ เหล่านี้ ได้แก่ เหล็ก ซิลิคอน ทองแดง แมกนีเซียม แมงกานีส และสังกะสี ในปริมาณที่รวมกันแล้วอาจมีสัดส่วนมากถึง 15 เปอร์เซ็นต์ของโลหะผสมโดยน้ำหนัก โลหะผสมจะถูกกำหนดด้วยตัวเลขสี่หลัก โดยตัวเลขแรกจะระบุประเภททั่วไปหรือชุด ซึ่งกำหนดลักษณะโดยธาตุโลหะผสมหลัก
อะลูมิเนียมบริสุทธิ์
ซีรี่ส์ 1xxx
โลหะผสมซีรีส์ 1xxx ประกอบด้วยอะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ 99 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป โลหะผสมซีรีส์นี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม ใช้งานได้ดีเยี่ยม และนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี ด้วยเหตุนี้ โลหะผสมซีรีส์ 1xxx จึงมักถูกนำมาใช้ในระบบส่งไฟฟ้าหรือระบบโครงข่ายไฟฟ้า โลหะผสมซีรีส์นี้ที่นิยมใช้กันทั่วไป ได้แก่ 1350 สำหรับงานไฟฟ้า และ 1100 สำหรับถาดบรรจุภัณฑ์อาหาร
โลหะผสมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน
โลหะผสมบางชนิดมีความแข็งแรงมากขึ้นโดยการอบชุบด้วยความร้อนด้วยสารละลายแล้วจึงดับ หรือการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว การอบชุบด้วยความร้อนจะนำโลหะผสมที่เป็นของแข็งไปเผาให้ร้อนจนถึงจุดที่กำหนด ธาตุโลหะผสมที่เรียกว่าตัวถูกละลาย (solute) จะกระจายตัวเป็นเนื้อเดียวกันพร้อมกับอะลูมิเนียมที่หลอมรวมเป็นสารละลาย จากนั้นโลหะจะถูกดับหรือทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้อะตอมของตัวถูกละลายแข็งตัว อะตอมของตัวถูกละลายจะรวมตัวกันเป็นตะกอนที่กระจายตัวละเอียด ซึ่งเกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งเรียกว่าการบ่มตามธรรมชาติ หรือในเตาเผาที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งเรียกว่าการบ่มเทียม
ซีรี่ส์ 2xxx
ในโลหะผสมซีรีส์ 2xxx ทองแดงถูกใช้เป็นองค์ประกอบหลักในการผสม และสามารถเพิ่มความแข็งแรงได้อย่างมากผ่านการอบชุบด้วยความร้อนด้วยสารละลาย โลหะผสมเหล่านี้มีความแข็งแรงและความเหนียวสูง แต่ไม่สามารถต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศได้เทียบเท่าโลหะผสมอะลูมิเนียมอื่นๆ ดังนั้น โลหะผสมเหล่านี้จึงมักถูกเคลือบสีหรือเคลือบผิวเพื่อป้องกันการกัดกร่อน โดยทั่วไปจะเคลือบด้วยโลหะผสมที่มีความบริสุทธิ์สูงหรือโลหะผสมซีรีส์ 6xxx เพื่อต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างดีเยี่ยม โลหะผสม 2024 อาจเป็นโลหะผสมสำหรับอากาศยานที่เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางที่สุด
ซีรีย์ 6xxx
โลหะผสมซีรีส์ 6xxx มีความหลากหลาย สามารถอบชุบด้วยความร้อน ขึ้นรูปได้สูง เชื่อมได้ และมีความแข็งแรงสูงปานกลาง ควบคู่ไปกับความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม โลหะผสมในซีรีส์นี้ประกอบด้วยซิลิคอนและแมกนีเซียมเพื่อสร้างแมกนีเซียมซิลิไซด์ภายในโลหะผสม ผลิตภัณฑ์รีดขึ้นรูปจากซีรีส์ 6xxx เป็นตัวเลือกแรกสำหรับการใช้งานด้านสถาปัตยกรรมและโครงสร้าง โลหะผสม 6061 เป็นโลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในซีรีส์นี้ และมักใช้ในโครงรถบรรทุกและเรือ นอกจากนี้ เคสโทรศัพท์บางรุ่นยังทำจากโลหะผสมซีรีส์ 6xxx อีกด้วย
ซีรี่ส์ 7xxx
สังกะสีเป็นสารผสมหลักสำหรับโลหะผสมชนิดนี้ และเมื่อเติมแมกนีเซียมในปริมาณที่น้อยลง จะได้โลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงมากและสามารถอบชุบด้วยความร้อนได้ ธาตุอื่นๆ เช่น ทองแดงและโครเมียม อาจเติมในปริมาณเล็กน้อยได้เช่นกัน โลหะผสมที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดคือ 7050 และ 7075 ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอากาศยาน
โลหะผสมที่ไม่สามารถอบด้วยความร้อนได้
โลหะผสมที่ไม่ได้ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนจะถูกทำให้แข็งแรงขึ้นโดยการขึ้นรูปเย็น การขึ้นรูปเย็นเกิดขึ้นระหว่างวิธีการรีดหรือการตีขึ้นรูป และเป็นกระบวนการ "ขึ้นรูป" โลหะเพื่อทำให้โลหะแข็งแรงขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อรีดอะลูมิเนียมให้บางลง อะลูมิเนียมก็จะแข็งแรงขึ้น เนื่องจากกระบวนการขึ้นรูปเย็นจะทำให้เกิดการเคลื่อนตัวและช่องว่างในโครงสร้าง ซึ่งจะยับยั้งการเคลื่อนที่ของอะตอมที่สัมพันธ์กัน ซึ่งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโลหะ ธาตุผสมอย่างเช่นแมกนีเซียมจะยิ่งทำให้ผลกระทบนี้รุนแรงขึ้น ส่งผลให้โลหะมีความแข็งแรงมากขึ้น
ซีรี่ส์ 3xxx
แมงกานีสเป็นธาตุโลหะผสมหลักในกลุ่มนี้ ซึ่งมักมีการเติมแมกนีเซียมในปริมาณเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม แมงกานีสสามารถเติมลงในอะลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพในปริมาณจำกัดเท่านั้น 3003 เป็นโลหะผสมที่ได้รับความนิยมสำหรับการใช้งานทั่วไป เนื่องจากมีความแข็งแรงปานกลางและใช้งานได้ดี และอาจนำไปใช้ในงานต่างๆ เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและอุปกรณ์ทำอาหาร โลหะผสม 3004 และการดัดแปลงต่างๆ ถูกนำมาใช้ในตัวถังกระป๋องเครื่องดื่มอะลูมิเนียม
ซีรี่ส์ 4xxx
โลหะผสมซีรีส์ 4xxx ผสมกับซิลิคอน ซึ่งสามารถเติมในปริมาณที่เพียงพอเพื่อลดจุดหลอมเหลวของอะลูมิเนียมโดยไม่ทำให้เกิดความเปราะ ด้วยเหตุนี้ โลหะผสมซีรีส์ 4xxx จึงสามารถผลิตลวดเชื่อมและโลหะผสมบัดกรีคุณภาพสูงที่ต้องการจุดหลอมเหลวต่ำ โลหะผสม 4043 เป็นหนึ่งในโลหะผสมฟิลเลอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการเชื่อมโลหะผสมซีรีส์ 6xxx สำหรับงานโครงสร้างและยานยนต์
ซีรี่ส์ 5xxx
แมกนีเซียมเป็นสารผสมหลักในกลุ่ม 5xxx และเป็นหนึ่งในธาตุผสมที่มีประสิทธิภาพและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับอะลูมิเนียม โลหะผสมในกลุ่มนี้มีความแข็งแรงปานกลางถึงสูง รวมถึงความสามารถในการเชื่อมที่ดีและความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมทางทะเล ด้วยเหตุนี้ โลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียมจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในงานก่อสร้าง ถังเก็บ ภาชนะรับแรงดัน และการใช้งานทางทะเล ตัวอย่างการใช้งานโลหะผสมทั่วไป ได้แก่ 5052 ในงานอิเล็กทรอนิกส์ 5083 ในงานทางทะเล แผ่น 5005 อะโนไดซ์สำหรับงานสถาปัตยกรรม และ 5182 ที่ใช้ทำฝากระป๋องเครื่องดื่มอะลูมิเนียม
