อลูมิเนียมอัลลอยด์คืออะไร?
อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีการเติมองค์ประกอบอื่นๆ ลงในอลูมิเนียมบริสุทธิ์เพื่อเพิ่มคุณสมบัติ โดยหลักๆ แล้วเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ธาตุอื่นๆ เหล่านี้ได้แก่ เหล็ก ซิลิคอน ทองแดง แมกนีเซียม แมงกานีส และสังกะสี ในระดับที่รวมกันอาจมีสัดส่วนมากถึง 15 เปอร์เซ็นต์ของโลหะผสมโดยน้ำหนัก โลหะผสมถูกกำหนดให้เป็นตัวเลขสี่หลัก ซึ่งหลักแรกจะระบุถึงคลาสหรืออนุกรมทั่วไป โดยมีลักษณะเฉพาะด้วยองค์ประกอบการผสมหลัก
อลูมิเนียมบริสุทธิ์
ซีรีส์ 1xxx
โลหะผสมซีรีส์ 1xxx ประกอบด้วยอะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ 99 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป ซีรีส์นี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม ใช้งานได้ดีเยี่ยม ตลอดจนมีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าสูง นี่คือเหตุผลว่าทำไมซีรีส์ 1xxx จึงมักใช้สำหรับการส่งหรือสายส่งไฟฟ้า ชื่อโลหะผสมทั่วไปในซีรีส์นี้คือ 1350 สำหรับการใช้งานด้านไฟฟ้า และ 1100 สำหรับถาดบรรจุภัณฑ์อาหาร
โลหะผสมที่รักษาความร้อนได้
โลหะผสมบางชนิดมีความเข้มแข็งขึ้นโดยการใช้ความร้อนด้วยสารละลายแล้วจึงทำให้เย็นลง หรือทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว การอบชุบด้วยความร้อนจะนำโลหะอัลลอยด์ที่เป็นของแข็งและให้ความร้อนไปยังจุดที่กำหนด องค์ประกอบของโลหะผสมที่เรียกว่าตัวถูกละลายนั้นมีการกระจายตัวเป็นเนื้อเดียวกันโดยที่อะลูมิเนียมจะวางองค์ประกอบเหล่านั้นไว้ในสารละลายที่เป็นของแข็ง ต่อมาโลหะจะถูกทำให้เย็นลงหรือเย็นลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้อะตอมของตัวถูกละลายแข็งตัวอยู่กับที่ อะตอมของตัวถูกละลายจึงรวมตัวกันเป็นตะกอนที่กระจายตัวละเอียด สิ่งนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้องซึ่งเรียกว่าการแก่ตามธรรมชาติ หรือในการทำงานของเตาที่อุณหภูมิต่ำซึ่งเรียกว่าการแก่ชราเทียม
ซีรีส์ 2xxx
ในซีรีส์ 2xxx ทองแดงถูกใช้เป็นองค์ประกอบการผสมหลัก และสามารถเสริมกำลังได้อย่างมีนัยสำคัญผ่านการบำบัดความร้อนด้วยสารละลาย โลหะผสมเหล่านี้มีส่วนผสมที่ลงตัวระหว่างความแข็งแรงและความเหนียวสูง แต่ไม่มีระดับความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศเหมือนกับอลูมิเนียมอัลลอยด์อื่นๆ ดังนั้นโลหะผสมเหล่านี้จึงมักถูกทาสีหรือหุ้มสำหรับการสัมผัสดังกล่าว โดยทั่วไปจะหุ้มด้วยโลหะผสมที่มีความบริสุทธิ์สูงหรือโลหะผสมซีรีส์ 6xxx เพื่อต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมาก ล้อแม็ก 2024 อาจเป็นโลหะผสมเครื่องบินที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด
ซีรีส์ 6xxx
ซีรีส์ 6xxx ใช้งานได้อเนกประสงค์ สามารถอบชุบด้วยความร้อน ขึ้นรูปได้สูง เชื่อมได้ และมีความแข็งแรงสูงปานกลาง ควบคู่ไปกับความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม โลหะผสมในชุดนี้ประกอบด้วยซิลิคอนและแมกนีเซียมเพื่อสร้างแมกนีเซียมซิลิไซด์ภายในโลหะผสม ผลิตภัณฑ์อัดขึ้นรูปจากซีรีส์ 6xxx เป็นตัวเลือกแรกสำหรับการใช้งานด้านสถาปัตยกรรมและโครงสร้าง ล้อแม็ก 6061 เป็นโลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในซีรีส์นี้ และมักใช้ในโครงรถบรรทุกและเรือเดินทะเล นอกจากนี้เคสโทรศัพท์บางรุ่นยังทำจากโลหะผสมซีรีส์ 6xxx
ซีรีส์ 7xxx
สังกะสีเป็นสารผสมหลักสำหรับซีรีส์นี้ และเมื่อเติมแมกนีเซียมในปริมาณที่น้อยลง ผลลัพธ์ที่ได้คือโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงมากสามารถผ่านการบำบัดความร้อนได้ ธาตุอื่นๆ เช่น ทองแดง และโครเมียม อาจเติมในปริมาณเล็กน้อยก็ได้ โลหะผสมที่รู้จักมากที่สุดคือ 7050 และ 7075 ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเครื่องบิน
โลหะผสมที่ไม่สามารถรักษาความร้อนได้
โลหะผสมที่ไม่ผ่านการบำบัดความร้อนจะเสริมความแข็งแกร่งด้วยการทำงานเย็น การทำงานเย็นเกิดขึ้นระหว่างวิธีการรีดหรือการตีขึ้นรูป และเป็นการกระทำของการ "ทำงาน" โลหะเพื่อให้มีความแข็งแรงมากขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อรีดอะลูมิเนียมลงไปจนบางลง เกจก็จะแข็งแกร่งขึ้น เนื่องจากการทำงานเย็นทำให้เกิดการเคลื่อนตัวและตำแหน่งว่างในโครงสร้าง ซึ่งจะขัดขวางการเคลื่อนที่ของอะตอมที่สัมพันธ์กัน สิ่งนี้จะเพิ่มความแข็งแกร่งของโลหะ องค์ประกอบที่เป็นโลหะผสม เช่น แมกนีเซียม จะทำให้ผลกระทบนี้รุนแรงขึ้น ส่งผลให้มีความแข็งแรงสูงยิ่งขึ้นไปอีก
ซีรีส์ 3xxx
แมงกานีสเป็นธาตุผสมหลักในชุดนี้ โดยมักเติมแมกนีเซียมในปริมาณน้อย อย่างไรก็ตาม สามารถเติมแมงกานีสลงในอะลูมิเนียมได้ในปริมาณที่จำกัดเท่านั้น 3003 เป็นโลหะผสมยอดนิยมสำหรับงานทั่วไปเนื่องจากมีความแข็งแรงปานกลางและสามารถใช้การได้ดี และอาจใช้ในการใช้งานเช่นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและอุปกรณ์ทำอาหาร โลหะผสม 3004 และการดัดแปลงถูกนำมาใช้ในตัวกระป๋องเครื่องดื่มอะลูมิเนียม
ซีรีส์ 4xxx
โลหะผสมซีรีส์ 4xxx ผสมกับซิลิคอน ซึ่งสามารถเติมได้ในปริมาณที่เพียงพอเพื่อลดจุดหลอมเหลวของอะลูมิเนียม โดยไม่ทำให้เกิดความเปราะบาง ด้วยเหตุนี้ ซีรีส์ 4xxx จึงผลิตลวดเชื่อมและโลหะผสมสำหรับการบัดกรีที่ดีเยี่ยมโดยต้องใช้จุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่า ล้อแม็ก 4043 เป็นหนึ่งในโลหะผสมตัวเติมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเชื่อมโลหะผสมซีรีส์ 6xxx สำหรับการใช้งานด้านโครงสร้างและยานยนต์
ซีรีส์ 5xxx
แมกนีเซียมเป็นสารผสมหลักในซีรีส์ 5xxx และเป็นหนึ่งในองค์ประกอบโลหะผสมที่มีประสิทธิภาพและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอะลูมิเนียม โลหะผสมในซีรีส์นี้มีลักษณะความแข็งแรงปานกลางถึงสูง รวมถึงมีความสามารถในการเชื่อมที่ดีและทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมทางทะเล ด้วยเหตุนี้ โลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียมจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอาคารและการก่อสร้าง ถังเก็บ ภาชนะรับความดัน และการใช้งานทางทะเล ตัวอย่างการใช้งานโลหะผสมทั่วไป ได้แก่: 5052 ในงานอิเล็กทรอนิกส์, 5083 ในการใช้งานทางทะเล, แผ่นอะโนไดซ์ 5005 สำหรับงานสถาปัตยกรรม และ 5182 ทำฝากระป๋องเครื่องดื่มอะลูมิเนียม