المنيوم (خلايط)

Aluminium aloys - Alliages d'aluminium

الألمنيوم (خلائط -)

غسان موسى

استخدامات خلائط الألمنيوم	ترميز خلائط الألمنيوم
سكب خلائط الألمنيوم	خلائط الألمنيوم – الليثيوم
تصميم خلائط الألمنيوم	المعالجة الحرارية لخلائط الألمنيوم
أنواع خلائط الألمنيوم

يمتلك الألمنيوم النقي مزايا عديدة كانخفاض الوزن النوعي ومقاومة التأكّل العالية والمظهر الجيد؛ ولكنه معدن لين جداً لا يمكن استخدامه في الحالة المخمرة لتصنيع بعض المكونات للاستخدامات المختلفة، مع أن مواصفاته الميكانيكية تتحسن بالتشكيل، فإجهاد الخضوع للألمنيوم التجاري النقي (99 % ألمنيوم على الأقل) بالحالة المخمرة في حدود MPa35 (ميغا باسكال)، وقد يرتفع في بعض عمليات التشكيل إلى MPa120.

في العام 1910 اكتشف عالم التعدين الألماني الدكتور ألفرد ويلم Alfred Wilm أن إضافة عنصر النحاس إلى الألمنيوم النقي وإجرا المعالجة الحرارية المناسبة (تقسية بالترسيب) تزيد في متانة الخليطة كثيراً حتى 450 MPa، وبإضافة 4% نحاس أمكن الحصول على خليطة دورالومين Duralumin (نسبة إلى مدينة دورن مركز صناعة الألمنيوم في ألمانيا)، ولتطوير صناعة الطائرات في بدايات القرن العشرين برزت الحاجة إلى تطوير خلائط خفيفة الوزن وذات متانة عالية، حيث يمكّن تخفيض وزن الطائرة وزيادة حمولتها. وأدت الأبحاث إلى تطوير الكثير من خلائط الألمنيوم التي استخدمت على نطاق واسع في معظم أجزا الطائرات. ولزيادة مقاومة تلك الخلائط للتأكّل يلجأ إلى حمايتها بالألمنيوم النقي. ونظراً لمقاومة الألمنيوم التجاري النقي للتأكّل وسهولة تشكيله شاع استخدامه على نطاق واسع في أدوات الطبخ وتجهيزات الإنتاج الكيميائي وهياكل النوافذ والأبواب، وأصبح الألمنيوم وخلائطه المعدن التالي في الانتشار بعد الحديد والفولاذ.

أنواع خلائط الألمنيوم:

تقسم خلائط الألمنيوم aluminum alloys إلى صنفين رئيسيين: خلائط السكب وخلائط التطريق. وثمة تمييز آخر ضمن كل مجموعة يعتمد على آلية تطور مواصفات الخليطة. تستجيب أكثر الخلائط للمعالجة الحرارية اعتماداً على قابلية انحلال الطور. وتشمل هذه المعالجات: المعالجة الحرارية بالذوبان، والمعالجة بالإسقا ، والترسيب أو التقسية بالتعتيق، وتوصف هذه الخلائط بأنها قابلة للمعالجة. يعتمد عدد كبير من خلائط التطريق على التصلد الانفعالي بإجرا تخفيض ميكانيكي، وتتوافق وعمليات تخمير متنوعة. ويشار إلى هذه الخلائط بأنها متصلدة انفعالياً أو مقسّاة بالتشكيل. وبعض خلائط السكب غير قابلة للمعالجة الحرارية وتستخدم كما تسكب أو تعدل في بعض الحالات حرارياً، ولا تتعلق العملية بتأثير الانحلال أو الترسيب.

ترميز خلائط الألمنيوم:

ثمة منظومات ترميز متعددة لخلائط السكب والتطريق؛ غير أن أكثرها استخداماً هو منظومة اتحاد الألمنيوم Aluminum Association في الولايات المتحدة. تقسم هذه المنظومة الخلائط إلى عائلات، وتستخدم للخلائط المطرّقة رموزاً من أربع خانات كما يلي:

xxx1 ألمنيوم نقي مضبوط.

xxx2 الخلائط التي يشكل النحاس فيها العنصر الخليط الرئيسي؛ ويمكن أن تحتوي على عناصر أخرى، أهمها المغنزيوم.

xxx3 الخلائط التي يشكل المنغنيز فيها العنصر الخلائطي الرئيسي.

xxx4 الخلائط التي يشكل السليكون فيها العنصر الخلائطي الرئيسي.

xxx5 الخلائط التي يشكل المغنزيوم فيها العنصر الخلائطي الرئيسي.

xxx6 الخلائط التي يشكل المغنزيوم والسليكون فيها العنصرين الخليطين الرئيسيين.

xxx7 الخلائط التي يشكل الزنك فيها العنصر الخلائطي الرئيسي، ويمكن أن تحتوي على عناصر أخرى مثل النحاس والمغنزيوم والكروم والزركونيوم.

xxx8 خلائط تحتوي على القصدير وبعض الليثيوم.

xxx9 رمز محجوز لخلائط مستقبلية.

أما خلائط السكب فرموزها من ثلاث خانات تتبعها قيمة عشرية:

xx.x1 ألمنيوم نقي خاص لتصنيع الدائر.

xx.x2 الخلائط التي يشكل النحاس فيها العنصر الخلائطي الرئيسي، وممكن أن تحتوي على بعض العناصر الخليطة الأخرى.

3xx.x الخلائط التي يشكل السليكون فيها العنصر الخلائطي الأول، وممكن أن تحتوي على بعض العناصر الخليطة الأخرى مثل النحاس والمغنزيوم.

4xx.x الخلائط التي يشكل السليكون فيها العنصر الخلائطي الرئيسي.

5xx.x الخلائط التي يشكل المغنزيوم فيها العنصر الخلائطي الرئيسي.

6xx.x رمز محجوز لخلائط مستقبلية.

7xx.x الخلائط التي يشكل الزنك فيها العنصر الخلائطي الرئيسي، ويمكن أن تحتوي على عناصر أخرى مثل النحاس والمغنزيوم.

8xx.x الخلائط التي يشكل القصدير فيها العنصر الخلائطي الرئيسي.

9xx.x رمز محجوز لخلائط مستقبلية.

يدل الرقم 0 بعد الفاصلة على المسكوبات (مثل القلب الدوار rotor لمحرك كهربائي) والرقم 1 يدل على الكتل البدائية ingot، وللمجموعة الأولى يدل الرقمان الثاني والثالث على نسبة الألمنيوم؛ وفي بقية المجموعات يحددان فقط خليطة معينة.

يبين الجدول (1) التركيب الكيميائي والمواصفات الميكانيكية لبعض خلائط التطريق

الجدول رقم (1) بعض خلائط السكب معادن أخرى Ti Sn Zn Ni Cr Mg Mn Cu Fe Si المنتج الخليطة المجموع كل واحد 0.10 0.05 0.15 0.35 - - - - 0.15-0.55 0.20-0.50 4- 5.2 0.15 0.10 S 201.1 0.50 - 0.25 - 1.5 0.25 0.35 0.20 0.60 0.2- 0.6 1.0-2.0 1.0 7.5- 8.5 S 328.0 0.25 - - 0.15 0.50 0.50 - 0.10 0.35 0.10 2.0 11.0- 13.0 D 413.0 0.15 0.05 0.25 - 0.15 - - 3.5- 4.5 0.35 0.15 0.5 0.3- 0.7 S 511.0 0.15 0.05 0.25 - 2.7- 3.3 - 0.20- 0.40 1.4- 1.8 0.4- 0.6 0.2 0.8 0.20 S.P 705.0 0.3 - 0.2 5.5- 7.0 - 0.7 1.3 - 0.10 0.10 0.7 1.3 0.7 0.7 S.P 850.0 0.15 0.05 0.25 - 0.35 - - 0.2- 0.45 0.35 0.25 0.6 6.5- 7.5 S.P 356.0

يشير إلى قالب رملي و إلى قالب دائم و إلى السكب بالقولبة  

 

والجدول (2) لبعض خلائط السكب وفق هذا الترميز.

الجدول رقم (2) بعض خلائط التطريق معادن أخرى Al min Ti V Ga Zn Ni Cr Mg Mn Cu Fe Si رقم الإيزو R 209 الرقم الأمريكي خلائط وفق اتحاد الألمنيوم المجموع كل واحد 0.10 0.03 99.5 0.03 0.05 - 0.05 - - 0.05 0.05 0.05 0.40 0.25 Al99.5 A91050 1050 0.15 0.05 rem 0.15 - - 0.25 - 0.10 1.2-1.8 0.3 0.9 3.8-4.9 0.50 0.5 Alcu4Mg1 A92024 2024 0.10 0.03 Rem 0.03 0.05 - 0.05 - - 0.05-0.20 0.05 0.25 0.15 0.10 0.08 - A93002 3002 0.15 0.05 Rem - - - 0.20 - - 1.0-2.0 0.10 0.25 0.8 9.0-10.5 - A94004 4004 0.15 0.05 Rem - - - 0.25 - 0.10 0.5-1.1 0.20 0.20 0.70 0.30 AlMg1 A95005 5005 0.15 0.05 Rem 0.10 - - 0.10 - 0.10 0.45 0.90 0.10 0.10 0.35 0.20 0.60 AlMg0.5 Si A96063 6063 0.15 0.05 Rem 0.20 - - 5.1 6.1 - 0.18 0.28 2.1 2.0 0.30 1.2 2.0 0.50 0.40 AlZn 5.5 Mgcu A97075 7075 0.15 0.05 Rem - - - 0.05 0.9-1.3 - - - 0.15 0.45 0.7 0.17 - A98001 8001

خلائط الألمنيوم – الليثيوم:

طُوِّرت خلائط الألمنيوم – الليثيوم أساساً لتخفيف وزن الطائرات والمركبات و المعدات الفضائية، ودرس مؤخراً إمكان استخدامها في تطبيقات تمييع الغازات (مثل أوعية وقود الأكسجين والهدروجين السائل في المركبات الفضائية).

بدأ استعمال هذه الخلائط في السبعينيات من القرن الماضي بعد أن توصل منتجو الألمنيوم إلى تطويرها بسرعة لتحل محل الخلائط التقليدية المستخدمة في هياكل الطائرات. وكان الهدف من تطوير خلائط الألمنيوم- الليثيوم بحيث يمكن معالجتها وتشكيلها باستخدام التجهيزات الموجودة أصلاً في شركات صناعة الطائرات، وفـي منتصف الثمانينيات أدخلت الخلائط 2091 و2090 و8090، وتلتها بعد مدة وجيزة السبائك 049 و CP276. والتركيب التقريبي لهذه السبائك وفق الوزن هو كما يلي:

- Weddelite 049: 5.4 Cu, 1.3 Li, 0.4 Ag, 0.4 Mg,

0.14 Zr.

  2090:2.7Cu, 2.2 Li, 0.12 Zr-

   -2091:2.1Cu, 2.0 Li, 0.10 Zr

 -8090:2.45Li, 0.12 Zr, 1.3 Cu, 0.95 Mg

 -CP276 : 2.7 Cu, 2.2 Li, 0.5 Mg, 0.12 Zr

تمتاز خلائط الألمنيوم- الليثيوم بالمزايا التالية:

- الكثافة المنخفضة.

- معامل المرونة المرتفع.

- الخصائص الممتازة لمقاومة التعب.

- المتانة العالية عند درجات الحرارة المنخفضة.

الليثيوم هو أخف عنصر معدني (كثافته 0.5334gr/Cm3 )، وإن إضافة %1 ليثيوم إلى الخليطة تخفض كثافتها بنسبة 3% ، وتزيد معامل المرونة بنسبة 5 %؛ علماً بأن النسبة العظمى لانحلال الليثيوم هي 4.2 %.

تعالج خلائط الألمنيوم – الليثيوم بالدرفلة والبثق والتطريق، والتجهيزات نفسها المستخدمة لإنتاج خلائط الألمنيوم التقليدية؛ ولكن هنالك بعض الاختلافات بالنسبة إلى بعض العمليات الأخرى مثل إنتاج الكتل البدائية بالصهر والسكب؛ لأنها تحتاج إلى مزيدٍ من العناية.

المعالجة الحرارية لخلائط الألمنيوم:

يقصد بالمعالجة الحرارية عموماً أي عمليات تسخين أو تبريد تُجرى بهدف تغيير المواصفات الميكانيكية أو البنية التعدينية (الميتالورجية) أو حالة الإجهادات المتبقية في منتج معدني، أما عند استخدام عبارة المعالجة الحرارية لخلائط الألمنيوم؛ فيقصد بها العمليات المطبقة لزيادة قساوة الخلائط المسكوبة أو المطرقة القابلة للتقسية بالترسيب وزيادة متانتها. تسمى هذه الخلائط عادة الخلائط القابلة للمعالجة الحرارية لتمييزها من الخلائط التي لا تزداد متانتها بالتسخين والتبريد، وتسمى خلائط غير معالجة بالحرارة، وتعالج هذه الخلائط بالتشكيل على البارد لزيادة متانتها. ويطبق التخمير لإنقاص المتانة وزيادة المطيلية ductility على نوعي الخلائط كليهما.

تجرى المعالجة الحرارية لخلائط الألمنيوم بهدف زيادة متانتها في عملية من ثلاث مراحل:

- معالجة حرارية بالذوبان: melt heat treatment: انحلال الطور القابل للذوبان والحصول على محلول صلب، حيث يذاب الكم الأكبر من العنصر المقسي في الخليطة. وتتم العملية بتسخين الخليطة عند درجة حرارة مناسبة ولزمن كاف للحصول على محلول صلب متجانس.

- الإسقا quenching: تطوير الحالة المشبعة للمحافظة على المحلول الصلب المشكل عند درجة حرارة المعالجة الحرارية بالتبريد السريع إلى درجة منخفضة (درجة حرارة الغرفة).

- التقسية بالتعتيق age hardening: ترسيب الذرات المنحلة عند درجة حرارة الغرفة (تعتيق طبيعي)، أو عند درجة حرارة مرتفعة (التعتيق الصنعي أو المعالجة الحرارية بالترسيب). تعالج الخليطة 2024 حرارياً بالذوبان عند درجـة حرارة المعـدن 495سْ ورمز المعالجة T3، وتتـم المعالجة الحرارية بالترسيب عند درجة حرارة المعدن 190سْ ولمدة 12 ساعة ورمز المعالجة T81. من الضروري أن يتبع عملية الذوبان عملية تشكيل على البارد قبل أي معالجة حرارية بالترسيب للحصول على المواصفات المحددة في هذه المعالجة. ويمكن أن تجرى المعالجة الحرارية بالترسيب لبعض الخلائط من دون الحاجة إلى معالجة حرارية بالذوبان قبلها.

يرمز إلى حالات المعالجة الحرارية temper designations على النحو التالي:

يضع المعيار القومي الأمريكي ANSI H351 رمز حالة المعالجة بعد رمز الخليطة، ويفصل بينهما خط، ويكون الرمز حرفاً كبيراً يتبعه رقم من خانة أو خانتين تدل على مراحل المعالجة التي تعطي مواصفات محددة للمنتج. ورموز الحالات الرئيسية المختلفة هي كما يلي:

O المنتجات المطرقة المخمرة للحصول على أخفض متانة، والمنتجات المسبوكة المخمرة لتحسين المطيلية وثبات الأبعاد. ويمكن أن يتبع الحرف O رقم.

W تعتيق عند درجة حرارة الغرفة بعد المعالجة الحرارية بالذوبان، ويتبع الحرف W مدة المعالجة بالساعة.

T معالجة حرارية مع تصلد انفعالي إضافي أو من دونه للحصول على حالة مستقرة، ويتبع الحرف T رقم من 1 إلى 10 بحسب الحالات التالية:

T1 تبريد من درجة حرارة التشكيل المرتفعة وتعتيق طبيعي إلى حالة مستقرة.

T2 تبريد من درجة حرارة التشكيل المرتفعة ثم تشكيل على البارد وتعتيق طبيعي إلى حالة مستقرة.

T3 معالجة حرارية بالذوبان يتبعها تشكيل على البارد وتعتيق طبيعي إلى حالة مستقرة.

T4 معالجة حرارية بالذوبان وتعتيق طبيعي إلى حالة مستقرة.

T5 تبريد من درجة حرارة تشكيل مرتفعة وتعتيق صنعي.

T6 معالجة حرارية بالذوبان وتعتيق صنعي.

T7 معالجة حرارية بالذوبان ثم معالجة حرارية بالاستقرار لتحسين المواصفات الميكانيكية.

T8 معالجة حرارية بالذوبان يتبعها تشكيل على البارد ثم تعتيق صنعي.

T9 معالجة حرارية بالذوبان يتبعها تعتيق صنعي ثم تشكيل على البارد.

T10 تبريد من درجة حرارة تشكيل مرتفعة يتبعها تشكيل على البارد ثم تعتيق صنعي.

استخدامات خلائط الألمنيوم:

لخلائط الألمنيوم استخدامات واسعة في مختلف نواحي الحياة، من الأدوات المنزلية إلى الأجسام الطائرة ومركبات الفضا والإنشا ات نظراً للمزايا التي تتمتع بها تلك الخلائط وتنوعها الكبير بحيث تناسب مختلف الاستخدامات و فيما يلي أهمها:

- المباني والتطبيقات الإنشائية:

تستخدم خلائط الألمنيوم على نطاق واسع في إنشا الجسور والأبراج والخزانات، ولأن المقاطع والصفائح الفولاذية أقل كلفة؛ يستخدم الألمنيوم عندما تراعى المزايا التصميمية وخفة الوزن ومقاومة التأكّل والعوامل الجوية، مع العلم بأن مُعامل مرونة الألمنيوم نحو ثلث معامل مرونة الفولاذ، وهذا يعني أن الانفعالات ستكون أكبر بكثير في حالة الألمنيوم، وهذا ما يتطلب عناية خاصة في التصميم. ويمكن في حال التصميم المناسب تخفيض وزن بعض الإنشا ات بنسبة 50% عند استخدام خلائط الألمنيوم مقارنة بالفولاذ منخفض الكربون.

تستخدم خلائط الألمنيوم في تصنيع إطارات النوافذ والأبواب والسلالم وأطاريف الجسور والأدراج وإشارات المرور وأبراجه. كما تستخدم في الجسور العسكرية النقالة وبعض الجسور الخاصة والروافع وتجهيزات التداول والنقل وفي خزانات المياه.

- الحاويات والتغليف:

يستخدم الألمنيوم على نطاق واسع في الصناعات الغذائية والدوائية؛ لأنه غير سام ولا يُمتص ولا يتشظى؛ ولأنه يقلل من تكاثر البكتريا إلى الحد الأدنى، ويشكل أملاحاً لا لون لها، ويمكن تنظيفه وتعقيمه بالبخار. تخفض الحرارة النوعية الحجمية للألمنيوم نفقات التشغيل عندما تكون هنالك حاجة إلى إدخال الحاويات المصنعة من الألمنيوم وإخراجها من الأفران والبرادات. وتستخدم خلائط الألمنيوم في مطاحن الحبوب والمنشآت الأخرى المتعرضة لخطر الانفجار؛ نظراً لأن هذه الخلائط لا تصدر شرارات كهربائية، كما تستخدم حاويات الألمنيوم لنقل المواد الكيميائية الخاصة ومواد التجميل.

يستخدم الألمنيوم على نطاق واسع في تغليف المواد والوجبات الغذائية وحاويات الأطعمة وأنابيب المعاجين وعبوات الأشربة واللحوم.

- النقل:

لخلائط الألمنيوم المشكّلة والمسكوبة تطبيقات واسعة في صناعة السيارات مثل أجزا المحركات والمكابس والأسطوانات وعلب نقل الحركة وأجهزتها والدواليب وغيرها، كما تستخدم صفائح الألمنيوم في صنع هياكل البيوت المقطورة والباصات وعربات القطارات.

- الصناعات الجوية:

تستخدم خلائط الألمنيوم في صنع معظم أجزا الطائرات والصواريخ والمركبات الفضائية وملحقاتها وخزانات الوقود السائل المؤكسد. كما تستخدم على نطاق واسع في صنع الأجزا الخارجية للطائرات والمعرضة للبيئة الملحية بسبب النسبة المرتفعة بين المتانة والكثافة، ومقاومتها التأكّل. ويمكن زيادة مقاومتها للتأكّل باستخدام خلائط ألكلاد Alclad أو بالتغليف الأنودي anoding coating.

- التطبيقات الكهربائية:

يستخدم الألمنيوم في تصنيع النواقل الكهربائية، ويعالج بإضافة كميات قليلة جداً من اليود للتخلص من التيتانيوم والفاناديوم اللذين يزيدان المقاومة، ويُعدّ الألمنيوم منافساً رئيسياً للمواد الأخرى لكلفته المنخفضة وناقليته الكهربائية العالية ومتانته ووزنه النوعي المنخفض ومقاومته الممتازة للتأكّل. تملك خليطة الألمنيوم رقم 1350 ناقلية 61.8% من معيار النحاس المخمر الدولي (IACS) و إجهاد شد أعظمي من 55 MPa إلى 124 MPa بحسب نسب التخفيض المطبقة في عمليات سحب الأسلاك. ولدى المقارنة بين النوعين، بالكتلة بدلاً من الحجم، تكون ناقلية الألمنيوم المسحوب 1359 أكبر بـ 204.6%. كذلك تستخدم خلائط الألمنيوم في المحركات الكهربائية والمولدات والمحولات والإنارة والمكثفات.

ولخلائط الألمنيوم استخدامات كثيرة في التطبيقات البحرية وفي المفروشات والزخرفة وفي تجهيزات الصناعة النفطية والنسيجية وصناعة الورق ومنظومات الري وفي المناجم.

سكب خلائط الألمنيوم:

أدّت طرائق سكب الألمنيوم دوراً كبيراً في انتشار صناعة الألمنيوم منذ بداية استعماله في نهاية القرن التاسع عشر. وأول منتج تجاري من الألمنيوم جرى تصنيعه بالسكب (أدوات الطبخ وبعض الأثاث المنزلي). ثم انتشر على نحو واسع ليلبي الاحتياجات الهندسية المختلفة.

تنتج اليوم مئات الأنواع من خلائط الألمنيوم المسكوب؛ سوا بالسكب بالرمل الرطب أم الرمل الجاف أم القولبة في قوالب المواد المركّبة، وقوالب الجص plaster وبالشمع المهدور وقوالب الضغط المنخفض والضغط العالي وبالقوة النابذة وبالسكب المستمر. ويمكن تقسيم طرائق السكب إلى نوعين: القولبة في القوالب المستهلكة أو القوالب الدائمة، وتستخدم القوالب المستهلكة في سكب القسم الأكبر من خلائط السكب، كما تسكب أشكال معقدة جداً من خلائط الألمنيوم بالسكب بالشمع المهدور.

تؤثر طريقة السكب المستخدمة في سكب خلائط الألمنيوم في قابلية تشغيل القطع المسكوبة، فمثلاً تُعدّ القطع المسكوبة من الخليطة A390 بالقوالب التقليدية قابلة للتشغيل بصورة أفضل من القطع المسكوبة في القوالب الرملية، وهذا ناجم عن اختلاف البنية المكروية التي يُحصل عليها في كل من الطريقتين والتي لها علاقة بمعدل التبريد. يعطي السكب في القوالب المعدنية حبيبات سليكونية ناعمة وموزعة بشكل منتظم في البنية، في حين تكون حبيبات السليكون في السكب في القوالب الرملية أكبر حجماً وموزعة بشكل أقل انتظاماً. وتختار عملية السكب بدلاً من عمليات التشغيل بالتطريق للقطع المعقدة التي تحتوي على تعقيدات داخلية في الشكل.

تصميم خلائط الألمنيوم:

تحدد المواصفات العامة الرئيسية للخليطة المراد تصميمها بحيث تتناسب مع طبيعة استخدام القطع التي ستصنع منها. وفيما يتعلق بخلائط الألمنيوم يجب أن تلبي الخليطة عند تصميمها المواصفات المتوخاة منها من حيث المتانة ومقاومة التأكّل وقلة الوزن النوعي. ولدى إضافة العناصر الخلائطية المناسبة لزيادة المتانة مثل النحاس والزنك تنخفض مقاومة التأكّل، وتُؤكسَد السطوح، أو تُلبّس بالألمنيوم النقي لحمايتها. ومن أجل أدوات الطهي المنزلية تستخدم خلائط الألمنيوم التجاري النقي الذي يتصلد انفعالياً في أثنا عمليات التشكيل (بالتدويم أو السحب العميق والكي)، وتمتاز هذه الخلائط بمقاومتها العالية للتأكّل. أما ما يتعلق بالخلائط غير القابلة للمعالجة الحرارية، والتي يمكن زيادة متانتها في عمليات التشكيل، حيث يزيد التصلد الانفعالي من متانة الخليطة، فتحدد أولاً نسب العناصر الخليطة التي تزيد في المتانة بد اً من الحالة المخمرة، مثل النحاس في الخليطة 2024 ، ثم تحدد عمليات التشكيل والتخفيض المطلوب تحقيقه من معرفة منحني الإجهاد – الانفعال، والذي يُحصل عليه مبدئياً من اختيار شد عينات في الحالة المخمرة أو ضغطها أو نفخها. ولدى معرفة إجهاد الخضوع المطلوب يحدد الانفعال، وبالتالي تحدد نسب التخفيض اللازمة في عمليات التشكيل.

عند تصنيع صفائح خلائط الألمنيوم بالدرفلة تُحدد عمليات الدرفلة المتتالية حتى الحصول على التخفيض في السماكة الذي يعطي إجهاد الخضوع المطلوب من منحني الإجهاد – الانفعال، كما يحدد الموقع المناسب لعمليات التخمير البينية.

وفي حال إضافة عنصر وزنه النوعي منخفض مثل عنصر الليثيوم تتحقق تحسينات في المواصفات الميكانيكية، ويخفض الوزن النوعي للخليطة.

يراعى عند تصميم الخليطة تحديد عمليات التصنيع الرئيسية التي ستجري على الخليطة مثل العمليات التالية:

- السكب بطرقه المختلفة للحصول على الشكل المطلوب.

- التشكيل بالضغط للحصول على المنتج النهائي أو نصف المصنّع.

- تشكيل مساحيق المعادن.

- اللحام وطرق الوصل الأخرى.

- عمليات المعالجة الحرارية الضرورية لتحقيق المواصفات المطلوبة.

مراجع للاستزادة: - S. M. Copley et al., Heat Treating, ASM Handbook, ASM Int. 2006. - G. E. Dieter et al. , Materials Selection and Design, ASM Handbook, ASM Int. 2006. - J. Hirsch, B. Skrotzki and G. Gottstein, Aluminium Alloys: Their Physical and Mechanical Properties, Wiley-VCH, 2008. - T. Kvackaj, J. Bidulska, R. Kocisko and R. Bidulsky, Aluminum Alloys, Theory and Applications, Intech, 2011. - M. Schutze, D. Wieser and R. Bender, Corrosion Resistance of Aluminium and Aluminium Alloys, Wiley-VCH, 2010. - G. E. Totten and D .S. Mackenzie, Alloy Production and Materials Manufacturing, Handbook of Aluminium, Marcel Dekkers, INC. 2005. - V. S. Zolotorevsky, N. A. Belov and M. V. Glazoff, Casting Aluminium Alloys, Elsevier, 2007. - K. M. Zwilsky etal, Properties and Selections: Nonferrous Alloys and Special-purpose Materials, ASM Handbook, ASM Int., 2006.

 

---

- التصنيف : التقانات الصناعية - النوع : التقانات الصناعية - المجلد : المجلد الثالث مشاركة :