ما هي صفائح الألمنيوم 5083؟
لوح الألومنيوم 5083 عبارة عن سبيكة منغنيز-غير قابلة للمعالجة بالحرارة-من الألومنيوم-المغنيسيوم-والتي تكتسب قوتها من المحلول الصلب-والتصليد بدلاً من المعالجة الحرارية. مع الاحتفاظ بالمغنيسيوم بنسبة 4.0-4.9% والمنجنيز بنسبة 0.40-1.0%، فهو أقوى السبائك الشائعة غير القابلة للمعالجة بالحرارة مع الحفاظ على قابليته للحام والتشكيل. يتم عادةً توفير الصفائح والألواح وفقًا لمعايير ASTM B209 أو ASTM B928 أو EN 485-2 أو GB/T 3880.2 في درجات حرارة O وH111 وH116 وH321 وH32، بحيث يمكن للمشترين مقايضة القوة مقابل قابلية التشكيل وأداء التآكل.
تحافظ هذه السبيكة على صلابتها عند درجات حرارة أقل من-الصفر وتقاوم الهجوم في مياه البحر، ولهذا السبب أصبحت 5083 هي المواصفات الافتراضية لطلاء الهيكل والأوعية المبردة ومعدات الضغط، بالإضافة إلى هياكل الطرق والسكك الحديدية والمركبات الكهربائية- حيث يكون تقليل الوزن هو محرك التصميم.
التركيب والأمزجة والخواص الميكانيكية
التركيب الكيميائي النموذجي لـ 5083 لوح وصفيحة، بالنسبة المئوية بالوزن:
| عنصر | محتوى (٪) |
|---|---|
| المغنيسيوم (ملغ) | 4.0 - 4.9 |
| المنغنيز (من) | 0.40 - 1.0 |
| الحديد (الحديد) | الحد الأقصى 0.40 |
| السيليكون (سي) | الحد الأقصى 0.40 |
| الكروم (الكروم) | 0.05 - 0.25 |
| النحاس (النحاس) | الحد الأقصى 0.10 |
| الزنك (الزنك) | الحد الأقصى 0.25 |
| التيتانيوم (تي) | الحد الأقصى 0.15 |
| الألومنيوم (آل) | توازن |
اختيار المزاج مهم بقدر الكيمياء. يتم اختيار O وH111 للتشكيل العميق والثني، وH32 للأعمال الهيكلية العامة، وH116 أو H321 للألواح البحرية التي يجب أن تجتاز اختبارات التآكل بين الحبيبات والتقشير.
تم تلخيص القيم الميكانيكية والفيزيائية الرئيسية للأعصاب الشائعة أدناه.
| حِدّة | قوة الشد | قوة الخضوع (0.2%) | استطالة (50 ملم) |
|---|---|---|---|
| يا (ملدن) | 275 - 350 ميجا باسكال | 125 - 200 ميجا باسكال | الحد الأدنى 16% |
| H111 | 275 - 350 ميجا باسكال | 165 - 240 ميجا باسكال | الحد الأدنى 14% |
| H32 | 305 - 380 ميجا باسكال | 215 - 280 ميجا باسكال | الحد الأدنى 12% |
| H116 / H321 (لوحة بحرية) | 305 - 385 ميجا باسكال | 215 - 295 ميجا باسكال | الحد الأدنى 12% |
القيم الفيزيائية النموذجية هي كثافة تبلغ 2.66 جم/سم مكعب، ونطاق انصهار يتراوح بين 570-640 درجة، وموصلية حرارية تبلغ حوالي 117 واط/(م·ك) عند 25 درجة، ومقاومة كهربائية تبلغ حوالي 0.058 ميكرومتر ومعامل مرن يبلغ 70-71 جيجا باسكال. عند الصلابة المماثلة، تزن السبيكة حوالي ثلث وزن الفولاذ.
لماذا يقاوم 5083 مياه البحر ودرجات الحرارة المنخفضة
تشكل المصفوفة الغنية بالمغنيسيوم- أكسيدًا سطحيًا قويًا-يتشكل بسرعة بعد التلف الميكانيكي، ويزيل المحتوى المنخفض من النحاس المحرك الرئيسي للتنقر في بيئات الكلوريد. يتم إنتاج درجات الحرارة H116 وH321 من خلال ممارسة التدحرج والتثبيت التي تحد من ترسيب المرحلة بيتا (Al3Mg2) على طول حدود الحبوب، وهي الآلية وراء التقشير والإجهاد - وتكسير التآكل في الصفائح البحرية الحساسة.
في درجات الحرارة المبردة، تكتسب السبيكة قوة مع الاحتفاظ بالليونة، مع عدم وجود أي من التحولات -إلى-الليونة التي تظهر في الفولاذ الحديدي. هذا السلوك هو سبب استخدامه لاحتواء الغاز المسال وصناديق التبريد وصهاريج النقل التي تعمل تحت -100 درجة.
تطبيقات 5083 لوحة الألومنيوم
بناء السفن والبحرية:طلاء الهيكل، والهياكل الفوقية، والطوابق، والحواجز، وهياكل قوارب العمل والطوافات، واحتواء الغاز المسال، وأسطح طائرات الهليكوبتر، والألواح الواقية.
السيارات والمركبات الكهربائية:حاويات البطاريات، والدروع السفلية، وأجسام الشاحنات والمقطورات، والأجزاء الهيكلية ذات الصلة بالاصطدامات-حيث يزيد الوزن المنخفض من نطاق القيادة.
النقل بالسكك الحديدية والطرق:أجسام العربات، وأغلفة الناقلات، وإطارات الحاويات، وأجسام القلابات التي يجب أن تقاوم التعب والتشقق عند درجات الحرارة المحيطة المنخفضة.
معدات الضغط والتخزين:الأوعية المبردة، وصهاريج التخزين، والصوامع، والممرات، والأنابيب الملحومة والقنوات.
المنشأة الصناعية:أغلفة المبادل الحراري، وأدوات القوالب، والأدوات والتركيبات التي تحتاج إلى لوحة قوية دون معالجة حرارية.
إرشادات اللحام والتصنيع
تعتبر 5083 واحدة من أسهل-سبائك الألومنيوم عالية القوة للحام. يعتبر كل من MIG وTIG مناسبين، وعادةً ما يتم تحديد سلك الحشو 5183 أو 5356 عندما تكون قوة المفصل مهمة؛ حشو 4043 أكثر مقاومة للتشققات ولكنه يتركب قوة أقل. ليس هناك حاجة للتسخين المسبق، ويجب أن تظل درجة الحرارة البينية أقل من حوالي 120 درجة للحد من التليين.
تفقد الوصلات الملحومة في درجات الحرارة H116 أو H321 قوتها في المنطقة المتضررة بالحرارة-. ولذلك يطبق المصممون الحد الأدنى المسموح به على-الوصلات الملحومة، مع قوة إنتاج تبلغ حوالي 125-145 ميجا باسكال شائعة الاستخدام كأساس، أو تحديد عمر ما بعد اللحام حيثما تسمح الهندسة بذلك. يحتاج التشكيل إلى أنصاف أقطار انحناء كبيرة، عادةً ما تكون 1.5-2.5 مرة سمك H32، ويفضل الانحناء عبر اتجاه التدحرج لأقطار الأقطار الأشد.
الأسئلة المتداولة
س: هل يمكن معالجة حرارة الألومنيوم 5083؟
لا. 5083 عبارة عن سبيكة غير قابلة للمعالجة-بالحرارة-؛ فهو يستمد قوته من المغنيسيوم في المحلول الصلب ومن العمل البارد، لذلك يتم التحكم في الخواص عن طريق المزاج بدلاً من معالجة المحلول والتقادم.
س: ما الفرق بين 5083 و 5052؟
كلاهما عبارة عن سبائك Al-Mg ذات قابلية تشكيل مماثلة، ولكن 5083 يحتوي على المزيد من المغنيسيوم والمنغنيز وبالتالي يوفر قوة إنتاج أعلى بنسبة 30-40% تقريبًا بسعر أعلى. 5052 يناسب أعمال الصفائح المعدنية العامة، بينما تم تحديد 5083 للخدمة الهيكلية والبحرية.
س: ما هي المزاجات المستخدمة للوحة البحرية؟
تعتبر H116 وH321 من المواد البحرية القياسية لأنها تقاوم التقشير والإجهاد -والتكسير الناتج عن التآكل. يتم استخدام درجات الحرارة O وH111 حيث سيتم تشكيل الجزء أو لحامه بشكل كبير.
س: هل يمكن لحام 5083 دون أن تفقد قوتها؟
معدن اللحام المودع بحشو 5183 أو 5356 قوي. يحدث الانخفاض في المنطقة المتضررة بالحرارة-. تم تصميم الوصلات مع ضغوط منخفضة مسموح بها، ويمكن الحد من الفقد عن طريق التحكم في مدخلات الحرارة ودرجة حرارة الممرات البينية.
س: ما هو نطاق سمك متاح؟
يتم تخزين 5083 بشكل شائع من حوالي 0.5 مم من الألواح إلى 150 مم، ويتم استخدام اللوحة الأكثر سمكًا في الأدوات والخزانات والقوالب. يعتمد التوفر الدقيق على المزاج وقدرة المطحنة.
س: كيف يتصرف 5083 عند درجة حرارة منخفضة؟
يتم الاحتفاظ بالقوة والليونة مع انخفاض درجة الحرارة، مع عدم وجود انتقال هش، لذلك يتم قبول السبائك للخدمة المبردة وصولاً إلى درجات حرارة الغاز المسال.
