ما الفرق بين الألومنيوم وسبائك الألومنيوم؟

يعتقد الكثير من الناس أن الألومنيوم شيء واحد فقط. لكن الألومنيوم النقي وسبائك الألومنيوم مختلفان تمامًا. يمكن أن يتسبب اختيار النوع الخاطئ في فشل التصميم أو زيادة التكاليف أو سحب المنتج.

الألومنيوم عنصر واحد، بينما سبائك الألومنيوم عبارة عن خليط من الألومنيوم مع معادن أخرى. السبائك أقوى وأكثر متانة وأكثر تنوعاً من الألومنيوم النقي.

إذا كنت تستخدم الألومنيوم في الإنشاءات أو السيارات أو التصنيع، فأنت بحاجة إلى معرفة الفرق. سيؤثر ذلك على أداء منتجك وتكلفته.

ما الفرق بين الألومنيوم النقي وسبائك الألومنيوم؟

الألومنيوم النقي ناعم وسهل الثني. وهو جيد للأسلاك أو رقائق الألومنيوم، ولكن ليس للبناء. تمزج سبائك الألومنيوم بعناصر أخرى لجعلها أكثر صلابة وقوة.

يبلغ الألومنيوم النقي حوالي 99% من الألومنيوم النقي، بينما تجمع سبائك الألومنيوم بين الألومنيوم ومعادن مثل النحاس أو المغنيسيوم أو السيليكون لتحسين القوة والصلابة ومقاومة التآكل.

مقارنة جنباً إلى جنب

من السهل التعامل مع الألومنيوم النقي، لكن قوته المنخفضة تحد من استخدامه في الأدوار الإنشائية أو الحاملة. ولهذا السبب تستخدم جميع التطبيقات التجارية تقريبًا سبائك الألومنيوم.

الاستخدام الواقعي

كان لدي عميل استخدم ذات مرة ألومنيوم نقي لإطار ماكينة. فقد انثنى تحت الضغط. قمنا بالتبديل إلى سبيكة ألومنيوم، وتم حل المشكلة بين عشية وضحاها.

لماذا تعتبر سبائك الألومنيوم أقوى من الألومنيوم النقي؟

إذا كان الألومنيوم لينًا، فكيف نجعله أقوى؟ الإجابة هي صناعة السبائك، أي إضافة معادن أخرى تغير سلوك الألومنيوم.

تكون سبائك الألومنيوم أقوى لأن العناصر المضافة مثل النحاس والمغنيسيوم والسيليكون تغير بنية المعدن، مما يزيد من مقاومة التشوه ويحسن القوة الميكانيكية.

كيف تعمل؟

تؤدي إضافة معادن أخرى إلى تعطيل البنية البلورية اللينة للألومنيوم النقي. وهذا يحد من سهولة حركة الذرات، مما يجعل السبيكة أكثر صلابة وقوة.

على سبيل المثال:

• المغنيسيوم يزيد من القوة ومقاومة التآكل.
• النحاس يضيف قوة عالية ولكنه يقلل من مقاومة التآكل.
• السيليكون يحسن مقاومة التآكل ويقلل من درجة الانصهار.

العلم وراء القوة

تشمل طرق التقوية ما يلي:

• تقوية المحلول الصلب:: تختلط ذرات العنصر المضاف مع ذرات الألومنيوم.
• تصلب الترسيب:: جسيمات صغيرة تمنع حركة الخلع.
• العمل على البارد:: يتم تشكيل المعدن في درجة حرارة الغرفة لزيادة الصلابة.

يتيح ذلك للمهندسين اختيار السبيكة المناسبة للمهمة. وسواء كان الأمر يتعلق ببناء قطار فائق السرعة أو إطار دراجة هوائية خفيف الوزن، فإن صناعة السبائك تجعل الألومنيوم أكثر فائدة.

ما هي الأنواع الشائعة من سبائك الألومنيوم؟

ليست كل سبائك الألومنيوم متشابهة. فبعضها لين ومقاوم للتآكل. والبعض الآخر قوي وقابل للمعالجة بالحرارة. تعتمد السبيكة المناسبة على الاستخدام الخاص بك.

تشمل سبائك الألومنيوم الشائعة سلسلة 1xxx و3xxx و5xxx و6xxx و7xxx. لكل مجموعة قوة ومقاومة للتآكل واستخدامات مختلفة في الصناعة.

نظرة عامة على سلسلة السبائك

أيهما يجب أن تستخدم؟

بالنسبة لمعظم الأعمال الإنشائية والحاملة للأحمال، تعتبر السلسلة 6xxx خيارًا جيدًا. فهي توفر توازنًا بين القوة ومقاومة التآكل والتكلفة. سلسلة 7xxx مخصصة للأعمال فائقة القوة، مثل الأجزاء الفضائية.

غالبًا ما نوصي باستخدام 6061-T6 للعملاء الذين يحتاجون إلى التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. فهي سهلة الاستخدام وقوية بما يكفي لتلبية معظم الاحتياجات الصناعية.

أيهما أفضل للاستخدامات الهيكلية، الألومنيوم أم السبائك؟

عندما يتعلق الأمر بالهياكل، فإن القوة مهمة. وكذلك مقاومة التآكل. يجب أن تصمد المادة تحت الضغط وتدوم لسنوات.

تُعد سبائك الألومنيوم أفضل من الألومنيوم النقي للتطبيقات الإنشائية. توفر السبائك القوة والمتانة اللازمة للمباني والجسور وأجزاء الماكينات.

لماذا تفوز السبائك

الألومنيوم النقي ناعم للغاية بالنسبة لمعظم الهياكل الحاملة. أما السبائك مثل 6061 أو 7075 فهي مصممة للتعامل مع القوة والطقس والوقت. فهي تحافظ على شكلها وتقاوم التآكل وتوفر قابلية لحام جيدة.

التطبيقات

• 6061: تستخدم على نطاق واسع في البناء وإطارات الشاحنات والأجزاء البحرية.
• 7075: توجد في مجال الطيران، والدفاع، والأدوات عالية الأداء.
• 5083: شائع في بناء السفن والهياكل البحرية.

على الرغم من أن الألومنيوم النقي يقاوم التآكل بشكل أفضل، إلا أن التطبيقات الإنشائية تتطلب قوة. وهنا تتألق سبائك الألومنيوم.

كان لدينا عميل يستخدم سبائك الألومنيوم 5083 لإطارات القوارب. وقد تعاملت مع كل من المياه المالحة والحمل الهيكلي بشكل مثالي.

الخاتمة

الألومنيوم النقي ناعم وخفيف ومقاوم للتآكل. ولكن سبائك الألومنيوم أقوى وأكثر تنوعًا. بالنسبة للأعمال الإنشائية، يكون الخيار الذكي دائماً هو سبيكة الألومنيوم. فهي توازن بين القوة والتكلفة وسهولة الاستخدام.