دليل درجات سبائك الألومنيوم: من 1050 إلى 7075

مقدمة

مع توفر عشرات الدرجات من سبائك الألومنيوم عبر سبع سلاسل رئيسية، يعد اختيار السبيكة المناسبة لتطبيقك أحد أهم قرارات المواد التي ستتخذها. تقدم كل سلسلة توازنًا مميزًا من القوة، ومقاومة التآكل، وقابلية التشكيل، وقابلية اللحام، والتكلفة. يقدم هذا الدليل نظرة عامة منهجية على الدرجات الأكثر شيوعًا (1xxx حتى 7xxx) ومعايير الاختيار العملية.

فهم نظام الأرقام الأربعة

الرقم الأول يحدد عنصر السبائك الرئيسي:

السلسلة	عنصر السبائك الرئيسي	الخصائص الرئيسية
1xxx	≥ 99% ألومنيوم نقي	مقاومة تآكل ممتازة، توصيل كهربائي/حراري عالي، قوة منخفضة
2xxx	النحاس	قوة عالية، مقاومة تآكل ضعيفة، تطبيقات فضائية
3xxx	المنغنيز	قوة معتدلة، قابلية تشغيل جيدة، علب المشروبات، الأسقف
4xxx	السيليكون	نقطة انصهار منخفضة، سبائك حشو اللحام، صفائح اللحام بالنحاس
5xxx	المغنيسيوم	قوة جيدة، مقاومة تآكل ممتازة، درجة بحرية
6xxx	المغنيسيوم + السيليكون	قابل للمعالجة الحرارية، قوة جيدة، قابلية البثق، متعدد الاستخدامات
7xxx	الزنك	أعلى قوة، فضائيات ودفاع، خطر التآكل الإجهادي

نظرة عامة على السلاسل والدرجات الشائعة

سلسلة 1xxx (ألومنيوم نقي)

محتوٍ على 99% كحد أدنى من الألومنيوم. الدرجات الشائعة: 1050, 1060, 1100

• نقاط القوة: مقاومة تآكل استثنائية، توصيل حراري وكهربائي عالي (~62% IACS لـ 1350)، انعكاسية ممتازة
• القيود: قوة منخفضة (شد ~70-110 MPa في حالة التلدين)
• التطبيقات: قضبان التوصيل الكهربائية، المبادلات الحرارية، المعدات الكيميائية، الزخارف، لوحات الأسماء
• التقسيات المتاحة: O, H14, H18, H24

سلسلة 5xxx (Al-Mg — درجة بحرية)

الدرجات الشائعة: 5052, 5083, 5086, 5754

• نقاط القوة: مقاومة تآكل ممتازة (خاصة في البيئات البحرية)، قابلية لحام جيدة، قوة متوسطة إلى عالية
• القيود: غير قابل للمعالجة الحرارية، التقوية بالطرق فقط. 5083 هي واحدة من أقوى السبائك غير القابلة للمعالجة الحرارية
• التطبيقات: هياكل القوارب والبنى الفوقية، أوعية الضغط، خزانات التبريد، ألواح السيارات، الأسقف المعمارية
• قوة شد 5083: 270-350 MPa في تقسية H116/H321

سلسلة 6xxx (Al-Mg-Si — الحصان العمل)

الدرجات الشائعة: 6061, 6063, 6082

• نقاط القوة: قابل للمعالجة الحرارية، نسبة قوة إلى وزن جيدة، قابلية بثق ممتازة، مقاومة تآكل ولحام جيدة. السلسلة الأكثر تنوعًا
• القيود: قوة أقل من سلسلتي 2xxx أو 7xxx
• قوة شد 6061-T6: ~310 MPa — السبيكة الأكثر شيوعًا للتطبيقات الهيكلية
• 6063: مفضل للبثق المعماري بسبب تشطيب السطح الفائق
• التطبيقات: الهياكل الإنشائية، الأنابيب والمواسير، مكونات السيارات، إطارات الدراجات، الجسور، عربات السكك الحديدية، الأثاث

سلسلة 7xxx (Al-Zn — درجة فضائية)

الدرجات الشائعة: 7050, 7075, 7475

• نقاط القوة: أعلى سبائك الألومنيوم قوة. قوة شد 7075-T6: ~570 MPa — تقترب من بعض أنواع الفولاذ
• القيود: مقاومة تآكل أقل (تتطلب كسوة أو طلاء)، أكثر صعوبة في اللحام، عرضة للتآكل الإجهادي في بعض التقسيات
• التطبيقات: مكونات هيكلية للطائرات، أدوات فضائية، معدات تسلق الصخور، سباقات السيارات، معدات الدفاع
• توفر 7075: ألواح، صفائح، قضبان، وأنابيب في تقسيات T6 وT651 وT73

فهم التقسيات (Tempers)

يشير رمز التقسية إلى كيفية معالجة السبيكة:

التقسية	المعنى	الاستخدام النموذجي
O	ملدن (الأكثر ليونة)	سحب عميق، أقصى قابلية للتشكيل
H14	مقوى بالطرق (ربع صلابة)	أعمال الصفائح المعدنية العامة، الثني
H18	مقوى بالطرق (صلابة كاملة)	أدنى قابلية للتشكيل، أقصى قوة من التقسية بالطرق
T4	معالج حرارياً بالمحلول + تقادم طبيعي	قابلية تشكيل جيدة بعد المعالجة الحرارية
T6	معالج حرارياً بالمحلول + تقادم صناعي	أقصى قوة للسبائك القابلة للمعالجة الحرارية
T651	T6 + تخفيف الإجهاد بالشد	ألواح وقضبان — تشويه أقل أثناء التصنيع

دليل الاختيار حسب التطبيق

التطبيق	الدرجة الموصى بها	المبرر
بحرية / بناء القوارب	5083 / 5086	مقاومة ممتازة لتآكل مياه البحر
هياكل / إطارات	6061-T6 / 6082-T6	قوة جيدة، قابلية لحام، قابلية بثق
هياكل فضائية	7075-T6 / 7050-T7451	أعلى نسبة قوة إلى وزن
بثق معماري	6063-T5 / T6	تشطيب سطحي فائق، جودة أنودة
مبادلات حرارية	1050 / 1100	توصيل حراري عالي، قابلية تشكيل
أوعية ضغط	5083 / 6061	قابلية لحام جيدة، خصائص معتمدة
ألواح هياكل السيارات	5052 / 5182 / 6016	قابلية تشكيل + قوة بعد طلاء الخبز
مكونات كهربائية	1050 / 1350	توصيل كهربائي عالي

الخلاصة

يتطلب اختيار سبيكة الألومنيوم المناسبة موازنة القوة، ومقاومة التآكل، وقابلية التشكيل، وقابلية اللحام، والتكلفة. بالنسبة لمعظم التطبيقات الصناعية والهيكلية، يقدم 6061-T6 أفضل أداء شامل. للبيئات البحرية، اختر 5083. لأقصى قوة، 7075-T6 هو المعيار. حدد دائمًا التقسية الصحيحة لعملية التصنيع الخاصة بك — قد تكون تقسية T6 هشة جدًا للتشكيل المكثف، بينما قد تكون تقسية O لينة جدًا للاستخدام الهيكلي.