คู่มือเกรดอลูมิเนียมอัลลอย: 1050 ถึง 7075

บทนำ

อลูมิเนียมอัลลอยมีเกรดให้เลือกมากมายทั่วเจ็ดซีรีส์หลัก การเลือกอัลลอยที่เหมาะสมกับการใช้งานของคุณคือหนึ่งในการตัดสินใจด้านวัสดุที่สำคัญที่สุด แต่ละซีรีส์มีความสมดุลที่แตกต่างกันระหว่างความแข็งแรง ความทนทานต่อการกัดกร่อน ความสามารถในการขึ้นรูป ความสามารถในการเชื่อม และต้นทุน คู่มือนี้ให้ภาพรวมอย่างเป็นระบบของเกรดที่พบบ่อยที่สุด (1xxx ถึง 7xxx) และเกณฑ์การเลือกเชิงปฏิบัติ

ทำความเข้าใจระบบ 4 หลัก

ตัวเลขหลักแรกระบุธาตุอัลลอยหลัก:

ซีรีส์	ธาตุอัลลอยหลัก	คุณลักษณะสำคัญ
1xxx	≥ 99% อลูมิเนียมบริสุทธิ์	ทนต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม สภาพนำไฟฟ้า/ความร้อนสูง ความแข็งแรงต่ำ
2xxx	ทองแดง	ความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อนต่ำ ใช้งานด้านการบิน
3xxx	แมงกานีส	ความแข็งแรงปานกลาง ขึ้นรูปได้ดี กระป๋องเครื่องดื่ม หลังคา
4xxx	ซิลิคอน	จุดหลอมเหลวต่ำ อัลลอยลวดเชื่อม แผ่นบัดกรี
5xxx	แมกนีเซียม	ความแข็งแรงดี ทนต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม เกรดทะเล
6xxx	แมกนีเซียม + ซิลิคอน	ผ่านการอบชุบได้ ความแข็งแรงดี อัดขึ้นรูปได้ดี ใช้งานได้หลากหลาย
7xxx	สังกะสี	ความแข็งแรงสูงสุด การบินและป้องกันประเทศ เสี่ยงต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อน

ภาพรวมซีรีส์และเกรดที่พบบ่อย

ซีรีส์ 1xxx (อลูมิเนียมบริสุทธิ์)

ปริมาณอลูมิเนียมอย่างน้อย 99% เกรดทั่วไป: 1050, 1060, 1100

• จุดแข็ง: ทนต่อการกัดกร่อนยอดเยี่ยม สภาพนำความร้อนและไฟฟ้าสูง (~62% IACS สำหรับ 1350) การสะท้อนแสงดีเยี่ยม
• ข้อจำกัด: ความแข็งแรงต่ำ (แรงดึง ~70-110 MPa ในสภาพอบอ่อน)
• การใช้งาน: บัสบาร์ไฟฟ้า เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน อุปกรณ์เคมี ตกแต่ง ป้ายชื่อ
• อุณหภูมิที่มี: O, H14, H18, H24

ซีรีส์ 5xxx (Al-Mg — เกรดทะเล)

เกรดทั่วไป: 5052, 5083, 5086, 5754

• จุดแข็ง: ทนต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม (โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมทะเล) เชื่อมได้ดี ความแข็งแรงปานกลางถึงสูง
• ข้อจำกัด: ไม่สามารถอบชุบได้ เสริมความแข็งแรงด้วยการขึ้นรูปเย็นเท่านั้น 5083 เป็นหนึ่งในอัลลอยที่ไม่ผ่านการอบชุบที่แข็งแรงที่สุด
• การใช้งาน: ตัวเรือและโครงสร้างส่วนบน ถังแรงดัน ถังไครโอเจนิก แผงตัวถังรถยนต์ หลังคาสถาปัตยกรรม
• แรงดึง 5083: 270-350 MPa ในอุณหภูมิ H116/H321

ซีรีส์ 6xxx (Al-Mg-Si — ตัวทำงานหลัก)

เกรดทั่วไป: 6061, 6063, 6082

• จุดแข็ง: ผ่านการอบชุบได้ อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักดี อัดขึ้นรูปดีเยี่ยม ทนต่อการกัดกร่อนและเชื่อมได้ดี เป็นซีรีส์ที่ใช้งานได้หลากหลายที่สุด
• ข้อจำกัด: ความแข็งแรงต่ำกว่าซีรีส์ 2xxx หรือ 7xxx
• แรงดึง 6061-T6: ~310 MPa — เกรดที่ถูกระบุมากที่สุดสำหรับงานโครงสร้าง
• 6063: นิยมสำหรับงานอัดขึ้นรูปสถาปัตยกรรมเนื่องจากพื้นผิวสำเร็จที่เหนือกว่า
• การใช้งาน: โครงสร้าง ท่อและท่อร้อยสาย ชิ้นส่วนรถยนต์ โครงจักรยาน สะพาน รถราง เฟอร์นิเจอร์

ซีรีส์ 7xxx (Al-Zn — เกรดการบิน)

เกรดทั่วไป: 7050, 7075, 7475

• จุดแข็ง: อลูมิเนียมอัลลอยที่มีความแข็งแรงสูงที่สุด แรงดึง 7075-T6: ~570 MPa — ใกล้เคียงเหล็กบางชนิด
• ข้อจำกัด: ทนต่อการกัดกร่อนต่ำกว่า (ต้องการการหุ้มหรือเคลือบ) เชื่อมยากกว่า เสี่ยงต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนในอุณหภูมิบางแบบ
• การใช้งาน: ชิ้นส่วนโครงสร้างอากาศยาน เครื่องมือการบิน อุปกรณ์ปีนเขา ชิ้นส่วนรถแข่ง อุปกรณ์ป้องกันประเทศ
• ความพร้อมของ 7075: แผ่น แผ่นบาง แท่ง และท่อในอุณหภูมิ T6, T651 และ T73

ทำความเข้าใจอุณหภูมิ (Temper)

การกำหนดอุณหภูมิบ่งชี้ว่าอัลลอยถูกแปรรูปอย่างไร:

อุณหภูมิ	ความหมาย	การใช้งานทั่วไป
O	อบอ่อน (นิ่มที่สุด)	ขึ้นรูปลึก การขึ้นรูปสูงสุด
H14	เสริมแข็งด้วยการขึ้นรูป (แข็งหนึ่งในสี่)	งานแผ่นโลหะทั่วไป การดัด
H18	เสริมแข็งด้วยการขึ้นรูป (แข็งเต็มที่)	การขึ้นรูปน้อยที่สุด ความแข็งแรงสูงสุดจากการขึ้นรูปเย็น
T4	อบละลาย + บ่มตามธรรมชาติ	ขึ้นรูปได้ดีหลังการอบชุบ
T6	อบละลาย + บ่มเทียม	ความแข็งแรงสูงสุดสำหรับอัลลอยที่ผ่านการอบชุบได้
T651	T6 + คลายเครียดโดยการยืด	แผ่นและแท่ง — ลดการบิดเบือนระหว่างการตัดเฉือน

คู่มือการเลือกตามการใช้งาน

การใช้งาน	เกรดแนะนำ	เหตุผล
ทางทะเล / สร้างเรือ	5083 / 5086	ทนต่อการกัดกร่อนจากน้ำทะเลดีเยี่ยม
โครงสร้าง / โครง	6061-T6 / 6082-T6	ความแข็งแรงดี เชื่อมได้ อัดขึ้นรูปได้
โครงสร้างการบิน	7075-T6 / 7050-T7451	อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงสุด
งานอัดขึ้นรูปสถาปัตยกรรม	6063-T5 / T6	พื้นผิวสำเร็จเยี่ยม คุณภาพการอโนไดซ์
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน	1050 / 1100	สภาพนำความร้อนสูง ขึ้นรูปได้
ถังแรงดัน	5083 / 6061	เชื่อมได้ดี คุณสมบัติผ่านการรับรอง
แผงตัวถังรถยนต์	5052 / 5182 / 6016	ขึ้นรูปได้ + ความแข็งแรงหลังอบสี
ชิ้นส่วนไฟฟ้า	1050 / 1350	สภาพนำไฟฟ้าสูง

บทสรุป

การเลือกอลูมิเนียมอัลลอยที่เหมาะสมต้องสมดุลระหว่างความแข็งแรง ความทนทานต่อการกัดกร่อน ความสามารถในการขึ้นรูป ความสามารถในการเชื่อม และต้นทุน สำหรับงานอุตสาหกรรมและโครงสร้างส่วนใหญ่ 6061-T6 มอบประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีที่สุด สำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล เลือก 5083 สำหรับความแข็งแรงสูงสุด 7075-T6 คือเกณฑ์มาตรฐาน ระบุอุณหภูมิที่ถูกต้องสำหรับกระบวนการผลิตของคุณเสมอ — อุณหภูมิ T6 อาจเปราะเกินไปสำหรับการขึ้นรูปแบบกว้างขวาง ในขณะที่อุณหภูมิ O อาจนิ่มเกินไปสำหรับงานโครงสร้าง