خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۲۰۱۱

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۲۰۱۱ این آلیاژ را برای اکسترود مقاطع مختلف با قابلیت ماشینکاری خوب ارائه می دهد. برای کسب اطلاعات و مشاوره با کارخانه تولید آلومینیوم با ما همراه باشید.

آلیاژهای آلومینیوم به دلیل خواص منحصربه‌فردی مانند وزن سبک، مقاومت به خوردگی و قابلیت ماشین‌کاری، در بسیاری از صنایع استفاده می‌شوند.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۲۰۱۱

این آلیاژها به عنوان آلیاژهای با دمای پایین مناسب در نظر گرفته می شوند زیرا مقاومت آنها در هنگام قرار گرفتن در معرض دمای زیرزمینی افزایش می یابد و در معرض دمای زیاد مقداری از مقاومت را از دست می دهند.

یکی از آلیاژهای معروف آلومینیوم، آلیاژ ۲۰۱۱ است که به دلیل خواص مکانیکی و قابلیت ماشین‌کاری بالا، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

در این مقاله به بررسی ویژگی‌ها، کاربردها و مقایسه آلیاژ ۲۰۱۱ با دیگر آلیاژهای مشابه خواهیم پرداخت.

آلیاژهای آلومینیوم از مقاومت در برابر خوردگی قوی برخوردار هستند.

آلیاژهای آلومینیوم به درجه حرارت بالا که بین ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد (۳۹۲ و ۴۸۲ درجه) حساس هستند.

جدول اطلاعات زیر نمای کلی از آلومینیوم ۲۰۱۱ را ارائه می دهد.

ترکیب شیمیایی آلومینیوم آلیاژ ۲۰۱۱

آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱ در گروه آلیاژهای سری ۲۰۰۰ قرار می‌گیرد که عمدتاً با افزودن مس تقویت می‌شوند. این آلیاژ شامل آلومینیوم، مس، آهن، و عناصر دیگری مانند سیلیکون و روی است.

مس به عنوان عنصر اصلی این آلیاژ باعث افزایش استحکام آن می‌شود، در حالی که حضور سیلیکون و آهن باعث بهبود قابلیت ماشین‌کاری و تشکیل تراشه‌های کوتاه‌تر می‌شود.

از ویژگی‌های برجسته این آلیاژ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قابلیت ماشین‌کاری بالا: آلیاژ ۲۰۱۱ یکی از بهترین آلیاژهای آلومینیوم از نظر ماشین‌کاری است. به دلیل تشکیل تراشه‌های کوتاه و شکننده هنگام برش، سرعت تولید در ماشین‌کاری افزایش یافته و دقت بهبود می‌یابد.
• استحکام مکانیکی مناسب: با وجود استحکام پایین‌تر نسبت به برخی از آلیاژهای سری ۲۰۰۰، آلیاژ ۲۰۱۱ همچنان استحکام مکانیکی مناسبی دارد که آن را برای قطعات پیچیده و با دقت بالا مناسب می‌کند.
• مقاومت به خوردگی: آلیاژ ۲۰۱۱ در مقایسه با آلیاژهای سری ۶۰۰۰ و ۱۰۰۰ مقاومت به خوردگی کمتری دارد و معمولاً نیاز به پوشش محافظ یا استفاده در محیط‌های خاص دارد.
• آنیل‌پذیری: این آلیاژ به راحتی از طریق فرآیندهای حرارتی مثل آنیل کردن قابل بهبود و تقویت است که این امر موجب افزایش کاربردهای آن می‌شود.

ترکیب شیمیایی آلومینیوم ۲۰۱۱ در جدول زیر تشریح شده است.

Element	Content (%)
Aluminum, Al	۹۳٫۷
Copper, Cu	۵٫۵
Bismuth, Bi	۰٫۴
Lead, Pb	۰٫۴

خواص فیزیکی آلومینیوم آلیاژ ۲۰۱۱

خواص فیزیکی آلومینیوم ۲۰۱۱ در جدول زیر تشریح شده است.

Properties	Metric	Imperial
Density	۲٫۸۲ g/cm3	۰٫۱۰۱۸ lb/in3

خواص مکانیکی تیپیک آلومینیوم آلیاژ ۲۰۱۱

خواص مکانیکی آلومینیوم ۲۰۱۱ در جدول زیر تشریح شده است.

Properties	Metric	Imperial
Elastic modulus	۷۰-۸۰ GPa	۱۰۱۵۲-۱۱۶۰۳ ksi
Poisson’s ratio	۰٫۳۳	۰٫۳۳

معادل آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱ عبارتند از:

• ASTM B210
• ASTM B211
• DIN 3.1056
• QQ A-225/3
• SAE J454

ساخت و عملیات حرارتی آلومینیوم آلیاژ ۲۰۱۱

• گرم کاری
  آلومینیوم ۲۰۱۱ به مدت ۲ تا ۳ ساعت در دمای ۴۱۳ درجه سانتیگراد (۷۷۵ درجه نهایت) نگهداری می شود و سپس به صورت کنترل شده با سرعت ۱۰ درجه سانتیگراد (۵۰ درجه نهایت) در هر ساعت تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد سرد می شود ( ۵۰۰ درجه فارنهایت) و سرانجام در هوا سرد می شود.
• جوشکاری
  جوشکاری برای آلومینیوم ۲۰۱۱ توصیه نمی شود.
• فرم دهی
  آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱ می تواند بین ۲۸۸ و ۴۸۲ درجه سانتیگراد (۵۵۰ و ۹۰۰ درجه نهایت) گرم گردد.
• شکل دهی
  از روشهای متداول برای شکل دادن ، خم شدن و شکل دادن آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱ استفاده می شود. این آلیاژ پس از خنک شدن به دلیل افزایش خاصیت استحکام ، سن سخت شده است.

• ماشین کاری
  آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱ یک آلیاژ ماشینکاری است. از ابزارهای فولادی با سرعت بالا و ابزار کاربید می توان برای این آلیاژ استفاده کرد. زاویه های کف زدن باید دارای لبه برش ۳۲ درجه و ۱۵ درجه سمت راست باشد.
  برش سبک می تواند خشک شود و برش سنگین با استفاده از روغن ها قابل انجام است.
• عملیات حرارتی
  آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱ برای بدست آوردن مقاومت بهینه در دمای ۵۱۰ درجه سانتیگراد (۹۵۰ درجه حداکثر) مورد استفاده قرار می گیرد.
  این آلیاژ پس از تصفیه کاملاً گرما ، با آب خنک می شود و به شکل دلخواه کار می کند. در نهایت در دمای ۱۶۰ درجه سانتیگراد (۳۲۰ درجه حداکثر) به مدت ۱۵ ساعت گرم می شود و سپس در هوا سرد می شود.
• تمپر
  آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱ در سن ۵۱۰ درجه سانتیگراد (۹۵۰ درجه حداکثر) سخت شده و سپس آب خاموش می شود.
  این آلیاژ همچنین به مدت ۱۴ ساعت پس از گرم شدن محلول می تواند تا ۱۶۰ درجه سانتیگراد (۳۲۰ درجه حداکثر) گرم شود تا بتواند درجه حرارت T8 را تولید کند.
• سخت کاری
  آلومینیوم ۲۰۱۱ به مدت ۳ ساعت در دمای ۵۱۰ درجه سانتیگراد (۹۵۰ درجه ) سخت شده و سپس با آب سرد می شود.

خواص و کاربردهای آلیاژ ۲۰۱۱

آلومینیوم ۲۰۱۱ در ساخت قطعات ماشین ، محصولات دستگاه پیچ ، اتصالات لوله ، شاخه لوله ، قطعات شیلنگ استفاده می شود.

این آلیاژ در ساخت میله، سیم، لوله و پروفیل های اکسترود شده، لوله های کشیده شده، میلگرد و نیز در مواردی که نیاز به خواص ماشین کاری و استحکام خوب باشد، کاربرد دارد.

کاربردهای آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱

به دلیل ویژگی‌های خاص این آلیاژ، از آن در تولید قطعاتی که نیاز به ماشین‌کاری دقیق و سرعت بالا دارند، استفاده می‌شود.

برخی از کاربردهای مهم این آلیاژ عبارتند از:

1. قطعات الکترونیکی و صنعتی: به دلیل قابلیت ماشین‌کاری بالا، آلیاژ ۲۰۱۱ در تولید قطعات دقیق و حساس الکترونیکی و صنعتی مانند پیچ‌ها، مهره‌ها و بست‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
2. صنایع خودروسازی و هوافضا: در تولید قطعات کوچک و دقیق که نیاز به استحکام نسبی دارند، این آلیاژ به کار گرفته می‌شود.
3. ابزارهای مکانیکی: ابزارهایی که نیاز به ماشین‌کاری پیچیده و دقیق دارند، مانند قطعات دستگاه‌های صنعتی و ابزارآلات مکانیکی، از آلیاژ ۲۰۱۱ تولید می‌شوند.

مقایسه آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱ با آلیاژهای مشابه

آلیاژ ۲۰۱۱ در مقایسه با دیگر آلیاژهای آلومینیوم دارای خواص خاصی است که بسته به کاربردهای مختلف می‌تواند مفید یا محدودکننده باشد.

در ادامه مقایسه‌ای بین این آلیاژ و برخی از آلیاژهای مشابه آورده شده است.

۱٫ آلیاژ ۶۰۶۱

آلیاژ ۶۰۶۱ یکی از پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیوم است و معمولاً به دلیل استحکام بالا، مقاومت به خوردگی مناسب و جوش‌پذیری خوب شناخته می‌شود.

مقایسه آلیاژ ۲۰۱۱ و ۶۰۶۱ شامل موارد زیر است:

• قابلیت ماشین‌کاری: آلیاژ ۲۰۱۱ به مراتب قابلیت ماشین‌کاری بهتری نسبت به ۶۰۶۱ دارد و برای کاربردهایی که نیاز به ماشین‌کاری دقیق دارند، مناسب‌تر است.
• استحکام و جوش‌پذیری: آلیاژ ۶۰۶۱ استحکام مکانیکی و جوش‌پذیری بهتری نسبت به آلیاژ ۲۰۱۱ دارد، بنابراین برای قطعات سازه‌ای بزرگ‌تر و در محیط‌هایی که نیاز به جوشکاری دارند، مناسب‌تر است.
• مقاومت به خوردگی: آلیاژ ۶۰۶۱ مقاومت به خوردگی بسیار بهتری دارد و در محیط‌های مرطوب و خورنده به خوبی عمل می‌کند، در حالی که آلیاژ ۲۰۱۱ به پوشش‌های محافظ نیاز دارد.

۲٫ آلیاژ ۲۰۲۴

آلیاژ ۲۰۲۴ یکی دیگر از آلیاژهای سری ۲۰۰۰ است که عمدتاً به دلیل استحکام مکانیکی بسیار بالا و مقاومت به خستگی شناخته می‌شود.

مقایسه آلیاژ ۲۰۱۱ و ۲۰۲۴ به صورت زیر است:

• قابلیت ماشین‌کاری: آلیاژ ۲۰۱۱ نسبت به ۲۰۲۴ قابلیت ماشین‌کاری بسیار بالاتری دارد و برای تولید قطعاتی که نیاز به ماشین‌کاری سریع و دقیق دارند، مناسب‌تر است.
• استحکام مکانیکی: آلیاژ ۲۰۲۴ استحکام مکانیکی بسیار بالاتری نسبت به ۲۰۱۱ دارد و برای قطعاتی که تحت فشار یا تنش بالا هستند، انتخاب بهتری است.
• مقاومت به خوردگی: هر دو آلیاژ در برابر خوردگی نسبت به آلیاژهای سری ۶۰۰۰ ضعیف‌تر هستند، اما ۲۰۲۴ به دلیل استحکام بالاتر بیشتر در کاربردهای سازه‌ای استفاده می‌شود.

 ۳٫ آلیاژ ۷۰۷۵

آلیاژ ۷۰۷۵ که حاوی روی به عنوان عنصر اصلی است، به دلیل استحکام بسیار بالا و وزن کم در صنایع هوافضا و نظامی بسیار محبوب است.

در مقایسه با آلیاژ ۲۰۱۱، تفاوت‌های زیر دیده می‌شود:

• استحکام مکانیکی: آلیاژ ۷۰۷۵ از نظر استحکام مکانیکی بسیار قوی‌تر از ۲۰۱۱ است و به همین دلیل در ساخت قطعات بزرگ‌تر و تحت بارهای سنگین مانند بال‌های هواپیما استفاده می‌شود.
• قابلیت ماشین‌کاری: اگرچه آلیاژ ۷۰۷۵ قابلیت ماشین‌کاری مناسبی دارد، اما آلیاژ ۲۰۱۱ در این زمینه به مراتب بهتر است و برای تولید قطعات کوچک و پیچیده مناسب‌تر است.
• مقاومت به خوردگی: آلیاژ ۷۰۷۵ مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به ۲۰۱۱ دارد، اما در محیط‌های خورنده همچنان نیاز به پوشش محافظ دارد.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۲۰۱۱ در یک کلام

آلیاژ آلومینیوم ۲۰۱۱ به دلیل قابلیت ماشین‌کاری بالا و تشکیل تراشه‌های کوتاه و شکننده، در تولید قطعات دقیق و کوچک صنعتی بسیار پرکاربرد است.

اگرچه استحکام مکانیکی و مقاومت به خوردگی آن نسبت به برخی دیگر از آلیاژهای آلومینیوم پایین‌تر است، اما در مواردی که نیاز به ماشین‌کاری دقیق و با سرعت بالا وجود دارد، آلیاژ ۲۰۱۱ انتخابی ایده‌آل محسوب می‌شود.

مقایسه آن با آلیاژهای مشابه مانند ۶۰۶۱، ۲۰۲۴ و ۷۰۷۵ نشان می‌دهد که انتخاب آلیاژ مناسب بسته به نیازهای خاص صنعتی از جمله استحکام، مقاومت به خوردگی و قابلیت ماشین‌کاری متفاوت است.