خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 5454

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 5454 را در این مقاله مطالعه نمایید.

آلیاژهای آلومینیوم دارای مقاومت در برابر خوردگی بالایی هستند. این آلیاژها آلیاژهای خوبی در دمای پایین هستند. آلیاژهای آلومینیوم به دمای بالا بین 200 تا 250 درجه سانتیگراد (392 و 482 ) حساس هستند.
مقاومت این آلیاژها هنگام قرار گرفتن در معرض دمای زیر صفر افزایش می یابد و مقاومت در برابر دمای بالا کاهش می یابد.

آلومینیوم آلیاژی 5454: ویژگی‌ها، کاربردها و مقایسه با آلیاژهای مشابه

آلومینیوم آلیاژی 5454 یکی از پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیوم در صنایع مختلف به‌ویژه در کارخانه آلومینیوم در ساخت تجهیزات حمل‌ونقل، صنایع شیمیایی و ساخت‌وساز است. این آلیاژ که در گروه آلیاژهای آلومینیوم منیزیم‌دار (سری 5XXX) قرار دارد، به دلیل خواص مکانیکی عالی و مقاومت بالا در برابر خوردگی، از محبوبیت ویژه‌ای در محیط‌های سخت صنعتی برخوردار است.

در این مقاله، به بررسی ویژگی‌های آلیاژ 5454، کاربردهای آن و مقایسه آن با آلیاژهای مشابه خواهیم پرداخت.

جداول زیر اطلاعات بیشتری در مورد آلومینیوم 5454 ارائه می دهد.

ترکیب شیمیایی آلومینیوم آلیاژ 5454

جدول زیر ترکیب شیمیایی آلومینیوم 5454 را نشان می دهد.

ویژگی‌های آلیاژ 5454

آلیاژ آلومینیوم 5454 به دلیل داشتن درصد بالایی از منیزیم (حدود 2.4 تا 3.0 درصد) و مقادیر کمی از عناصر دیگری مانند منگنز، ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی برجسته‌ای دارد. برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های این آلیاژ عبارت‌اند از:

1. مقاومت به خوردگی بالا: یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های آلیاژ 5454، مقاومت بالای آن در برابر خوردگی به‌ویژه در محیط‌های حاوی مواد شیمیایی و مرطوب است. این خاصیت باعث می‌شود که این آلیاژ انتخابی ایده‌آل برای ساخت مخازن و تانکرهای حمل مواد شیمیایی باشد.
2. استحکام مکانیکی مناسب: این آلیاژ از نظر استحکام و سختی در سطح بالایی قرار دارد و می‌تواند در کاربردهایی که نیاز به مقاومت مکانیکی دارد، عملکرد خوبی داشته باشد.
3. جوش‌پذیری مناسب: آلیاژ 5454 قابلیت جوشکاری مناسبی دارد و به همین دلیل در صنایعی که نیاز به جوشکاری مکرر وجود دارد، مانند صنعت خودرو و ساخت سازه‌های فلزی، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4. مقاومت حرارتی مطلوب: این آلیاژ در دماهای بالا (تا حدود 150 درجه سانتی‌گراد) پایداری خوبی از خود نشان می‌دهد و مقاومت آن در برابر تنش‌های حرارتی باعث می‌شود در صنایعی که با دماهای بالا سروکار دارند، مورد استفاده قرار گیرد.

خواص فیزیکی آلومینیوم آلیاژ 5454

جدول زیر خواص مکانیکی آلومینیوم 5454 را نشان می دهد.

خواص مکانیکی تیپیک آلومینیوم آلیاژ 5454

جدول زیر خواص فیزیکی آلومینیوم 5454 را نشان می دهد.

انواع عملیات حرارتی آلومینیوم 5454

متداول ترین مزاج های آلومینیوم 5454 در زیر نشان داده شده است:

• O – نرم
• H111 – برخی از کارها با شکل دادن فرآیندهای سخت شده انجام می شوند اما کمتر از حد مورد نیاز برای H11 هستند.
• H22 – قطعه با نورد سخت شده و سپس تا یک چهارم سخت آنیل می شود.
• H32 – محصول با نورد سخت شده و سپس با عملیات حرارتی در دمای پایین تا یک چهارم سخت تثبیت می شود.

نام های معادل استاندارد های آلومینیوم 5454 عبارتند از:

• ASTM B209
• ASTM B221
• ASTM B234
• ASTM B241
• ASTM B404
• ASTM B547
• ASTM B548
• QQ A-200/6
• QQ A250 / 10
• SAE J454

ساخت و عملیات حرارتی آلومینیوم آلیاژ 5454

• آنیل شدن
  آلومینیوم 5454 فقط در صورت نیاز به از بین بردن استرس کار سرد در دمای 343 درجه سانتیگراد (650 درجه نهایت) آنیل می شود. پس از گرم شدن به اندازه کافی این آلیاژ در نهایت در هوا خنک می شود.
• سرد کاری
  آلومینیوم 5454 با استفاده از روش های معمول قادر به سرد کاری است. این آلیاژ را می توان در هر یک از H-32 ، H-34 ، H-111 یا در شرایط عملیات سرد کاری کرد.
• جوشکاری
  آلومینیوم 5454 قادر به جوشکاری با تمام روش های جوشکاری است.
• آهنگری
  آلومینیوم 5454 را می توانبا گرم کردن حالت داد.
• قابلیت ماشین کاری
  ماشینکاری آلومینیوم 5454 از حد میانگین به ضعیف ارزیابی می شود. عملیات ماشینکاری برای این آلیاژ زمانی توصیه می شود که آلیاژ در شرایط H-34 باشد. در فرآیند ماشین کاری می توان از روان کننده های روغن استفاده کرد.
• گرم کاری
  آلومینیوم 5454 را می توان در دامنه دمایی 371 تا 204 درجه سانتیگراد (700 تا 400 درجه نهایت) گرم کاری کرد.
• سخت کاری
  آلومینیوم 5454 فقط با سرد کاری سخت می شود.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 5454

مقاومت از آلیاژ متوسط به بالا و مشابه 5754 با مقاومت خوب در محدوده دما 65 تا 170 درجه سانتیگراد است. از قدرت خستگی بالایی برخوردار است. برای اکستروژن پیچیده یا ریز مناسب نیست.

آلیاژ آلومینیوم 5454 مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوبی دارد ، به ویژه در برابر آب دریا و شرایط عمومی محیطی

کاربرد های آلومینیوم آلیاژ 5454

کاربرد های 5454 معمولاً در موارد زیر استفاده می شود:

• بدنه تجهیزات مختلف در صنایع حمل و نقل جاده ای
• مخازن تحت فشار ، ظروف ، دیگهای بخار
• ساخت تجهیزات برودتی
• ستون ها ، تیرها و دکل های دریایی

به دلیل ویژگی‌های برجسته‌ای که ذکر شد، آلیاژ 5454 در کاربردهای مختلف صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از مهم‌ترین کاربردهای این آلیاژ عبارت‌اند از:

• ساخت مخازن و تانکرهای حمل مواد شیمیایی و سوخت: به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و مواد شیمیایی، این آلیاژ در ساخت مخازن و تانکرهای حمل مواد خورنده و سوختی استفاده می‌شود.
• صنعت حمل‌ونقل: آلیاژ 5454 در تولید قطعات خودرو، قطعات بدنه کشتی‌ها و تجهیزات حمل‌ونقل ریلی به کار می‌رود.
• ساخت لوله‌ها و اتصالات صنعتی: این آلیاژ به دلیل مقاومت به فشار و حرارت، برای ساخت لوله‌ها و اتصالاتی که تحت فشار بالا قرار دارند، استفاده می‌شود.
• سازه‌های فلزی و ساختمانی: آلیاژ 5454 در تولید پنل‌های فلزی، قطعات ساختمانی و سایر سازه‌های فلزی به‌کار می‌رود.

مقایسه آلیاژ 5454 با آلیاژهای مشابه

برای درک بهتر ویژگی‌های آلیاژ 5454، لازم است که آن را با آلیاژهای مشابه در سری 5XXX مانند 5083 و 5754 مقایسه کنیم. هر کدام از این آلیاژها بسته به خواص مکانیکی و شیمیایی خود، کاربردها و مزایای خاصی دارند.

مقایسه با آلیاژ 5083:

• مقاومت به خوردگی: هر دو آلیاژ 5454 و 5083 مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند، اما آلیاژ 5083 به دلیل درصد بالاتر منیزیم (حدود 4.0 تا 4.9 درصد) مقاومت بهتری در محیط‌های دریایی و شور از خود نشان می‌دهد.
• استحکام مکانیکی: آلیاژ 5083 استحکام مکانیکی بیشتری نسبت به 5454 دارد، اما این افزایش استحکام باعث کاهش جوش‌پذیری و شکل‌پذیری آن می‌شود.
• کاربرد: آلیاژ 5083 بیشتر در ساخت بدنه کشتی‌ها، تجهیزات دریایی و قطعاتی که نیاز به استحکام بالا دارند، استفاده می‌شود؛ در حالی که آلیاژ 5454 برای مخازن حمل مواد شیمیایی و محیط‌هایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی دارند، مناسب‌تر است.

مقایسه با آلیاژ 5754:

• خواص مکانیکی: آلیاژ 5754 دارای استحکام کمتری نسبت به 5454 است، اما به دلیل قابلیت شکل‌پذیری بهتر، در ساخت ورق‌ها و صفحات نازک آلومینیومی به کار می‌رود.
• مقاومت به خوردگی: هر دو آلیاژ 5454 و 5754 مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند، اما 5454 در برابر مواد شیمیایی خورنده عملکرد بهتری دارد.
• کاربرد: آلیاژ 5754 به دلیل خواص شکل‌پذیری، بیشتر در ساخت قطعات خودرو و قطعاتی که نیاز به خم‌کاری و شکل‌دهی دارند، استفاده می‌شود، در حالی که 5454 در ساخت مخازن و لوله‌ها کاربرد بیشتری دارد.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ 5454 در یک کلام

آلومینیوم آلیاژی 5454 به دلیل خواصی مانند مقاومت به خوردگی بالا، استحکام مکانیکی مناسب و جوش‌پذیری، یکی از انتخاب‌های برتر در صنایع مختلف است.

این آلیاژ با داشتن مقاومت در برابر مواد شیمیایی و قابلیت استفاده در دماهای بالا، در ساخت مخازن حمل مواد خورنده و تجهیزات حمل‌ونقل بسیار کاربردی است.

مقایسه این آلیاژ با دیگر آلیاژهای سری 5XXX نشان می‌دهد که هر کدام از این آلیاژها برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند و انتخاب مناسب به نیازهای صنعتی و ویژگی‌های مورد انتظار از ماده بستگی دارد.