خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۵۴۵۴

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۵۴۵۴ 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 ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد (۳۹۲ و ۴۸۲ ) 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 ۵۴۵۴: ویژگی‌ها، کاربردها و مقایسه با آلیاژهای مشابه

آلومینیوم آلیاژی ۵۴۵۴ 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 ۵XXX) 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 ۵۴۵۴، کاربردهای آن و مقایسه آن با آلیاژهای مشابه خواهیم پرداخت.

جداول زیر اطلاعات بیشتری در مورد آلومینیوم ۵۴۵۴ ارائه می دهد.

ترکیب شیمیایی آلومینیوم آلیاژ ۵۴۵۴

جدول زیر ترکیب شیمیایی آلومینیوم ۵۴۵۴ را نشان می دهد.

ویژگی‌های آلیاژ ۵۴۵۴

آلیاژ آلومینیوم ۵۴۵۴ به دلیل داشتن درصد بالایی از منیزیم (حدود ۲٫۴ تا ۳٫۰ 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 ۵۴۵۴، 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 ۵۴۵۴ 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 ۱۵۰ 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 ۵۴۵۴

جدول زیر خواص مکانیکی آلومینیوم ۵۴۵۴ را نشان می دهد.

خواص مکانیکی تیپیک آلومینیوم آلیاژ ۵۴۵۴

جدول زیر خواص فیزیکی آلومینیوم ۵۴۵۴ را نشان می دهد.

انواع عملیات حرارتی آلومینیوم ۵۴۵۴

متداول ترین مزاج های آلومینیوم ۵۴۵۴ 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 ۵۴۵۴ 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 ۵۴۵۴

• آنیل شدن
  آلومینیوم ۵۴۵۴ فقط در صورت نیاز به از بین بردن استرس کار سرد در دمای ۳۴۳ درجه سانتیگراد (۶۵۰ درجه نهایت) آنیل می شود. پس از گرم شدن به اندازه کافی این آلیاژ در نهایت در هوا خنک می شود.
• سرد کاری
  آلومینیوم ۵۴۵۴ 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 ۵۴۵۴ قادر به جوشکاری با تمام روش های جوشکاری است.
• آهنگری
  آلومینیوم ۵۴۵۴ را می توانبا گرم کردن حالت داد.
• قابلیت ماشین کاری
  ماشینکاری آلومینیوم ۵۴۵۴ 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 ۵۴۵۴ را می توان در دامنه دمایی ۳۷۱ تا ۲۰۴ درجه سانتیگراد (۷۰۰ تا ۴۰۰ درجه نهایت) گرم کاری کرد.
• سخت کاری
  آلومینیوم ۵۴۵۴ فقط با سرد کاری سخت می شود.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۵۴۵۴

مقاومت از آلیاژ متوسط به بالا و مشابه ۵۷۵۴ با مقاومت خوب در محدوده دما ۶۵ تا ۱۷۰ درجه سانتیگراد است. از قدرت خستگی بالایی برخوردار است. برای اکستروژن پیچیده یا ریز مناسب نیست.

آلیاژ آلومینیوم ۵۴۵۴ مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوبی دارد ، به ویژه در برابر آب دریا و شرایط عمومی محیطی

کاربرد های آلومینیوم آلیاژ ۵۴۵۴

کاربرد های ۵۴۵۴ 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 ۵۴۵۴ 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 ۵۴۵۴ 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 ۵۴۵۴ در تولید پنل‌های فلزی، قطعات ساختمانی و سایر سازه‌های فلزی به‌کار می‌رود.

مقایسه آلیاژ ۵۴۵۴ با آلیاژهای مشابه

برای درک بهتر ویژگی‌های آلیاژ ۵۴۵۴، لازم است که آن را با آلیاژهای مشابه در سری ۵XXX مانند ۵۰۸۳ و ۵۷۵۴ مقایسه کنیم. هر کدام از این آلیاژها بسته به خواص مکانیکی و شیمیایی خود، کاربردها و مزایای خاصی دارند.

مقایسه با آلیاژ ۵۰۸۳:

• مقاومت به خوردگی: هر دو آلیاژ ۵۴۵۴ و ۵۰۸۳ مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند، اما آلیاژ ۵۰۸۳ به دلیل درصد بالاتر منیزیم (حدود ۴٫۰ تا ۴٫۹ درصد) مقاومت بهتری در محیط‌های دریایی و شور از خود نشان می‌دهد.
• استحکام مکانیکی: آلیاژ ۵۰۸۳ استحکام مکانیکی بیشتری نسبت به ۵۴۵۴ دارد، اما این افزایش استحکام باعث کاهش جوش‌پذیری و شکل‌پذیری آن می‌شود.
• کاربرد: آلیاژ ۵۰۸۳ بیشتر در ساخت بدنه کشتی‌ها، تجهیزات دریایی و قطعاتی که نیاز به استحکام بالا دارند، استفاده می‌شود؛ در حالی که آلیاژ ۵۴۵۴ برای مخازن حمل مواد شیمیایی و محیط‌هایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی دارند، مناسب‌تر است.

مقایسه با آلیاژ ۵۷۵۴:

• خواص مکانیکی: آلیاژ ۵۷۵۴ دارای استحکام کمتری نسبت به ۵۴۵۴ است، اما به دلیل قابلیت شکل‌پذیری بهتر، در ساخت ورق‌ها و صفحات نازک آلومینیومی به کار می‌رود.
• مقاومت به خوردگی: هر دو آلیاژ ۵۴۵۴ و ۵۷۵۴ مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند، اما ۵۴۵۴ در برابر مواد شیمیایی خورنده عملکرد بهتری دارد.
• کاربرد: آلیاژ ۵۷۵۴ به دلیل خواص شکل‌پذیری، بیشتر در ساخت قطعات خودرو و قطعاتی که نیاز به خم‌کاری و شکل‌دهی دارند، استفاده می‌شود، در حالی که ۵۴۵۴ در ساخت مخازن و لوله‌ها کاربرد بیشتری دارد.

خواص و کاربرد آلومینیوم آلیاژ ۵۴۵۴ در یک کلام

آلومینیوم آلیاژی ۵۴۵۴ 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 ۵XXX 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.