A Free Template From Joomlashack

A Free Template From Joomlashack

Thai (ภาษาไทย)English (United Kingdom)
Industry_Banner_GIF_950x126
อลูมิเนียม และอลูมิเนียมอัลลอย (Aluminum and Aluminum Alloys) PDF Print E-mail

 

เป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยธาตุ ทองแดง (Cu), แมกนีเซียม (Mn), แมงกานีส (Mg), ซิลิกอน (Si) และสังกะสี (Zi) Aluminum

 

อลูมิเนียมอัลลอย สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มหลักดังนี้ 

1. อลูมิเนียมหล่อผสมอัลลอย (Casting Alloys)

2. อลูมิเนียมผสมอัลลอย (Wrought Alloys) 

 

ปัจจุบัน ประมาณ 85% ของอลูมิเนียมใช้ทำแผ่นรีดฟอยล์ และบีดอัดเป็นท่อน (Extrusions) อลูมิเนียมผสมอัลลอย(Casting Alloys) เป็นผลิตภัณฑ์ที่คุ้มค่าใช้จ่ายเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวต่ำ แต่โดยปกติจะมีความแข็งแรงน้อยกว่า อลูมิเนียมผสมอัลลอย (Wrought Alloys) และที่สำคัญที่สุดของระบบผสมอัลลอยคือ ปริมาณของอลูมิเนียม (Al) ซิลิกอน (Si) ที่ระดับสูงของซิลิกอน (4.0% ถึง 13%) นำไปสู่การหล่ออลูมิเนียมที่มีคุณภาพดี โดยมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมโครงสร้าง และชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่ต้องการ ความทนทานต่อการกัดกร่อน รวมถึงน้ำหนักเบา

อัลลอยโลหะผสมส่วนใหญ่ใช้ประโยชน์จากโลหะที่น้ำหนักเบา 2 ชนิด คือ อลูมิเนียม และแมกนีเซียมอัลลอยที่มีความสำคัญมากในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ (Aerospace Manufacturing) เนื่องจาก อลูมิเนียม-แมกนีเซียมเป็นอัลลอยโลหะผสมที่มีทั้งเบากว่าโลหะผสมอลูมิเนียมอื่นๆ และทำปฏิกิริยากับไฟน้อยกว่าโลหะผสมชนิดอื่นที่มีแมกนีเซียมผสมอยู่ในปริมาณสูงมากๆ พื้นผิวของอลูมิเนียมผสมอัลลอย(Aluminum Alloy Surfaces) มีความเงางามชัดเจนแม้ในสภาพแวดล้อมที่แห้งเนื่องจากการก่อตัวของผิวเคลือบที่ป้องกันอลูมิเนียมออกไซด์ ในสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้นการกัดกร่อนของกรดทางเคมีและปฎิกิริยาทางไฟฟ้า จะเกิดขึ้นเมื่อโลหะผสมอลูมิเนียมถูกใช้เป็นสื่อผ่านของกระแสไฟฟ้ากับโลหะอื่นๆ ที่มีศักยภาพเชิงลบ และการกัดกร่อนมากกว่า อลูมิเนียมทั่วไป

อลูมิเนียมผสมอัลลอย(Aluminum Alloys) ที่มีคุณสมบัติที่หลากหลายสามารถนำมาใช้ในงานวิศวกรรมโครงสร้างต่างๆ โดยมีการใช้มาตรฐานเทียบของอเมริกา (ANSI) เยอรมัน/ยุโรป (DIN) นานาชาติ (UNS/ISO) เป็นต้น การคัดเลือกอัลลอยให้ถูกต้องตามลักษณะการใช้งานปรกติจะพิจารณาระดับ ความสามารถในการทนแรงดึง (Tensile Strength) ความหนาแน่น (Density) ความเหนียว (Ductility) ความสามารถในการขึ้นรูป (Formability) ความสามารถในการทำงาน (Workability) ความสามารถในการเชื่อม (Weldability) ความทนทานต่อการกัดกร่อน (Corrosion Resistance) เป็นต้น ปัจจุบันมีการใช้อลูมิเนียมอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบิน เนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแกร่งต่อน้ำหนักที่เหมาะสม ในขณะที่ อลูมิเนียมบริสุทธิ์อ่อนเกินไปสำหรับการใช้งาน และขาดความสามารถในการทนแรงดึง (Tensile Strength) ที่จำเป็นสำหรับ เครื่องบิน และเฮลิคอปเตอร์

 

อลูมิเนียมผสมอัลลอย กับ ประเภทของเหล็ก (Aluminum Alloys versus Type of Steels)

อลูมิเนียมผสมอัลลอยโดยทั่วไปมักจะมีค่ายืดหยุ่นโมดูลัส (Elastic Modulus) ประมาณ 70GPa ซึ่งประมาณหนึ่งในสามของ เหล็กและเหล็กอัลลอย ในตลาดมีค่ายืดหยุ่นโมดูลัสที่ผ่านองค์ประกอบนี้ ดังนั้น ชิ้นส่วนอุปกรณ์ทีทำจากอลูมิเนียมผสมอัลลอยมีโอกาสยืดตัวได้มากกว่า เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนทีทำจากเหล็กกล้าที่มีขนาดและรูปร่างเดียวกัน แม้อลูมิเนียมผสมอัลลอยบางชนิดมีค่าความสามารถในการทนแรงดึง (Tensile Strength) ที่สูงกว่าเหล็กกล้าบางชนิดและถูกใช้ทดแทน มีการออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์โลหะ ด้วยการใช้เทคโนโลยีใหม่ในการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เทคนิคการอัดขึ้นรูปที่เป็นกระบวนการสำคัญในกลุ่ม อลูมิเนียม (Aluminum/Al) แมงกานีส (Manganese/Mg) ซิลิกอน (Silicon/Si) สามารถผ่านกระบวนการบีบอัด (extruded) เพื่อสร้างรูปแบบที่ซับซ้อนได้

ดยทั่วไป การออกแบบโลหะที่แข็ง และเบาสามารถเกิดขึ้นได้กับอลูมิเนียมผสมอัลลอยมากกว่าจะเกิดขึ้นกับเหล็ก เช่น การดัดท่อผนังที่บาง ความเครียดจะลดลงสำหรับขนาดที่ใหญ่ขึ้น การเพิ่มสัดส่วนและรัศมีความหนาของผนังจะเป็นการเพิ่มรัศมี (และน้ำหนัก) โดย 26% เพื่อสามารถลดความเครียดผนัง  ด้วยเหตุนี้ โครงจักรยานที่ทำจากอลูมิเนียมอัลลอยจะใช้ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่กว่าท่อเหล็ก หรือไททาเนียมเพื่อให้ได้ความเหนียวและความแข็งแรง ในงานวิศวกรรมยานยนต์ รถที่ทำจากอลูมิเนียมอัลลอยใช้ตัวถังที่ทำจากวัสดุที่ใช้ในยานอวกาศ ที่ผ่านการบีบอัดโครงสร้างเพื่อให้มั่นใจด้านความแข็งแกร่ง ซึ่งได้เปลี่ยนแปลงวิธีการออกแบบรถเหล็กปัจจุบันขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของตัวถังที่ถูกออกแบบเป็นชิ้นเดียว

อลูมิเนียมอัลลอยถูกใช้อย่างแพร่หลายในวิศวกรรมเครื่องยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บล็อกเครื่องยนต์ (Cylinder Blocks) และห้องจุดระเบิ(Crankcases) เนื่องจากสามารถลดน้ำหนักได้จริง  เนื่องจากอลูมิเนียมอัลลอยถูกตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับความทนทานต่อการงอที่อุณหภูมิสูง ระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ดังกล่าวเป็นสิ่งสำคัญ  เทคนิคในการผลิตและความก้าวหน้าโลหะถูกนำออกมาใช้และประสบความสำเร็จอย่างสูงในอุตสาหกรรมรถยนต์ ไม่ว่าจะเป็น หัวสูบ (Cylinder Heads) และ ห้องจุดระเบิด (Crankcases)  ข้อจำกัดทางโครงสร้างที่สำคัญของอลูมิเนียมอัลลอย คือ ความทนทานต่อการล้าต่ำเมื่อเทียบกับเหล็ก ในสภาพห้องปฏิบัติการควบคุมเหล็กแสดงอาการล้า ซึ่งเป็นระดับความเครียดต่ำโดยไม่มีความผิดพลาดเกิดขึ้น อลูมิเนียมอัลลอย จึงถูกใช้อย่างระมัดระวังเฉพาะในส่วนที่จำเป็นต้องมีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการล้าได้อย่างแน่นอน


ประเภทของอลูมิเนียมอัลลอย (Aluminum Alloys)

1. กลุ่มไม่สามารถทำ Heat Treatment (Non-Heat-Treatable Aluminum Alloys)  

- AA 1050 / 1080 / 1200 อลูมิเนียมบริสุทธิ์ (Pure Aluminum) ทนทานต่อสารเคมีและสภาพอากาศ สามารถเชื่อมได้ง่าย แต่เป็นเกรดที่มี
  ความแข็งต่ำที่สุด เหมาะกับงานทั่วไป เช่น อุปกรณ์ทางเคมี งานที่ต้องการความสะอาดบริสุทธิ์ หรือเครื่องอัดต่างๆ
 

- AA 1350 เป็น Electrical Quality Alloy ใช้กับงานไฟฟ้า 

- AA 3003 / 3103 (Aluminum Sheets and Plates) ทนทานต่อการกัดกร่อน และเชื่อมได้ มีความแข็งแรง เหมาะทำเป็น ถังกักเก็บ (Storage
  tanks) อุปกรณ์ทางเคมี (Chemical equipment) งานเชื่อม (Brazing Applications) ตัวถังรถตู้และการใช้งานในอุณหภูมิต่ำ (Cryogenic)
 

- AA 5005 เหมาะกับงานเคลือบสี (Anodised Coating) ซึ่งมีน้ำหนักเบากว่า 3003 / 3103 ใช้ได้ดีกับงานละเอียดซับซ้อน งานตกแต่ง งาน
  โครงสร้าง และอุปโภคบริโภคทั่วไป
 

- AA 5052 (2.5% Mag common in USA) / 5251 (2% Mag for UK only) / 5754 (3% Mag an EU standard) สภาพพร้อมอบคืนไฟ ทนทาน
  ต่อการกัดกร่อนและเชื่อมได้ดี เหมาะกับงานทนแรงดันของเรือ (Pressure Vessels) ถัง (Tanks) อุปกรณ์เชื่อมต่อ (Fittings) งานที่ต้องการ
  ความแข็งแรง เช่น เรือลากจูง ตัวถังรถยนต์
 

- AA 5083 (Similar to 5154) เหมาะกับงานเชื่อมที่ต้องการความแข็งแรงของจุดเชื่อม เช่น รางขนถ่าย อุปกรณ์ชิ้นส่วนในเรือ สะพาน เครน
  การใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ (Cryogenic) สามารถเชื่อมและทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม ไม่เหมาะกับงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 65.5°C
 

- AA 5086 (Common in USA) เหมาะกับงานเชื่อมโครงสร้าง เรือลากจูง โครงสร้างขนาดมหึมา รถบรรทุก สามารถทนแรงดันของเรือ อุปกรณ์
  และโครงสร้างเรือที่อุณหภูมิต่ำ (Cryogenic) ทนต่อการสั่นสะเทือน (Energy Absorption) ไม่เหมาะกับงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 65.5°C
 

- AA 5454 เหมาะกับงานเชื่อมโครงสร้าง ผ่าน ASME Approved เพื่อใช้งานทีอุณหภูมิสูงถึง 204.4°C เช่น รถบรรทุกยางมะตอยร้อนเพื่อทำ
  ถนน (Hot Asphalt Tankers) ตัวถังรถขนถ่าย (Dump Body) สามารถทนแรงดันของเรือ (Pressure Vessels) และโครงสร้างกลางทะเล
 

 

2. กลุ่มสามารถทำ Heat Treatment (Heat-Treatable Aluminum Alloys) 

- AA 2014 / 2024 เป็น High Strength Alloys สามารถตัดแต่งชิ้นงานได้ดีเยี่ยม เพื่อทำชิ้นส่วนอุปกรณ์ในเครื่องบิน (Aircraft) มีข้อจำกัด
  ด้านการขึ้นรูป ทนการกัดกร่อนในอุณหภูมิสูงได้บ้าง ไม่แนะนำให้เชื่อมด้วยวิธี Fusion Welding  เหมาะกับ การใช้งานที่ต้องการความ
  แข็งแรงสูง เช่น เครื่องบิน และเครื่องจักร เฟือง ข้อต่อ ตัวถังรถยนต์ เป็นต้น
 

- AA 6082 (สภาพจำหน่ายเป็น Heat Treated) / 6061 (Common in USA) ใช้กับงานโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรง น้อย-ปานกลาง
  สามารถขึ้นรูป/เชื่อม/ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี มีความแข็งหลังทำ Heat Treatment เนื่องจากสูณเสียความแข็งระหว่างการเชื่อม
 

- AA 7020 สามารถตัดแต่งได้ดี เหมาะกับการใช้งานบนพื้นดิน 

- AA 7075 (Aircraft Alloy) แข็งแรง สามารถตัดแต่งดี ไม่เหมาะกับงานเชื่อม และสภาวะกัดกร่อน

 

3. กลุ่ม Tooling Plate 

- Rolled Plate คือ 5000 series เป็นเกรด Super Annealed มีความเสถียรและความเที่ยงตรงสูง

- AA 5558 ออกแบบเพื่อใช้เป็นงานเครื่องมือ โดยเฉพาะฐานเครื่องจักร สามารถเชื่อม ขัดเงา เคลือบสี

- Cast Plate ผ่านการอบคลายเครียส (Stress Relieved) มาแล้ว เหมาะกับงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง (Precision Applications)
  เช่น แผ่นยึดอุปกรณ์ต่างๆ สามารถเชื่อม/เคลือบสีและมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ไม่เหมาะกับการขึ้นรูป (No Forming)

- Mould / Rolled Tooling Plate มีความทนทาน เหมาะทำเป็นชิ้นส่วนเครื่องจักร แม่พิมพิ์พลาสติก เครื่องรีด งานกลึง (Turning Operation)

 
 
Joomla 1.5 Templates by Joomlashack