آلیاژهای آلومینیوم چیست ؟

به طور کلی لغت آلیاژ به معنی افزودن یک یا چندعنصر یا ترکیبی از آن ها به فلز پایه برای دستیابی به یک سری خواص مطلوب می باشد. از آنجا که استحکام و سختی فلز خالص همواره کمتر از آلیاژهای آن است، عموما از فلزات به صورت آلیاژی استفاده می­شود.

 عناصر موجود در آلیاژهای آلومینیوم و تاثیرات آن­ها بر آلیاژ:

• سیلیسیم مهمترین عنصر آلیاژی در آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم است. سیلیسیم قابلیت سیالیت آلومینیوم مذاب را بهبود می­بخشد و باعث می­شود که با تسهیل در جریان یافتن آن دیواره­های نازک و باریک قطعه را پر نماید. قابلیت ترک گرم آلیاژها را کم کرده و مقاومت به خوردگی را بالا می برد. همچنین مقاومت به ضربه و فشار آلیاژ را افزایش می­دهد. تأثیر سیلیسیم در خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم به ساختمان میکروسکوپی و چگونگی انجماد آن بستگی دارد از این جهت آلیاژ در شرایط مختلف تولید ( ماسه­ایی، فلزی، تحت فشار) خواص متفاوتی دارد که قالب­های فلزی بهترین نتیجه را در ریخته­گری این آلیاژ دارد.
• عنصر آهن به علت حضور در کاتد آلومینیوم در مذاب آن نیز وجود دارد. آهن در دمای محیط می تواند تا 0.05% در آلومینیوم حل شود وچنانچه از این مقدار تجاوز کند تشکیل ترکیب FeAL₃ می­دهد که این ترکیب علاوه بر سختی بالا به رشد دانه های قطعه ریخته­گری نیز کمک می­کند. لذا قطعه را شکننده می­کند همچنین مقاومت به ترک گرم را بهبود بخشیده و چسبندگی قطعه به قالب یا به عبارتی جوش خوردن قطعه به قالب در ریخته­گری تزریقی را کاهش می­دهد. آهن با سایر عناصر در مذاب واکنش انجام داده و باعث ایجاد ترکیبات بین فلزی یا فازهای غیر محلول در مذاب آلومینیوم می­شود. در نتیجه کاهش سیالیت مذاب را در پی خواهد داشت. این عنصر همراه منگنز وکروم ترکیبات فلزی پیچیده ای به نام لجن تشکیل می­دهند.
• مس پس از سیلیسیم مهم­ترین عنصر در آلیاژهای ریخته­گی آلومینیوم است.. این عنصر تشکیل رسوبات CuAl₂ که یکی از مهم­ترین اجزای سخت کننده­ی آلیاژهای آلومینیوم است را می دهد. مس استحکام آلیاژ را در هر دو حالت عملیات حرارتی شده و عملیات حرارتی نشده را افزایش می دهد. مقدار مس از 3 تا 11 درصد(در آلیاژهای چکش خوار تا 5/5% ودر آلیاژها ریخته گری تا 10%) متغیر است. این عنصر مقدار انقباض داخلی در آلومینیوم را کاهش داده و قابلیت ماشین کاری قطعه ریخته گری را افزایش می­دهد. در عین حال به علت ایجاد ترک گرم و کاهش دادن سیالیت مذاب، ریخته­گری را با مشکل مواجه می­کند. به علاوه این که به مقدار قابل توجهی مقاومت خوردگی آلومینیوم را کاهش می­دهد و انعطاف پذیری آلیاژ را کاهش می­دهد.
• عنصر منیزیم اساس بهبود استحکام و سختی در آلیاژهای آلومینیوم – سیلیسیم عملیات حرارت پذیر می باشد. حضور منیزیم در Al-Si باعث تشکیل ترکیب Mg₂Si شده و از همین طریق خواص مکانیکی آلیاژ را افزایش داده و می­تواند پذیرش عملیات حرارتی محلولی و پیر سختی را در آلیاژ افزایش دهدکه با این عملیات سختی و استحکام آلیاژ افزایش می­یابد. آلیاژهای دوتایی آلومینیوم – منیزیم به طور گسترده در کاربردهایی که نیاز به مقاومت به خوردگی در آب شور و محیط­های قلیایی و همچنین ترکیبی از استحکام و شکل پذیری دارند مورد استفاده قرار می­گیرند.
• عنصر روی به تنهایی اثر چندان مفیدی بر آلومینیوم ندارد ولی همراه با مس یا منیزیم باعث ایجاد خواص جالب عملیات حرارت پذیری و پیر سختی طبیعی می­گردد. روی بیشتر در ترکیبات شیمیایی آلیاژهایی که از طریق دایکست و ریخته گری ثقلی تهیه می­شوند یافت می­شود. روی در درصد های تا 5/7% با تشکیل فاز­های فلزی سخت نظیر Mg₂Zn به بهبود خواص مکانیکی آلومینیوم کمک می­کند. فلز روی معمولا همراه با عناصردیگر نظیر منیزیم و مس به آلومینیوم افزوده می­شود. با افزایش دما حلالیت روی در آلومینیوم به شدت افزایش می­یابد.
• عنصر منگنز در مقادیر بسیار کم برای کنترل اثر تخریبی آهن بصورت فازهای شکننده و ترد بکار می­رود. اگر میزان آهن در آلیاژ 45/0% بیشتر شود مقدار منگنز باید حداکثر نصف درصد آهن باشد منگنز بعنوان عنصر آلیاژی در ترکیبات آلیاژهای کارپذیر بکار می­رود.
• عنصر نیکل همراه با مس مقاومت در درجه حرارت بالا را افزایش داده و همچنین ضریب انبساط حرارتی ومقاومت به خوردگی را کاهش می­دهد. نیکل مانع از نرم شدن و تغییر شکل آلیاژ در درجه حرارت­های تا 200 درجه سانتیگراد یا بیشتر می­گردد. عناصری مانند نیکل و آهن در آلاژهای آلومینیوم تمایلی به اکسیده شدن ندارند ولی پدیده جدایش در حضو ر این عناصر با سهولت بیشتری انجام می­گیرد. 

انواع ریختگری شامل S=SAND ریختگری با ماسه،   P=PERMANENT MOULDریختگری با قالب دائمی یا فلزی،D=DIE CASTING  ریختگری تحت فشار یا دایکست و  F=INVESTMENT CASTIN