با توسعهی روزافزون صنعت، به خصوص در حوزههای نظامی، حملونقل و هوافضا، نیاز به موادی با نسبت استحکام به وزن بالا احساس میشود. استفاده از آلیاژهای سبک در صنعت خودروسازی، نه تنها باعث کاهش وزن خودرو، بلکه کاهش میزان مصرف سوخت و در نتیجه آلودگی کمتر هوا میشود. با اینحال، در طراحی آلیاژهای سبک علاوه بر نسبت استحکام به وزن بالا، پارامترهایی همچون چقرمگی و مقاومت به خوردگی نیز بسیار مهم هستند. آلیاژسازی، رسوب سختی، ریزدانه سازی، کارسرد و پراکندهسازی ذرات ثانویه از روشهای معمول استحکام بخشی در فلزات و آلیاژها هستند. با این وجود، از بین روشهای گفته شده تنها ریز سازی دانهها قادر به افزایش همزمان استحکام و چقرمگی است. آلیاژهای آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم سه دستهی مهم از آلیاژهای سبک هستند.در ادامه به بررسی اجمالی این آلیاژها می پردازیم.
آلیاژهای آلومینیوم
آلومینیوم و آلیاژهای آن دستهای از فلزات سبک هستند که چگالی آنها حدود ۳۰ درصد فولادها است. آلیاژهای آلومینیوم به طور گسترده در صنعت خودروسازی برای تولید اجزای مختلف، به خصوص سیلندر موتور، در صنعت هوافضا برای ساخت بدنه هواپیما و موشک و همچنین در صنایع غذایی برای تولید قوطی نوشابه و کنسرو استفاده میشوند. آلیاژهای آلومینیم در دو دسته ریختگی و کارپذیر قرار میگیرند که هرکدام برحسب نوع عناصر آلیاژی به هشت گروه مجزا تقسیم میشوند. از عناصر آلیاژی رایج در آلیاژهای آلومینیوم میتوان به سیلیسیم، منیزیم، لیتیوم، مس، منگنز و قلع اشاره نمود. به طور کلی آلیاژهای آلومینیوم به دلیل برخورداری از مزایایی همچون نسبت استحکام به وزن بالا، رسانایی حرارتی و الکتریکی مطلوب، مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون به دلیل تشکیل لایه اکسیدی متراکم، چقرمگی شکست مناسب، کارپذیری و قابلیت اکستروژن بالا، سهولت ریختهگری و اتصال و همچنین قابلیت بازیافت بسیار مورد توجه هستند.
ما در عصر مواد، محتواهای بسیار خوبی را در خصوص آلومینیوم منتشر نموده ایم که به برخی از آن ها اشاره می شود:
- آلومینیوم یا فولاد؟ کدام یک بهتر است؟
- آشنایی با آلومینیوم های آلیاژی پر کاربرد
- کاربردهای عمومی آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم – قسمت اول
- کاربردهای عمومی آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم – قسمت دوم
- اثر عناصر آلیاژی در آلومینیوم ریختگی – قسمت اول
- اثر عناصر آلیاژی در آلومینیوم ریختگی – قسمت دوم
- ۳۱ دلیل برای گسترش تولید و مصرف آلیاژهای ریختگی آلومینیوم
- فرایند تولید آلومینیوم از آلومینا
- آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم + کتاب
آلیاژهای تیتانیوم
فلز تیتانیوم یکی از عناصر واسطه جدول تناوبی است که برای اولین بار در سال ۱۷۹۱ میلادی توسط شیمیدان و کانیشناس انگلیسی ویلیام گریگور کشف شد. تیتانیوم و آلیاژهای آن علاوه بر نسبت استحکام به وزن بالا، دارای خواص مکانیکی و فیزیکی، مقاومت به خوردگی و زیست سازگاری عالی هستند و خواص فوقالعاده آنها باعث کاربرد گسترده این آلیاژها در صنایع هوافضا، اتومبیلسازی، نفت و پتروشیمی، زیست پزشکی و غذایی شده است. آلیاژهای تیتانیوم برحسب ترکیب شیمیایی به ۳۸ گرید مختلف تقسیم میشوند. پیچیده بودن فرایند تولید و همچنین خواص منحصربهفرد تیتانیوم و آلیاژهای آن سبب اهمیت استراتژیک این فلزات شده است.
برخی نوشته های مرتبط با تیتانیوم در عصر مواد:
- پیشرفت های اخیر آلیاژهای پایه تیتانیم برای کاربردهای زیست پزشکی
- تیتانیم و آلیاژهای تیتانیم + معرفی کتاب
- مروری بر جنبه های خوردگی فلزات مصرفی برای ایمپلنت بدن – قسمت سوم
آلیاژهای منیزیم
منیزیم خالص، فلزی به رنگ سفید نقرهای و دارای ساختار کریستالی هگزاگونال فشرده است. چگالی بسیارکم (۳۰ درصد کمتر از فلز آلومینیوم) و خواص مکانیکی مطلوب، سبب کاربرد وسیع منیزیم و آلیاژهای آن در صنایع نظامی، هوافضا، اتومبیلسازی شده است. همچنین خواص زیستتخریبپذیری عالی و مدول الاستیسیته پایین آنها، توجه بسیاری را در کاربردهای زیست پزشکی به خود جلب نمودهاند.
یکی از کاربردهای جدید منیزیم و آلیاژهای آن، استفاده از آنها در باتریهای منیزیمی است که به دلیل ویژگیهای مطلوب، تحقیقات زیادی را در سالهای اخیر به خود اختصاص دادهاند. تعداد سیستمهای لغزشی کم در شبکه کریستالی منیزیم سبب میشود این فلز شکلپذیری مطلوبی در دمای محیط نداشته باشد. لذا کارگرم در منیزیم و آلیاژهای آن رایجتر است. از سوی دیگر، منیزیم و آلیاژهای آن بسیار فعال هستند و واکنش آنها با هوا و یا بخارآب در دمای بالا میتواند باعث اکسیداسیون شدید و آتشسوزی آنها در حین عملیات ریختهگری، جوشکاری، تراشکاری، کارگرم و همچنین در حین حوادث و سوانح شود. لذا این عیب میتواند کاربردهای آلیاژهای منیزیم در صنایع را محدود نماید. همچنین به دلیل ویژگی آتشگیری، کار با آنها باید در اتمسفر گازهای محافظ خاصی انجام گیرد که علاوه بر ایجاد هزینه، بعضی از این گازها همچون گوگرد هگزافلورید میتوانند باعث آلودگیهای زیستمحیطی شوند. خوشبختانه با تلاش محققان در سالهای اخیر، روشهایی همچون آلیاژسازی با عناصر نادر خاکی سبب افزایش مقاومت این آلیاژها به اکسیداسیون و آتشگیری شده است که میتواند سبب کاربرد هر چه بیشتر آنها در صنایع مختلف گردد.
علاوه بر تولید قطعات آلومینیومی، خوشبختانه در سالهای اخیر در کشور عزیزمان ایران چندین فعالیت مهم در صنعت تولید منیزیم صورت گرفته است که میتوان به افتتاح کارخانه تولید شمش منیزیم و تأسیس واحدهای ریختهگری منیزیم اشاره کرد. در صورت حمایتهای مالی و تلاش صنعتگران و متخصصان، این صنعت میتواند زمینهساز پیشرفت صنایع دیگر کشور همچون صنعت خودروسازی گردد.
+ هندبوک فلزات و آلیاژهای سبک
هندبوک “فلزات و آلیاژهای سبک” که در سال ۱۹۹۸ به چاپ رسیده است، در ۱۰ فصل و ۲۰۰ صفحه تهیه شده و ویراستاری آن را دو متخصص متالورژی به نامهای E. A. Brandes و G. B. Brook بر عهده داشتهاند. این هندبوک به بررسی سه دستهی اصلی آلیاژهای سبک، یعنی آلومینیوم، تیتانیوم و منیزیم میپردازد. هندبوک حاضر، شامل جداولی از گریدهای مختلف آلیاژی است که مقایسهی خواص فیزیکی و مکانیکی آنها را به راحتی امکانپذیر میسازد. بررسی سیستمهای نامگذاری مختلف، رسم دیاگرامهای فازی و همچنین دستورالعملهای عملیات حرارتی و متالوگرافی از نقاط برجسته این کتاب به شمار میروند و آن را به یک راهنمای جامع و کاربردی در صنعت فلزات سبک تبدیل مینمایند. فهرست موضوعی این هندبوک ارزشمند به صورت زیر است:
- دستورالعملهای مربوط به آلیاژهای آلومینیوم، تیتانیوم و منیزیم
- خواص فیزیکی آلیاژها و فلزات خالص سبک
- آلیاژهای ریختگی آلومینیوم و منیزیم
- دیاگرامهای فازی تعادلی
- متالوگرافی آلیاژهای سبک
- عملیات حرارتی آلیاژهای سبک
- تمامکاری در فلزات
- سوپرپلاستیسیته در آلیاژهای سبک فلزی
- کامپوزیتهای زمینه فلزی از فلزات سبک
مطالعهی این هندبوک ارزشمند به تمام دانشجویان مهندسی مواد و مکانیک، مهندسان طراح و متخصصان صنعت متالورژی توصیه میشود. هماکنون میتوانید هندبوک فلزات و آلیاژهای سبک را از لینک زیر در وبسایت عصر مواد دریافت نمایید:
Smithells Light Metals Handbook
فرمت: PDF
تعداد صفحه: ۲۰۲
زبان: انگلیسی
حجم: ۲٫۶ مگابایت
لینک دانلود:
 |
 |
 |
 |
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.