เป็นโลหะผสมที่มี อลูมิเนียม (Al) เป็นส่วนผสมหลัก และประกอบด้วยธาตุผสมอื่นๆ เช่น ทองแดง (Copper/Cu), แมกนีเซียม (Magnesium/Mn), แมงกานีส (Manganese/Mg), ซิลิกอน (Silicon/Si) และสังกะสี (Zinc/Zi)

 

อลูมิเนียมอัลลอย สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลัก (Principal Classifications of Aluminum Alloys)

  1. อลูมิเนียมหล่อผสมอัลลอย (Casting Alloys) แบ่งหมวดย่อย Heat-Treatable / Non Heat-Treatable
  2. อลูมิเนียมผสมอัลลอย (Wrought Alloys) แบ่งหมวดย่อย Heat-Treatable / Non Heat-Treatable

 

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 ที่มีศักยภาพเชิงลบมากกว่าการกัดกร่อนก็จะเกิดขึ้นมากกว่าอลูมิเนียมทั่วไป

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 (Type of Aluminum Alloys) สามารถแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มดังนี้

 

  1. กลุ่มไม่สามารถทำ Heat Treatment (Non-Heat-Treatable Aluminum Alloys)
    • 1xxx Series อลูมิเนียมบริสุทธิ์ (99% Pure Aluminum)
      • 1050/1080/1200 – ทนทานต่อสารเคมีและสภาพอากาศ สามารถใช้งานและเชื่อมได้ง่าย แต่เป็นเกรดที่มีความแข็งต่ำที่สุด เหมาะสำหรับเครื่องอุปกรณ์ทางเคมี งานที่ต้องการความสะอาดบริสุทธิ์ หรือเครื่องอัดต่างๆ
      • 1350 – เป็น Electrical Quality Alloy ใช้กับงานไฟฟ้า
    • 3xxx Series มีส่วนผสมของแมงกานิส (Mn)  เป็นกลุ่ม Work Hardening
      • 3003/3103 (Aluminum Sheets and Plates) –ทนทานต่อการกัดกร่อน และเชื่อมได้ มีความแข็งแรง เหมาะทำเป็น ถังกักเก็บ (Storage tanks), อุปกรณ์ทางเคมี (Chemical equipment), งานเชื่อมต่างๆ (Brazing Applications), ตัวถังรถตู้ และ การใช้งานในอุณหภูมิต่ำ (Cryogenic)
    • 4xxx Series กลุ่มงานอลูมิเนียมหล่อ (Casting) มีส่วนผสมของซิลิคอน (Si) สูงถึง 12%
    • 5xxx Series มีส่วนผสมของแมกนีเซียม (Mg) ทนการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม
      • 5005 – เหมาะกับงานเคลือบสี (Anodised Coating) ซึ่งมีน้ำหนักเบากว่า 3003/3103 ใช้ได้ดีกับงานละเอียดซับซ้อน งานออกแบบตกแต่ง งานออกแบบโครงสร้าง และอุปโภคบริโภคทั่วไป
      • 5052 (2.5% Mg common in USA)/5251 (2% Mg for UK only) / 5754 (3% Mg an EU standard) – อยู่ในสภาพพร้อมอบคืนไฟ ทนทานต่อการกัดกร่อน และเชื่อมได้ดี เหมาะกับงานทนแรงดันของเรือ (Pressure Vessels), ถัง (Tanks), อุปกรณ์เชื่อมต่อ (Fittings), งานที่ต้องการความแข็งแรง เช่น เรือลากจูง ตัวถังรถยนต์
      • 5083 (Similar to 5154) –เหมาะกับงานเชื่อมที่ต้องการความแข็งแรงของจุดเชื่อม เช่น รางขนถ่าย อุปกรณ์ชิ้นส่วนในเรือ สะพาน การใช้งานในอุณหภูมิต่ำ(Cryogenic) เครน(Cranes) สามารถเชื่อม(Weldability) ทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม  ไม่เหมาะกับงานที่อยู่ในอุณหภูมิต่ำกว่า 65.5°C
      • 5086 (Common in USA) – เหมาะกับงานเชื่อมโครงสร้าง เรือลากจูง โครงสร้างขนาดมหึมา รถบรรทุก สามารถทนแรงดันของเรือ อุปกรณ์และโครงสร้างเรือใช้งานในอุณหภูมิต่ำ (Cryogenic Vessels) ที่ต้องทนต่อการสั่นสะเทือน (Energy Absorption) ไม่เหมาะกับงานที่อยู่ในอุณหภูมิต่ำกว่า 65.5°C
      • 5454 –เหมาะกับงานเชื่อมโครงสร้าง ผ่าน ASME Approved เพื่อใช้งานทีอุณหภูมิสูงถึง 204.4°C เช่น รถบรรทุกยางมะตอยร้อนเพื่อทำถนน (Hot Asphalt Road Tankers), ตัวถังรถขนถ่าย (Dump Body) สามารถทนแรงดันของเรือ (Pressure Vessels) และโครงสร้างกลางทะเล
  2. กลุ่มสามารถทำ Heat Treatment (Heat-Treatable Aluminum Alloys)
    1. 2xxx Series (Duralumin) มีส่วนผสมของทองแดง (Cu) เป็นกลุ่ม High Strength Alloys
      1. 2014/2024 – สามารถตัดแต่งชิ้นงานได้ดีเยี่ยม เพื่อทำชิ้นส่วนอุปกรณ์ในเครื่องบิน (Aircraft) มีข้อจำกัดด้านการขึ้นรูป และทนการกัดกร่อนในอุณหภูมิสูงได้บ้างเท่านั้น ไม่แนะนำให้เชื่อมด้วยวิธี Fusion Welding  เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงเช่น เครื่องบิน และเครื่องจักรม เฟือง ข้อต่อ ตัวถังรถยนต์ เป็นต้น
    2. 6xxx Series มีส่วนผสมของแมกนีเซียม (Mg) และ ซิลิคอน (Si)
      1. 6082 (สภาพจำหน่ายเป็น Heat Treated)
      2. 6061 (Common in USA) – ใช้กับงานโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรง น้อย-ปานกลาง สามารถขึ้นรูป/เชื่อม/ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี มีความแข็งหลังทำ Heat Treatment เนื่องจากสูณเสียความแข็งระหว่างการเชื่อม
    3. 7xxx Series มีส่วนผสมของซิงค์ หรือ สังกะสี (Zn) (Tensile strength up to 700 MPa)
      1. 7020 – สามารถตัดแต่งได้ดี เหมาะกับการใช้งานบนพื้นดิน
      2. 7075 (Aircraft Alloy) แข็งแรง สามารถตัดแต่งได้ดี ไม่เหมาะกับงานเชื่อม/สภาวะกัดกร่อน
  3. กลุ่ม Tooling Plate
    1. Cast Plate – ผ่านการอบคลายเครียส (Thermal Stress Relieved) มาแล้ว เหมาะกับงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง (Precision Applications) เช่น แผ่นยึดอุปกรณ์ต่างๆ สามารถเชื่อม/เคลือบสีและมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ไม่เหมาะกับการขึ้นรูป (No Forming)
    2. Rolled Plate – คือ 5000 series เป็นเกรด Super Annealed มีความเสถียรและความเที่ยงตรงสูง
    3. 5558 – ถูกออกแบบเพื่อใช้เป็นงานเครื่องมือ โดยเฉพาะฐานเครื่องจักร สามารถเชื่อม ขัดเงา เคลือบสี
    4. Mould Plate – คือ Rolled Tooling Plate สำหรับเครื่องรีดต่างๆ มีความทนทานเหมาะทำเป็นชิ้นส่วนเครื่องจักร เหมาะใช้ทำแม่พิมพิ์พลาสติก

ความสามารถในการขึ้นรูปอลูมิเนียมอัลลอย (Aluminum Alloys Forming Capability)

 

AlloyFabrication Properties
1XXXExcellent formability, weldability and corrosion resistance. Low strength.
2XXXExcellent machinability and high strength. Poor formability, weldability and corrosion resistance.
3XXXFormable, corrosion resistant and weldable. Moderate strength.
4XXXFormable, weldable, corrosion resistant
5XXXFormable, weldable, excellent corrosion resistance
7XXXMachinable, poor corrosion resistance and weldability. High strength.
8XXXExcellent formability

 

Please follow and like us:
error