آلومینیوم مشهد و همه چیز در ارتباط با صنعت آلومینیوم

آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) بر آن شد تا در این سایت تاریخچه ای از پیدایش آلومینیوم در تاریخ بشر را فراهم نماید.

کاربرد آلومینیوم در ارتباط با میزان مصرف آلوم شکل گرفته‌است. اولین مطلب نوشته شده  راجع به آلوم توسط مورخ یونانی هرودوت، به قرن پنجم قبل از میلاد بازمی‌گردد.

مشخص شده‌است که گذشتگان از آلوم به عنوان یک تثبیت‌کننده رنگ و دفاع از شهر استفاده می‌کردند.

پس از جنگ‌های صلیبی، آلوم، به عنوان یک ماده ضروری در صنعت نساجی اروپایی، موضوع تجارت بین‌المللی بود؛ که آن را تا اواسط قرن بیستم از غرب دریای مدیترانه وارد اروپا می‌کردند.

تلاش‌ ها برای تولید فلز آلومینیوم به تاریخ ۱۷۶۰ میلادی برمی گردد.

با این حال اولین تلاش موفق در سال ۱۸۲۴ میلادی توسط فیزیکدان و شیمیدان دانمارکی هانس کریستین ارستد به انجام رسید.

سال‌ها پس از آن، وهلر به عنوان کاشف آلومینیوم شناخته شد. شیمیدانی که اولین بار عناصر فلزی آلومینیوم را به‌طور کامل شرح داد.

با استفاده از روش وهلر نمی‌توان مقدار زیادی از آلومینیوم تولید کرد و این فلز آلومینیوم نادر بود؛ به‌طوری که هزینه آن بیش از طلا بود.

اولین روش تولید صنعتی در مقیاس بزرگ به‌طور مستقل در سال ۱۸۸۶ میلادی توسط مهندس فرانسوی پل هرولت و مهندس آمریکایی چارلز مارتین هال توسعه یافت، اکنون به عنوان فرایند هال-هرولت معروف است. فرایند هال-هرولت آلومینا را به فلز تبدیل می‌کند.

کارل جوزف بایر، شیمیدان اتریشی، در سال ۱۸۸۹ میلادی راهی برای خالص سازی بوکسیت برای تولید آلومینا، که در حال حاضر به عنوان فرایند بایر شناخته می‌شود، کشف کرد.

تولید مدرن فلز آلومینیوم بر اساس فرایندهای بایر و هال-هرولت است.

قیمت آلومینیوم کاهش یافت و آلومینیوم در سال‌های ۱۸۹۰ میلادی و اوایل قرن بیستم به‌طور گسترده‌ای در جواهرات، وسایل روزمره، قاب عینک، ابزارهای نوری، کارد و چنگال و فویل مورد استفاده قرار گرفت.

توانایی آلومینیوم برای تولید آلیاژهای سخت در عین حال سبک در قیاس با فلزات دیگر، باعث شد که به صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار گیرد و این کاربرد در صنایع آلومینیوم مشهد هم بارز و شاخص است.

 

در طول جنگ جهانی اول، دولت‌های اصلی خواستار حمل محموله‌های آلومینیومی برای ساخت هواپیماهای سبک مستحکم بودند.

آلومینیوم در اواسط قرن بیستم به بخشی از زندگی روزمره و جزئی از لوازم خانگی تبدیل شده بود.

در اواسط قرن بیستم، آلومینیوم به عنوان یک ماده در مهندسی عمران، با کاربردهای ساختمانی در هر دو مرحله  ساخت و ساز پایه ای و کار داخلی پایانی، و به‌طور فزاینده ای در مهندسی نظامی برای هواپیما و همچنین موتورهای وسایل نقلیه زره پوش مورد استفاده قرار گرفت.

اولین ماهواره مصنوعی زمین، که در سال ۱۹۵۷ میلادی به فضا پرتاب شد، شامل دو نیم کره  آلومینیومی جدا از هم که به هم متصل شده بودند و تمام وسایل نقلیه هوایی پس از آن از آلومینیوم ساخته شدند.

قوطی ‌های آلومینیومی در سال ۱۹۵۶ میلادی اختراع شده و به عنوان ذخیره‌سازی برای نوشیدنی‌ ها در سال ۱۹۵۸ میلادی به کار گرفته شدند.

در سال ۱۹۷۸ میلادی آلومینیوم وارد بورس فلزات لندن شد که قدیمی‌ترین بورس مبادلاتی فلزات صنعتی در جهان به‌شمار می‌آید.

در ایالات متحده، اروپای غربی و ژاپن، اکثر آلومینیوم در حمل و نقل، مهندسی، ساخت و ساز و بسته ‌بندی مصرف شده‌است.

امروزه بازیافت آلومینیوم مورد توجه قرار دارد و صنعت آلومینیوم مشهد نیز این مهم را پیگیری می کند. منابع بازیافت آلومینیوم در همه دنیا و حتی در صنعت آلومینیوم مشهد عبارت‌اند از:

اتومبیل ها، پنجره‌ ها، درها، لوازم منزل، کانتینرها و سایر محصولات. یکی از ویژگی‌های مهم آلومینیوم که بازیافت آن را مورد توجه قرار می‌دهد آن است که هیچ تفاوتی بین کیفیت آلومینیوم بازیافتی و آلومینیوم تازه تولید شده وجود ندارد.

کاربردها

چانچه در مقالات قبلی آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) خواندید از نظر کیفیت و از نظر ارزش، آلومینیوم کاربردی ‌ترین فلز بعد از آهن است،

به عبارتی آلومینیوم پرکاربردترین آلیاژ غیر آهنی است و تقریباً در تمامی بخش‌ های صنعت دارای اهمیت می‌ باشد و این روند در کلان شهرها به شدت قابل ملاحظه است و صنعت آلومینیوم مشهد هم استثناء نیست.

آلومینیوم خالص، نرم و ضعیف است، اما می‌تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس، منیزیم، منگنز، سیلیکن و دیگر عناصر به وجود آورد که این آلیاژها ویژگی ‌های مفید گوناگونی دارند.

این آلیاژها اجزای مهم هواپیماها و راکت ‌ها را می‌سازند.

وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند، پوششی تشکیل می‌دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس می‌کند.

این پوشش‌ها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را به وجود می‌آورند که همانند پوشش‌های نقره خاصیت خود را از دست نمی‌دهند.

یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینه‌های تلسکوپ‌های نجومی است.

 

فهرست کاربردها

برخی از کاربردهای اصلی آلومینیوم که در گفتارهای قبل آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) به آن اشاره شده بود عبارت‌اند از:

• حمل و نقل (اتومبیل‌ها، هواپیماها، کامیون‌ها، کشتی‌ها، ناوگان‌های دریایی، راه‌آهن و…). از آلومینیوم به دلیل چگالی پایین آن استفاده می‌شود.
• بسته‌ بندی (قوطی‌ها، فویل و…). از آلومینیوم به دلیل غیرسمی بودن، جاذب نبودن و عدم ایجاد تراشه استفاده می‌شود، در شهر مشهد که صنایع غذایی بزرگی وجود دارد صنعت آلومینیوم مشهد به دنبال این تولیدات نیز هست.
• ساختمان‌ها و ساخت ‌و ساز (درب، پنجره، دیوار پوش‌ها و…). می دانیم که فولاد ارزان‌تر از آلومینیوم است، و از آلومینیوم زمانی استفاده می‌شود که عواملی مثل زنگ ‌نزن بودن، سبکی یا عوامل مهندسی مد نظر باشد، در کلانشهر مشهد عمده تولید صنعت آلومینیوم مشهد در حوزه ساخت و ساز ساختمانی مورد استفده قرار می گیرد .
• بسیاری از لوازم خانگی (وسایل برقی خانگی، ظروف و وسایل آشپزخانه و …) که در این راستا هم صنایع آلومینیوم مشهد فعالیت های چشمگیری دارند.
• خطوط انتقال برق (هدایت الکتریکی آلومینیوم از مس بیشتر و از طلا کمتر می ‌باشد اما استحکام مکانیکی آن در برابر کشش از مس کمتر می‌ باشد و لذا برای ساخت هادی‌ های آلومینیوم به منظور استفاده در خطوط انتقال از هسته‌ای فولادی برای تقویت استحکام آن در برابر کشش استفاده می‌کنند معروف ‌ترین هادی آلومینیومی با ویژگی ‌های بالا که در ۹۰ درصد خطوط انتقال استفاده می‌شود هادی ACSR می‌باشد. در صنایع آلومینیوم مشهد تعدادی شرکت تولیدی سیم و کابل آلومینیومی وجود دارد.
• آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می‌شود و در نتیجه در سوخت موشک‌های با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می‌شود.

آلیاژهای Si-Al-Mg

یکی از فعالیت های حوزه علوم شیمیایی تولید آلیاژهای کاربردی آلومینیوم است و در صنایع آلومینیوم مشهد هم این فعالیت بارز و قابل توجه است.

دو عنصر آلیاژی Si و Mg قادر به ترکیب بوده و ترکیب بین فلزی را بوجود می آورند این عناصر به عنوان یک سیستم آلیاژی شبه دو تایی عمل می کند.

این سیسیتم سه تایی سیستمی است که می توان آن را تحت عملیات حرارتی محلولی و پیر سختی قرار داد . آلیاژهای سه تایی دارای مزیت سیستم شبه دو تایی و همچنین اثرات مفید Si محلول درصد کم Mg تا حدود ۳/۰ % و درصد های بالای Si یعنی ۶-۸ %می باشد.

افزایش بیشتر Si باعث بهبود خواص ریخته گری این آلیاژ ها می شود .

در بعضی از آلیاژها ترکیب سیلیسیم و منیزیم مضر هستند که در نتیجه به عنوان نا خالصی محسوب می شوند .

به خاطر این که تمامی آلیاژ Al دارای Si می باشد افزایش سختی در اثر تشکیل می باشد و با افزایش این سختی آلیاژ ترد و شکننده می شود.

از خواص قطعات ریخته گری Al می تواند به قابلیت ماشین کاری ، قابلیت پرداخت کاری ، جوش کاری، لحیم کاری و قابلیت عملیات سختی سطحی اشاره کرد که صنایع مذکور در کنار صنعت تولید آلومینیوم مشهد در حال فعالیت می باشند. این آلیاژ دارای خواص دیگری مانند استحکام برشی ، استحکام فشاری و مقاومت به خوردگی نیز می باشد که در مقالات پیشین آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) به آنها اشاره شده است.

وزن مخصوص کم:

یک متر مکعب آلومینیوم خالص ۸/۲۸۲۷ کیلوگرم وزن دارد و یک متر مکعب از سنگین‌ترین آلیاژهای آلومینیوم (یعنی آلیاژهای حاوی مس و روی) دارای وزنی در حدود ۲۹۵۳ کیلوگرم است.

حتی این سنگین‌ترین آلیاژ‌های آلومینیوم نیز حداقل ۱۹۷۸ کیلوگرم در هر متر کعب سبک‌ تر از وزن هم حجم سایر فلزات ساختمانی (بجز منیزیم) است.

پوشش سخت دادن Hard Coating

یکی از فرآیندهای آندایزه کردن است که به تدریج اهمیت پیدا می‌کند و آن را آندایزه کردن سخت یا پوشش سخت دادن می‌نامند که این بخش از صنعت آلومینیوم نیز درصنایع آلومینیوم مشهد در حال فعالیت می باشند.

این فرآیند گرچه در اساس مشابه آندایزه کردن معمولی است ولی از چند نقطه نظر با آن تفاوت دارد.

در پوشش سخت، محلول مورد استفاده اسید سولفوریک و درجه حرارت عمل پایین‌تر است.

فرآیند بقدری ادامه می‌یابد که لایه اکسیدی به ضخامتی تا حدود ۵ برابر ضخامت آندایزه کردن معمولی برسد.

 

پوشش آلومینیومی دادن Alcladding

بطور کلی آلیاژهای آلومینیوم با استحکام زیاد از نظر خوردگی کم مقاومترین آنها محسوب می‌گردند.

این مطلب به خصوص در مورد آلیاژهای حاوی درصدهای زیاد مس یا روی صادق است.

از طرف دیگر مقاومت به خوردگی آلومینیوم خالص بسیار زیاد است.

پوشش آلومینیومی دادن یکی از روشهای افزایش مقاومت خوردگی به یک آلیاژ با استحکام زیاد است که در صنایع آلومینیوم دنیا و از جمله آلومینیوم مشهد مورد توجه قرار دارد.

در این فرآیند یک لایه آلومینیوم خالص به سطح آلیاژ مورد نظر متصل شده و در نتیجه مجموعه حاصل خواص مورد نظر حاصل می‌شود.

این روش مخصوصاً در محصولات ورقه‌ای مناسب است.

ریخته گری در قالبهای مختلف

ریخته گری در قالب های فلزی – ریخته گری در قالبهای ماسه در قالبهای فلزی در رابطه با آلیاژهای آلومینیم – سیلیسیم با افزایش درصد سیلیسیم سختی پیوسته افزایش می یابد.

با افزایش در صد سیلیسیم تا حدود ۱۲% استحکام کششی افزایش و بعد از آن کاهش می یابد.

همچنین با افزایش آن تا حدود ۶% ازدیاد طول کاهش می یابد.

در رابطه با قالب های ماسه ای با افزایش درصد سیلیسیم تا حدود ۲۲% استحکام افزایش و بعد از آن کاهش می یابد .

افزودن سیلیسیم به مذاب آلومینیم توسط آلیاژ ساز های آلومینیم-سیلیسیم که دارای ۱۳ تا ۲۳ % سیلیسیم می باشد صورت می گیرد.

این آلیاژ ساز به دلیل نقطه ذوب پایین یعنی ۵۸۰ درجه سانتیگراد به راحتی در مذاب آلومینیم قابلیت حل شدن دارند.

در بسیاری از کارنجات تولید آلیاژ آلومینیوم و از جمله صنایع آلومینیوم مشهد توجه به این ترکیبات جزو لاینفک مهندسی آلومینیوم در صنایع آلومینیوم مشهد است.

روش های مختلف قالبگیری آلیاژهای آلومینیم :

آلیاژهای آلومینیم با کلیه روش های قالبگیری موقت ماسه ای ، گچی پوسته ای ، سرامیکی و قالب های فلزی و قالب های تحت فشار قابلیت ریخته گری دارند.

صنایع ریخته گری آلومینیوم مشهد در قالب های ماسه ای از انواع ماسه های سیلیسی ، زیرکنی ، کرومیتی بهره می برند .

چنانچه شاید در صنایع آلومینیوم مشهد  دیده باشید در قالب های فلزی جنس قالب های فلزی از چدن خاکستری پر کربن بوده و سطح آن را با گرافیت پوشش می دهند.

نرمی آلومینیم در حالت سرد

اغلب عملیات شکل دادن آلومینیم در حالت سرد انجام می گیرد زیرا وقتی پروفیلی با رویه نازک و ورق های نازک حرادت داده می شوند امکان تاب خوردن آنها وجود دارد.

نیروی لازم برای تغییر شکل آلومینیم کمتر از فولاد است نرمی آلومینیم به خود ماده ( نوع آلیاژ ) و حالت آن بستگی دارد.

وضعیت آلومینیم مانند هر فلز دیگری در اثر کار سرد تغییر می کند.

تاثیر کار سرد بر آلومینیم به این شکل است که ماده مستحکم تر و سخت تر می شود و در قطعه تنش تولید می شود.

اگر تغییر شکل از ظرفیت تغییر شکل پذیری فلز بیشتر شود کار سرد ممکن است باعث ترک خوردن آن شود. راحت ترین ماده آلومینیمی از نظر تغییر شکل و نرمی آلومینیم خالص آلومینیم تصفیه شده و آلیاژ Al-Mn در حالت نرم  است .

نکاتی چند درباره صنعت آلومینیوم

اولین شرکت تولید آلومینیوم درآمریکا در سال ۱۹۰۷ تاسیس گردید .

صنایع بسته بندی به تنهایی ۲۰درصد آلومینیوم تولیدی جهان را مصرف می کنند .

پیش بینی ها نشان می دهد طی دهه آینده تقاضا برای آلومینیوم در صنایع به 7۴ میلیون تن در سال افزایش یابد.

کشور چین با 22 میلیون تن مصرف آلومینیوم، یک سوم تقاضای جهانی را به خود اختصاص خواهد داد.

بررسی ها نشان می دهد که قلب تپنده توسعه آلومینیوم در مناطق دارای انرژی نظیر خلیج فارس خواهد بود . امارات متحده عربی در کنار بحرین، قطر و عمان به سرعت در حال سرمایه گذاری در بخش آلومینیوم هستند .

ایران تولید آلومینیوم را از سال ۱۳۵۱ آغاز نموده و ظرف مدت ۲۰ سال تولید خود را از۱۰ هزارتن به ۷۷هزارتن در سال ۱۳۷۱ و به ۱۶۷هزارتن در سال ۱۳۸۱ رسانید.

در حال حاضر با احتساب ۱۴۷ هزار تن ظرفیت نهایی هرمزال، ظرفیت تولید آلومینیوم کشور بالغ بر ۴۵۷ هزار تن در سال خواهد شد.

این روند رشد درخواست در صنایع آلومینیوم مشهد هم دیده می شود.

متوسط مصرف انرژی الکتریکی در دنیا برای تولید هر کیلوگرم آلومینیوم بیش از ۱۵ کیلو وات ساعت میباشد که چندین برابر مصرف انرژی درصنایع فولاد و مس می باشد .

درحال حاضر بیش از ۶۵% از تولید جهانی در اختیار ۵ کشور چین ، روسیه، کانادا، استرالیا و ایالات متحده می باشد.

 

خوردگی در آلیاژهای آلومینیم

در برخی آلیاژهای آلومینیوم لازم است عملیات ترمو-مکانیکی انجام شود.

در این عملیات که بیشتر ویژه آلیاژهای سری ۲۰۰۰ ،۷۰۰۰ و ۶۰۰۰ است، ذرات در مرزدانه‌ ها رسوب کرده و در نتیجه نواحی اطراف مرزدانه ‌ها از عنصر آلیاژی تهی می‌شوند.

این خود می‌تواند شروعی برای خوردگی موضعی به ویژه خوردگی حفره ای و بین دانه ای باشد.

بنابراین، آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا مانند ۲۰۲۴ ،۷۰۷۵ و ۶۰۶۱ که در صنایع گوناگون از جمله صنایع آلومینیوم مشهد کاربرد فراوانی دارند، حساسیت زیادی به خوردگی‌ های موضعی به ویژه حفره ای و بین‌دانه ای دارند.

این نوع خوردگی‌ها می‌توانند شروعی برای انواع خوردگی مثل پوسته ای شدن (Exfoliation)، خوردگی تنشی SCC و ترک ‌های خستگی در آلیاژهای آلومینیوم باشند.

فرایندهایی مانند عملیات حرارتی محلول جامد، کوئنچ و رسوب سختی، اثر قابل ملاحظه‌ای بر ترکیب شیمیایی موضعی آلیاژهای با استحکام بالا و قابل عملیات دارد.

به‌طور کلی به علت وجود میزان کمی آب در ساختار آلومینیوم هر نوع عملیاتی که باعث از بین رفتن یکنواختی در میکرو ساختار آلیاژ شود مقاومت به خوردگی را کاهش می ‌دهد.

بررسی خوردگی موضعی آلیاژهای آلومینیوم مورد نظر در محیط ‌های هالیدی از اهمیت بالایی برخوردار است. محیط‌ های هالیدی شامل یون ‌های کلرید یا برومید می‌توانند لایه رویین روی سطح آلومینیوم را بشکنند و سبب ایجاد خسارت روی سطح شوند.

از سوی دیگر، در این آلیاژها استحکام با انجام عملیات حرارتی و با رسوب ترکیبات شامل مس، روی و منیزیم افزایش می‌یابد.

انحلال این رسوبات در دماهای بالا (حدود ۴۸۰ درجه سلسیوس) محلول فوق اشباع از این عناصر را به وجود می‌آورد که تحت عملیات حرارتی، ترکیبات ریز شامل این عناصر رسوب می‌کنند.

رشد همین ترکیبات، سبب ایجاد ساختاری ناهمگون شده که افزون بر کاهش استحکام، در رشد لایه غیرفعال تشکیل شده چه در هوا و چه در محیط‌های آبی، اخلال به وجود می‌آورند.

از این رو، محل شروع حفره ‌دار شدن را می ‌توان به نقاط ضعیف در لایه غیرفعال مرتبط دانست.

برخلاف فلزات دیگر که خوردگی باعث کاهش کلی ضخامت می‌شود در آلومینیوم خوردگی تمایل دارد به صورت موضعی در سراسر سطح، حفره‌های زیادی تولید کند و در کل بخش وسیعی از سطح دست نخورده باقی می‌ماند.

خوردگی اتمسفری

خوردگی اتمسفری نوع خاصی از خوردگی بوده که به علت تشکیل یک لایه الکترولیت روی سطح که بیشتر پوشش نازکی از رطوبت است، به وجود می‌آید.

ضخامت این لایه از ۱۰۰ میکرومتر تجاوز نمی‌کند و می‌توان فرض کرد این لایه همیشه اشباع از اکسیژن است.

وقتی فلز در آب یا محلول نمکی مانند سدیم کلرید غوطه ور است به دلیل کاهش نفوذ اکسیژن در نواحی کاتدی نرخ خوردگی کاهش می‌یابد.

ولی در خوردگی اتمسفری به دلیل اینکه گاهی لایه الکترولیت روی سطح خشک می‌شود یک شرایط تناوب خشک و تر به وجود می‌آید که باعث تشدید خوردگی نیز می‌شود.

در اتمسفرهای دریایی نرخ خوردگی آلومینیوم حدود ۲۲ برابر بیشتر از نرخ خوردگی اتمسفرهای روستایی می شود.

آندش (Anodizing)

آنودایز کردن یا آندش یک فرایند الکتروشیمیایی است که به سطح فلز یک پرداخت تزئینی، با دوام، مقاوم در برابر خوردگی و «اکسید آندی» می‌دهد.

اگرچه سایر فلزات غیر آهنی مانند منیزیم و تیتانیم را نیز می‌توان آنودایز کرد، اما آلومینیوم برای اینکار ایده‌آل است.

ساختار اکسید آندی از بستر آلومینیوم سرچشمه گرفته و به‌طور کامل از اکسید آلومینیوم تشکیل شده‌است.

این لایه اکسید آلومینیوم مانند رنگ یا آبکاری ایجاد نمی‌شود، بلکه به‌طور کامل با ماده زیرین یکپارچه بوده و به همین دلیل مانند رنگ ریخته نمی‌شود که در مقالات قبلی آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) به بخشهایی از آن اشاره کردیم.

این لایه دارای ساختاری متخلخل و بسیار مرتب و منظم است که امکان انجام فرایندهای ثانویه ای مانند رنگ آمیزی را فراهم می‌کند.

آنودایز کردن با غوطه ور کردن آلومینیوم در یک حمام الکترولیت اسیدی و عبور جریان الکتریکی از آن انجام می‌شود.

در داخل حمام الکترولیت یک کاتد نصب شده و آلومینیوم به عنوان آند عمل می‌کند، به همین دلیل از داخل محلول الکترولیت یون‌های اکسیژن آزاد شده و با اتم ‌های روی سطح آلومینویم ترکیب می‌شوند.

در نتیجه، آنودایز کردن نوعی فرایند کاملاً کنترل شده اکسایش است، که در طبیعت به صورت خودکار و بسیار آهسته اتفاق می‌افتد.

 

آلیاژهای صنعتی آلومینیم

آلومینیم خالص تجاری (1xxx)

آلیاژهای سری 1xxx آلومینیوم با خلوص ۹۹ درصد یا بالاتر هستند. این سری از مقاومت در برابر خوردگی عالی، قابلیت شکل ‌پذیری و کار عالی و همچنین هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی برخوردار است.

به همین دلیل از آلیاژهای سری 1xxx به ‌طور معمول در خطوط انتقال برق استفاده می‌شود.

از آلیاژهای معروف این سری می‌توان به آلیاژ ۱۳۵۰ برای کاربردهای الکتریکی و ۱۱۰۰ برای جعبه‌ های بسته‌بندی غذا اشاره کرد.

آلیاژهای قابل عملیات حرارتی (2xxx)

در سری 2xxx، مس به عنوان عنصر آلیاژی اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌توان به‌طور چشمگیری استحکام آن را از طریق عملیات حرارتی محلول افزایش داد.

این سری از آلیاژها ترکیب خوبی از استحکام بالا و سفتی از خود نشان می‌دهند، اما برخلاف بسیاری از آلیاژهای دیگر آلومینیوم، مقاومت به خوردگی اتمسفری بالایی ندارند.

به همین دلیل در چنین کاربردهایی اغلب رنگ شده یا روکش کاری می‌شوند.

برای روکش کاری این آلیاژ معمولاً از آلیاژهای سری 6xxx یا آلومینیوم خلوص بالا استفاده می‌شود، چرا که این آلیاژها مقاومت بالایی در مقابل خوردگی دارند.

آلیاژ ۲۰۲۴ که در صنعت هواپیماسازی کاربرد دارد یکی از معروف‌ترین آلیاژهای این سری می‌باشد.

آلیاژ سری 6xxx

سری 6xxx آلیاژ همه‌کاره است. قابل عملیات حرارتی بوده، قابلیت شکل دهی بالایی دارد.

همچنین قابل جوشکاری بوده و از استحکام تقریباً بالا، به همراه مقاومت به خوردگی خوبی برخوردار است.

برای شکل دهی منیزیم سلیسید، این آلیاژها حاوی منیزیم و سلیسیم هستند.

در کاربردهای معماری و ساخت سازه آلومینیومی، آلیاژهای 6xxx اولین انتخاب هستند.

آلیاژ ۶۰۶۱ پرکاربردترین آلیاژ در این سری است و اغلب در ساخت فریم ‌های کامیون ‌ها و سازه ‌های دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین قاب گوشی های موبایل از این آلیاژ ساخته شده‌است.

در مقاله استانداردهای جهانی آلومینیوم در مجموعه مقالات آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) به آن اشاره شد.

آلیاژ سری 7xxx

عنصر روی ماده اصلی آلیاژی این سری است و وقتی منیزیم به مقدار کمتری اضافه شود، نتیجه یک آلیاژ قابل عملیات حرارتی و استحکام بسیار بالا خواهد بود.

عناصر دیگری مانند مس و کروم را نیز می‌توان به مقدار کمی اضافه کرد.

شناخته شده‌ترین آلیاژهای این سری، آلیاژهای ۷۰۵۰ و ۷۰۷۵ هستند که در صنعت ساخت هواپیما بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ساعت آلومینیومی اپل، که در سال ۲۰۱۵ منتشر شد، از آلیاژ سری 7xxx سفارشی ساخته شده‌است.

آلیاژهای غیرقابل عملیات حرارتی

استحکام آلیاژهای غیرقابل عملیات حرارتی را از طریق کار سرد (Cold Working) افزایش می‌دهند.

«کار سرد» در فرایندهایی مانند نورد و آهنگری در دماهای معمولی اتفاق می‌افتد و به عملیات «کار» بر روی فلز برای افزایش استحکام آن گفته می‌شود.

برای مثال هر چه یک ورق بیشتر نورد می‌شود و نازکتر می‌گردد استحکام آن افزایش می‌یابد و این به دلیل از بین رفتن حفره ‌ها و ترک ‌های میکروسکوپی موجود در فلز است.

عناصر آلیاژی مانند منیزیم به افزایش این اثر کمک می‌کنند.

 

آلیاژ سری 3xxx

منگنز عنصر اصلی آلیاژی در این سری است که اغلب با مقادیر کمتری منیزیم اضافه می‌شود. با این حال، تنها درصد محدودی از منگنز را می‌توان به‌طور مؤثر به آلومینیوم اضافه کرد.

۳۰۰۳ یک آلیاژ محبوب برای مقاصد عمومی است زیرا از استحکام متوسط و کارایی خوبی برخوردار است و ممکن است در کاربردهایی مانند مبدل‌های حرارتی و وسایل آشپزی استفاده شود.

آلیاژ ۳۰۰۴ و اصلاح شده‌های آن در بدنه قوطی‌های نوشیدنی آلومینیومی استفاده می‌شود.

آلیاژ سری  4xxx

آلیاژهای سری 4xxx با سیلیسیم ساخته می‌شوند و می‌توان برای کاهش دمای ذوب آلومینیوم مقادیر مناسبی از آن را اضافه کرد، بدون اینکه در آلیاژ تردی و شکنندگی ایجاد شود.

به همین دلیل از آلیاژهای سری 4xxx، به دلیل دمای ذوب نسبتاً پایین می‌توان سیم جوش‌ ها و سیم لحیم ‌های فوق‌العاده ای ساخت.

آلیاژ ۴۰۴۳ یکی از پرکاربردترین آلیاژهای این سری محسوب شده و از آن برای تولید سیم جوش در جوشکاری آلیاژهای سری 6xxx در صنایع خودروسازی و سازه‌ها استفاده می‌شود.

آلیاژ سری 5xxx

منیزیم ماده آلیاژی اصلی در سری 5xxx است و یکی از مؤثرترین و پرکاربردترین عناصر آلیاژی آلومینیوم است. آلیاژهای این سری از استحکام متوسط تا زیاد و قابلیت جوشکاری و مقاومت به خوردگی در محیط‌های دریایی بالایی برخوردار هستند.

به همین دلیل از آلیاژهای منیزیم-آلومینیوم به‌طور گسترده‌ای در ساختمان سازی و ساخت مخازن ذخیره‌سازی، مخازن تحت فشار و ساخت تجهیزات دریایی استفاده می‌شود.

نمونه‌هایی از کاربردهای آلیاژی متداول این سری عبارتند از: ۵۰۵۲ در صنعت الکترونیک، ۵۰۸۳ در کاربردهای دریایی، ورق ۵۰۰۵ آنودایز شده برای مصارف معماری و ۵۱۸۲ در ساخت در قوطی‌های آلومینیومی.

خودروی جنگی برادلی ارتش آمریکا از آلیاژ ۵۰۸۳ و آلومینیوم سری 7xxx ساخته شده‌است.

تولیدکنندگان آلومینیوم مشهد

همزمان با شروع صنعت آلومینیوم در ایران که در سال ۱۳۵۳ اتفاق افتاد صنعت آلومینیوم مشهد هم به عنوان دومین کلانشهر ایران فعالیت خود را آغاز کرد تا پاسخگوی نیاز این شهر بزرگ در خصوص آلومینیوم باشد. صنایع کوچک و بزرگ آلومینیوم مشهد به مرور زمان راه اندازی شده و صنایع وابسته اعم از مصرف کنندگان تولیدات صنایع آلومینیوم مشهد و یا صنایع همیاری که پا به پای صنعت آلومینیوم مشهد رشد و نمو کردند در این عرصه وارد شده و سبب ایجاد اشتغال و رشد تخصص در خصوص صنایع آلومینیوم مشهد شد.

مجموعه آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) افتخار دارد یکی از همکاران این صنعت بزرگ در شهر مشهد است.