סגסוגת אלומיניום

סגסוגת אלומיניום היא שילוב של אלומיניום עם מתכות אחרות, לעיתים קרובות עם נחושת, אבץ, מנגן, צורן, מגנזיום וליתיום. היא הרבה יותר קלה ויותר עמידה בפני קורוזיה מאשר פלדת פחמן פשוטה, אבל עמידה פחות בפני קורוזיה מהאלומיניום הטהור (שימושיו של אלומיניום טהור מאוד נדירים בעיקר בגלל חוזק נמוך). הרכבי סגסוגות האלומיניום עוברים רישום באיגוד האלומיניום (אנ') האמריקאי. בארגונים נוספים ניתן למצוא סטנדרטים ספציפיים יותר למטרות מסחר לפי תקנים שונים. סגסוגות אלומיניום משמשות למגוון רחב של מוצרים הנדסיים, בין היתר שימושים בתעשיית התעופה והחלל, בה לאלומיניום וסגסוגותיו יש הגמוניה מזה עשרות שנים עקב היחס המצוין של חוזק גבוה למשקל הנמוך (משקל סגולי נע בין 2.8-2.4 גרם/סמ"ק) . לאחר תהליך מורכב של הפרדת האלומיניום בטבע, מתקבל חומר במצב טהור שהוא בעל תכונות כגון: עמידה בפני קורוזיה ומוליכות חשמלית טובה (60% מהמוליכות של נחושת). עם זאת, החומר המתקבל הוא בעל חוזק נמוך ויש צורך בהוספת יסודות נוספים כדי להתאים את החומר לשימושיו השונים בתעשייה. חומרי הסגסוג משפרים את תכונותיו של האלומיניום בעיקר מבחינת החוזק ומעניקים הגנה בפני קורוזיה במיוחד בסביבות "עוינות", אשר גורמות לכך שהחלק יהיה חשוף למפגעים סביבתיים כגון: מים, לחות, טמפרטורה וכדומה שמאיצים את התפתחות הקורוזיה. בבחירת סוג הסגסוגת נוהגים להבחין בין שיקולים שונים כמו : שיקולי גמישות, עייפות החומר, חום, רגישות והולכה, כל זאת לפי צורכי המוצר. נהוג להבחין בין כמה סגסוגות אלומיניום בתעשייה, המחולקות לפי קבוצות: 1xxx – אלומיניום מסחרי במצב טהור של כ-99 אחוז. תכונותיו: עמידות טובה מאוד בפני קורוזיה, מוליכות טובה, חוזק נמוך ולא ניתנת לטיפול תרמי. 2xxx – סגסוגת אלומיניום בתוספת נחושת כ-4.8% ומסגסגים אחרים.. תכונותיה: חוזק גבוה יחסית למשקל, עמידות בקורוזיה אבל לא ניתנת לריתוך וניתנת לטיפול תרמי (המסה) וזיקון מלאכותי. 3xxx – סגסוגת אלומיניום על בסיס סיליקון, נחושת ו/או מגנזיום. תכונותיה: ניתנת לעיצוב ביתר קלות, חוזק בינוני ולא ניתנת לטיפול תרמי. 4xxx – סגסוגת אלומיניום על בסיס סיליקון. תכונותיה: נקודת התכה נמוכה. 5xxx – סגסוגת אלומיניום על בסיס מגנזיום. תכונותיה: עמידות גבוהה בפני קורוזיה, אידיאלית לריתוך בעלת חוזק בינוני. 6xxx – סגסוגת אלומיניום על בסיס מגנזיום וסיליקון. תכונותיה : חוזק בינוני ומעלה, טובה לעיבוד, אידיאלית לריתוך, עמידות גבוהה בפני קורוזיה, ניתנת לטיפול תרמי. זוהי הסגסוגת הנפוצה ביותר המתאימה לייצור פרופילי אלומיניום בתהליך שיחול (אקסטרוזיה). 7xxx – סגסוגת אלומיניום על בסיס אבץ. תכונותיה: חוזק בינוני ועד לחזק מאוד, עמידות נמוכה בפני קורוזיה, ניתן לבצע טיפול תרמי, אינה ניתנת לריתוך. בתוך הקבוצות הללו קיימים סוגים שונים המסווגים (ומסומלים) על פי אות ומספר: F – כפי שיוצר, ללא טיפול כלשהו H – סוג מוּקשֶׁה עם או ללא טיפול תרמי H1 – סוג מוקשה ללא טיפול תרמי H2 – סוג מוקשה ומחושל חלקית H3 – סוג מוקשה שהתייצב על ידי חימום בטמפרטורה נמוכה ספרה שנייה ברצף הסימול (מסמלת את מידת הקשיות בעקבות הטיפול התרמי) HX2 – ‏1/4 קושי HX4 – ‏1/2 קושי HX6 – ‏3/4 קושי HX8 – קושי מלא HX9 – קושי מוגבר מקורות: הערה: טיפול תרמי הוא חימום החומר והחזקתו בתנור לפרקי זמן שונים. לדוגמה – לזמן קצר יחסית בטמפרטורה גבוהה מאוד לצורך ריכוכו או בטמפרטורה נמוכה יותר לפרק זמן ארוך לצורך הרפייתו ושחרור מאמצים בחומר, ואז קירור טבעי בטמפרטורת חדר רגילה. O – רך באופן מלא T – מטופל תרמית למצב יציב T1 – מקורר מעיבוד חם ומיוּשן באופן טבעי (בטמפרטורת החדר) T2 – מקורר מעיבוד חם, עיבוד נוסף במצב קר, ומיוּשן באופן טבעי T3 – מטופל תרמית, מקורר בתמיסת קירור ועובר עיבוד במצב קר T4 – מטופל תרמית, מקורר בתמיסת קירור ומיוּשן באופן טבעי T5 – מקורר מעיבוד חם ומיוּשן באופן מלאכותי (בטמפרטורה גבוהה יותר מטפרטורת החדר) T51 – הרפיית ושחרור מאמצים בחומר על ידי מתיחה T510 – אין יישור נוסף לאחר מתיחה T511 – יישור מוּעט אחרי מתיחה T52 – הרפיית ושחרור מאמצים בחומר על ידי טיפול תרמי T6 – מטופל תרמית, מקורר בתמיסת קירור ומיוּשן באופן מלאכותי T651 – מטופל תרמית ומקורר בתמיסת קירור. הרפיית ושחרור מאמצים בחומר נעשים על ידי מתיחה ויישון באופן מלאכותי. T7 – מטופל תרמית ומקורר בתמיסת קירור ומיוצב T8 – מטופל תרמית ומקורר בתמיסת קירור. מעובד במצב קר מיוּשן באופן מלאכותי T9 – מטופל תרמית ומקורר בתמיסת קירור. מיוּשן באופן מלאכותי ומעובד במצב קר T10 – מקורר מעיבוד חם, עובר עיבוד נוסף במצב קר, ומיוּשן באופן מלאכותי W – מטופל תרמית ומקורר בתמיסת קירור, ועדיין לא התקשה לגמרי (מועדף לעיבוד פלסטי אלסטי) הערה: W הוא סימול ביניים זמני שניתן למצב רך יחסית, מיד לאחר טיפול בחום ולפני השלמת היישון. ניתן להאריך את מצב W תחת טמפרטורות נמוכות במיוחד, אך לא ללא הגבלת זמן ובהתאם לחומר יימשך בדרך כלל לא יותר מ-15 דקות בטמפרטורת החדר. מדיה וקבצים בנושא סגסוגת אלומיניום בוויקישיתוף סגסוגות אלומיניום, דף שער בספרייה הלאומית Kurt Lange (SME, 1985). Handbook of Metal Forming. j.Gilbert Kaufman. Aluminum Alloys and Tempers. J.R Davis. Corrosion of Aluminum & Alloys. L.E Mondolfo. Aluminum Alloys Stractural & Properties. Joseph R Davis, ASM Handbook Aluminum & Aluminum Alloys, ASM טיפול תרמי, באתר Alumgold.co.il Aluminium Conditions, באתר Alu-Stock.es