آلیاژ 5005 آلومینیوم یکی از پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیوم با مقاومت عالی در برابر خوردگی جوی، با جوش پذیری و ماشین کاری مناسب و استحکام نسبتا بالاست.
ویژگیهای آلیاژ 5005 آلومینیوم
از این آلیاژ 5005 آلومینیوم برای ساخت محصولات دکوراتیو و معماری استفاده می‌کنند. این آلیاژ عضوی از آلیاژهای سری 5 آلومینیوم – منیزیمی (0/8%) نوردی یا کارپذیر (Wrought Alloy) است. بنابراین، از این آلیاژ در ریخته‌گری نمی‌توان استفاده کرد.
این نوع آلیاژ با عملیات سرد کاری، مقاومت متوسط تا زیادی پیدا می‌کند و در مقایسه با سایر آلیاژهای این خانواده، قدرت جوش پذیری بالاتری دارد. تمپرهای H116 و H321 قابلیت کاربرد در آب شیرین و نمکی را دارند. ضمناً مشابه با تمامی آلیاژهای آلومینیومی، رسانایی حرارتی فوق العاده‌ای هم دارد و یکی از پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیومی برای ساخت ورق (شیت) و پلیت است.
مقاومت به خوردگی آلیاژ آلومینیوم 5005
مقاومت به خوردگی آلومینیوم در آلیاژ 5005 بالاست و دقیقاً به همان اندازه آلیاژهای آلومینیومی است که امکان حرارت دیدن ندارند. با توجه به اینکه از آلیاژهای سری 5 بیشتر در محیطهایی استفاده می‌شود که کمی خاصیت قلیایی دارند، مقاومت خوبی در این شرایط از خود نشان می‌دهند. آلیاژ 5005 در این زمینه مقاومت بالاتری دارد. مقاومت به خوردگی جوی در آلیاژ 5005 مشابه با نوع 3003 است.
درصد منیزیم در این آلیاژ به اندازه ای پایین است که دچار ترک خوردگی ناشی از خوردگی نخواهد شد. این در حالی است که در رابطه با آلیاژ 5083، که حدود 3/5 درصد منیزیم دارند، چنین اتفاقی رخ می‌دهد.
مقاومت به خوردگی در آلیاژهای آلومینیومی بخاطر لایه اکسید محافظتی سطحی است که روی آن تشکیل شده است. هر موقع آلومینیوم ضربه ببیند، فوراً از طریق واکنش بین آلومینیوم و اکسیژن محیط، لایه محافظ دوباره تشکیل می‌شود. با این حال اگر لایه محافظ رویی تشکیل نشود، بخاطر واکنش پذیری سریع آلومینیوم، خیلی سریع زنگ زده خواهد شد. به همین دلیل آلیاژهای آلومینیوم مناسب استفاده در محیطهای کاهنده (Reducing) نیستند.
با توجه به واکنش پذیری بالای فلز آلومینیوم، در صورتی که اتصال الکتریکی با اکثر فلزات برقرار شود، خیلی سریعتر زنگ می‌زند. از طرفی پیش بینی خوردگی گالوانیک هم دشوار است. در مقاله جامعی در خصوص انواع خوردگی آلومینیوم به طور کامل این نوع خوردگی توضیح داده شده است.
آندایزینگ آلیاژ آلومینیوم 5005
در تمام آلیاژهای آلومینیومی برای بهبود مقاومت به خوردگی، آنها را تحت فرایند آندایزینگ قرار می‌دهند اما آندایزینگ دکوراتیو فقط روی انواع خاصی از آلیاژها انجام می‌شود. رایج ترین نوع آلیاژ آلومینیومی که امکان انجام عملیات حرارتی روی آن وجود ندارد و بر روی آن آندایزینگ دکوراتیو یا تزیینی انجام می دهند، آلیاژ 5005 است.
برای این آلیاژ، آندایزینگ کیفی خاص (AQ) انجام می‌شود. با این حال برای اهداف عمومی هم می‌توان چنین آندایزینگی انجام داد (non-AQ). با این حال در برخی مواقع اینکار باعث مشکلاتی در ظاهر آلومینیوم آندایز شده می‌شود و در موارد حاد، حالت راه راه و نوار ببری شکل ایجاد می‌کند. به همین دلیل توصیه می‌شود که ابتدا بر روی یک قطعه به صورت آزمایشی انجام شود.
بعد از آندایزینگ که با هدف بهبود مقاومت به خوردگی انجام می شود، لایه نازکی که روی آلیاژ 5005 تشکیل می‌شود نسبت به آلیاژ 3003 شفاف‌تر است و در نتیجه تطبیق رنگ بهتری با اکستروژنهای 6063، مورد استفاده در صنایع معماری، پیدا می‌کند.
کاربردهای آلیاژ آلومینیوم 5005
کاربردهای معمول و رایج آلیاژ آلومینیوم 5005 عبارتند از:
- صنایع معماری
- ورق کاری عمومی
- ساخت فویلهایی با مقاومت و استحکام بالا
- ساخت سیم رسانای برقی
- وسایل پخت و پز
ترکیبات شیمیایی آلیاژ آلومینیوم 5005
| نام عنصر | مقدار بر حسب درصد | نام عنصر | مقدار بر حسب درصد |
| آلومینیوم | باقیمانده مورد نیاز | منگنز | ماکزیمم 0/2 |
| منیزیم | بین 0/5 تا 1/1 | کروم | ماکزیمم 0/1 |
| سیلیسیم | ماکزیمم 0/3 | روی | ماکزیمم 0/25 |
| آهن | ماکزیمم 0/07 | سایر عناصر هر کدام | ماکزیمم 0/05 |
| مس | ماکزیمم 0/2 | سایر عناصر مجموعاً | ماکزیمم 0/15 |
خصوصیات مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 5005
خصوصیات مکانیکی آلومینیوم 5005 در حالت های مختلفی که گرما داده شده است (تمپر یا Temper).
| تمپر یا عملیات حرارتی | تنش مبنا 0/2%، برحسب مگاپاسکال، حداقل میزان | استحکام کششی، برحسب مگاپاسکال | درصد ازدیاد طول، حداقل میزان |
| O (آنیل شده) | 35 | 105-145 | 12-22 |
| H12 | 95 | 125-165 | 2-8 |
| H14 | 115 | 145-185 | 1-6 |
| H16 | 135 | 165-205 | 1-3 |
| H18 | – | بیشتر از 185 | 1-3 |
| H32 | 85 | 115-160 | 3-9 |
| H34 | 105 | 135-180 | 2-7 |
| H36 | 125 | 160-200 | 1-4 |
| H38 | – | بیشتر از 180 | 1-4 |
استحکام و ورق پذیری معمولی آلیاژهای 5005 و 5052 را در عملیات حرارتی H32 و H34 در شکل زیر مشاهده می‌کنید:
خصوصیات فیزیکی آلیاژ آلومینیوم 5005
| ویژگی | در شرایط | مقدار | واحد اندازه‌گیری |
| چگالی | 20 درجه سانتیگراد | 2700 | کیلوگرم بر متر مکعب |
| بازه نقطه ذوب | 632-655 | درجه سانتیگراد | |
| مدولهای الاستیسیته:
کشش پیچش فشردگی |
در دمای:
20 درجه سانتیگراد 20 درجه سانتیگراد 20 درجه سانتیگراد |
68/2
25/9 69/5 |
گیگاپاسکال
گیگاپاسکال گیگاپاسکال |
| گرمای ویژه | 20 درجه سانتیگراد | 900 | ژول بر کیلوگرم. درجه سانتیگراد |
| میانگین ضریب انبساط | 20 درجه سانتیگراد | 23.75×10-6 | بر درجه سانتیگراد |
| رسانایی گرمایی | 25 درجه سانتیگراد | 201 | وات بر متر. درجه سانتیگراد |
| مقاومت الکتریکی | 20 درجه سانتیگراد | 0/033 | میکرواهم. متر |
| رسانایی الکتریکی در
حجم ثابت وزن ثابت |
20 درجه سانتیگراد
20 درجه سانتیگراد |
52
172 |
%IACS
%IACS |
عملیات حرارتی آلیاژ آلومینیوم 5005
آلیاژ 5005 در دمای 345 درجه سانتیگراد آنیل می‌شود. مدت زمان حرارت دهی و میزان خنک سازی اهمیتی ندارند. تنش زدایی معمولاً انجام نمی‌شود اما می‌توان در دمای حدود 220 درجه سانتیگراد انجام داد. اما اگر نگران این موضوع هستید که استحکام قطعه مدنظر کاهش پیدا کند باید تستهای تنش زدایی را انجام داد.
شرایط عملیات حرارتی
خلاصه وضعیت عملیات حرارتی برای آلیاژ آلومینیوم 5005
| عملیات حرارتی | شرایط و وضعیت |
| O | آنیل شده (نرم) |
| H1x | کرنش سخت شده |
| H2x | کرنش سخت شده و تا حدی آنیل شده برای دستیابی به حالت پایدار از لحاظ خصوصیات عملیات حرارتی |
| H3x | کرنش سخت و پایدار شده (یعنی عملیات حرارتی در دمای پایین انجام شده تا از طریق کاهش استحکام و افزایش تورق پذیری، از ایجینگ طبیعی جلوگیری کنند) |
| معنای رقم دوم (X) اگر 8 باشد | کاملاً سخت شده |
| معنای رقم دوم (X) اگر 4 باشد | افزایش درجه سختی تا 50% نهایی |
| معنای رقم دوم (X) اگر 6 باشد | افزایش درجه سختی تا 75% نهایی |
| معنای رقم دوم (X) اگر 2 باشد | افزایش درجه سختی تا 25% نهایی |
ساخت و تولید آلیاژ آلومینیوم 5005
عموماً ساخت و تولید آلیاژ آلومینیوم 5005 از طریق گرم کاری امکان پذیر نیست. این آلیاژ را می‌توان در شرایط آنیل شده به شیوه عملیات سردکاری تولید کرد چرا که نسبتاً نرم بوده و آلیاژی تورق پذیر است. فشار مورد نیاز برای ساخت، پرس کاری و ابزارآلات مورد نیاز برای این آلیاژ آلومینیومی در مقایسه کربن استیل کمتر است.
حد مجاز مورد نیاز برای سوراخ کاری و پانچ کاری قالب آلومینیومی ساخته شده از این آلیاژ باید حدود 6 درصد ضخامت هر دو طرف تحت عملیات حرارتی H32 و H34 باشد. ابزارهای تیز و برنده برای اینکار مورد نیاز است.
جدول 5: نشان دهنده حداقل شعاع خمش برای سردکاری در 90 درجه برای ضخامتهای مختلف برحسب میلیمتر است. مقادیر نوشته شده پیشنهادی هستند و حداقل شعاع خمش بستگی به نوع تجهیزات مورد استفاده برای خمکاری، ابزارکاری و شرایط آن بستگی دارد.
| عملیات حرارتی | تا ضخامت 1/6 میلیمتر | 3/2 میلیمتر | 4/8 میلیمتر | 6 میلیمتر | 10 میلیمتر | 12 میلیمتر |
| O | 0 | 0 | 0/5 | 1 | 1 | 1/5 |
| H32 | 0 | 0/5 | 1 | 1 | 1/5 | 2 |
| H34 | 0 | 1 | 1/5 | 1/5 | 2 | 2/5 |
| H36 | 1 بجز ضخامت 0/4 میلیمتر که 1/5 است | 1/5 | 2/5 | 3 | 3/5 | 4 |
| H38 | 2 بجز برای ضخامت های 0/4 و 0/6 میلیمتر که به ترتیب 1 و 1/5 است | 2/5 | 3/5 | 4/5 | 5/5 | 6/5 |
ماشین کاری آلیاژ آلومینیوم 5005
آلیاژ 5005 را می‌توان با روشهای معمولی هم ماشین کاری کرد. باید توجه کنید که به منظور جلوگیری از اعوجاج حرارتی در قطعه مدنظر، ماشین کاری باید با سرعت بالا و همراه با روغن کاری زیاد انجام شود. به همین دلیل شاید از فولاد تندبر یا کاربید تنگستن استفاده کنند. برشها باید عمقی، پیوسته و با سرعت زیاد انجام شوند.
جوش پذیری آلیاژ آلومینیوم 5005
آلیاژ 5005 را می‌توان با تکنیکهای استاندارد هم جوشکاری کرد. این آلیاژ عمدتاً با روشهای جوشکاری قوسی و گازی، جوشکاری می‌شود. باید توجه کرد که آلومینیوم کاملاً خشک و تمیز باشد تا از آلودگی و تخلخل در محل جوش جلوگیری شود.
در جوشکاری آلیاژ آلومینیومی 5005 از فلزات پر کننده 1100، 4043 و 4047 استفاده می‌کنند. نوع 4043 از بیشترین میزان مقاومت در برابر ترک خوردگی برخوردار است. بهترین تناسب رنگ با فلزات پر کننده 1188 حاصل می‌شود که اصلاً مشخص نیستند. گاز محافظ هم باید کاملاً خشک و بدون هیدروژن باشد.
