ویژگی های کلیدی کویل آلومینیومی 5052 چیست؟
آلومینیوم 5052 آلیاژ به سری 5xxx تعلق دارد که به دلیل ترکیب غالب منیزیم (2.2 تا 2.8٪ Mg، 0.15 تا 0.35٪ Cr) مشهور است. این آلیاژ هم افزایی منحصر به فردی از استحکام و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهد و به محدوده استحکام کششی 210 تا 270 مگاپاسکال در حالت H32 دست می یابد - تقریباً دو برابر آلومینیوم خالص. ساختار سخت شده با کرنش آن مقاومت خستگی استثنایی را فراهم می کند و آن را برای کاربردهای بار دینامیکی مانند اجزای دریایی ایده آل می کند.
ترکیب شیمیایی آلیاژ آلومینیوم 5052 (%)
| درجه | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti |
| 5052 | 0.25 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 2.2-2.8 | 0.15-0.35 | 0.1 | – |
برخلاف آلیاژهای 6xxx، 5052 فاقد سیلیکون است و عملکرد خوردگی برتر در آب شور را تضمین می کند (ASTM G67 کاهش جرم <15 میلی گرم بر سانتی متر مربع پس از 24 ساعت قرار گرفتن در معرض). محتوای کروم مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی را بیشتر می کند که برای مخازن سوخت و ظروف شیمیایی حیاتی است. هدایت حرارتی در 138 W/m·K قرار دارد و نیازهای اتلاف گرما را در سیستم های HVAC بدون به خطر انداختن شکل پذیری متعادل می کند.
خواص مکانیکی کویل آلومینیومی 5052
| درجه | استحکام کششی (MPa) | استحکام تسلیم (MPa) | ازدیاد طول (%) |
| 5052 | 173-305 | ≥65 | – |
برای سازندگان آلومینیوم، میزان ازدیاد طول 5052 (12 تا 25٪ بسته به حالت) از عملیات کشش عمیق و شکل دهی رول پشتیبانی می کند. سختی برینل آن (60 تا 95 HB) ماشینکاری را بدون سایش بیش از حد ابزار امکان پذیر می کند، اگرچه برای تولید انبوه، کاتر های کاربید توصیه می شود.
کویل آلومینیومی 5052 چگونه با 3003 یا 6061 مقایسه می شود؟
معضل انتخاب آلیاژ - استحکام در مقابل مقاومت در برابر خوردگی در مقابل هزینه - هنگام مقایسه 5052 با 3003 و 6061 آشکار می شود.
5052 در مقابل 3003: در حالی که هر دو غیر قابل عملیات حرارتی هستند، محتوای منیزیم 5052 استحکام تسلیم 30٪ بالاتری را فراهم می کند. با این حال، ترکیب منگنز 3003 مقاومت بهتری در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا ارائه می دهد و آن را برای مبدل های حرارتی ترجیح می دهد.
5052 در مقابل 6061: نوع 6061-T6 استحکام بالاتری (310 مگاپاسکال کششی) را به دلیل رسوبات منیزیم-سیلیسید دارد، اما در محیط های دریایی آسیب می بیند. 5052 در تست های اسپری نمک با حاشیه 3:1 از 6061 بهتر عمل می کند. از نظر هزینه، کویل های 5052 15 تا 20 درصد ارزان تر از 6061 هستند.
انتخاب مواد در نهایت به کاربرد بستگی دارد.
- 5052 را برای سخت افزار دریایی، تریلرهای کامیون و محفظه های الکترونیکی انتخاب کنید.
- 3003 را در تریم های تزئینی یا سیستم های حرارتی انتخاب کنید.
- 6061 را برای قاب های ساختاری که نیاز به جوشکاری و عملیات حرارتی دارند، انتخاب کنید.
بهترین روش ها برای جوشکاری کویل آلومینیومی 5052
جوشکاری 5052 به کنترل دقیق پارامترها برای جلوگیری از سوختن Mg و تخلخل نیاز دارد. جوشکاری قوس فلزی گازی (GMAW) با سیم پرکننده 5356 (4 تا 5٪ Mg) برای مطابقت با ترکیب ترجیح داده می شود. گاز محافظ (Ar + 25 تا 50٪ He) را در 20 تا 25 CFH حفظ کنید تا قوس را تثبیت کرده و گنجاندن اکسید را به حداقل برسانید.
آماده سازی قبل از جوشکاری غیر قابل مذاکره است:
- با استون چربی زدایی کنید، سپس در محلول 10٪ NaOH (60 درجه سانتیگراد، 5 دقیقه) اچ کنید.
- با محلول HNO3 (20٪) بشویید تا قلیائیت خنثی شود.
- در عرض 8 ساعت جوش دهید تا از اکسیداسیون مجدد جلوگیری شود.
بازپخت پس از جوشکاری در دمای 345 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت، خواص حالت H32 را در مناطق تحت تأثیر حرارت بازیابی می کند. برای جوشکاری لیزری که در تولید سینی باتری EV در حال افزایش است، از حالت پالس در توان 3 تا 5 کیلو وات با قطر نقطه 0.6 میلی متر برای کنترل تبخیر Mg استفاده کنید.
5052 در محیط های خورنده چگونه عمل می کند؟
مقاومت در برابر خوردگی 5052 ناشی از لایه اکسید MgO-Al2O3 متراکم آن است که خود را در محیط های pH 4 تا 9 ترمیم می کند. در تست های اسپری نمک ASTM B117، 5052-H32 نشان می دهد <0.1 میلی متر در سال نرخ خوردگی - عملکرد بهتری نسبت به فولاد ضد زنگ 304 در محیط های غنی از کلرید دارد.
به عنوان مثال: پیاده روهای دکل های نفتی دریایی با استفاده از ورق های 5052، 15 سال عمر مفید را در مقابل 8 سال برای جایگزین های فولاد کربنی گزارش می دهند. با این حال، از جفت کردن 5052 با آلیاژهای مس (به عنوان مثال، اتصالات برنجی) برای جلوگیری از خوردگی گالوانیکی خودداری کنید. در صورت اجتناب ناپذیر بودن، از واشرهای عایق استفاده کنید.
برای محیط های شدید (pH 11)، پوشش تبدیل کرومات (MIL-DTL-5541) یا سیستم های رنگ پلیمر فلوئورو را اعمال کنید. پیشرفت های اخیر در اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما (PEO) می تواند مقاومت در برابر خوردگی 5052 را تا 400٪ افزایش دهد - یک تغییر دهنده بازی برای کارخانه های آب شیرین کن.
چگونه هزینه آلومینیوم 5052 را کاهش دهیم؟
- بهینه سازی دما: به جای H32، H34 را مشخص کنید، جایی که استحکام 10٪ بالاتر امکان کاهش ضخامت را فراهم می کند.
- تودرتو کردن عرض: از کویل های 1500 میلی متری به جای 1220 میلی متری استاندارد برای کاهش ضایعات در مهر زنی پانل خودرو استفاده کنید.
- عملیات حرارتی فله: برای سفارشات 20 تن + با چرخه های بازپخت مشترک، با قیمت کارخانه مذاکره کنید.
- تجزیه و تحلیل هزینه چرخه عمر اغلب برتری 5052 را نشان می دهد - در حالی که هزینه های اولیه 30٪ از فولاد کربنی بیشتر است، 3 برابر عمر مفیدتر آن در محیط های خورنده، بودجه های جایگزینی و نگهداری را کاهش می دهد.