ما هي الخصائص الرئيسية لملف الألمنيوم 5052؟
الـسبيكة الألمنيوم 5052 تنتمي إلى سلسلة 5xxx، المشهورة بتركيبها المهيمن على المغنيسيوم (2.2–2.8% Mg، 0.15–0.35% Cr). توفر هذه السبيكة تآزرًا فريدًا بين القوة ومقاومة التآكل، وتحقق نطاق قوة شد يبلغ 210–270 ميجا باسكال في درجة حرارة H32—ما يقرب من ضعف قوة الألمنيوم النقي. يوفر هيكلها المقوى بالإجهاد مقاومة استثنائية للإجهاد، مما يجعلها مثالية لتطبيقات الأحمال الديناميكية مثل المكونات البحرية.
التركيب الكيميائي لسبائك الألمنيوم 5052 (%)
| الدرجة | 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 | – |
على عكس سبائك 6xxx، يفتقر 5052 إلى السيليكون، مما يمنح أداءً فائقًا للتآكل في المياه المالحة (فقدان كتلة ASTM G67 <15 مجم/سم² بعد التعرض لمدة 24 ساعة). يعزز محتوى الكروم أيضًا مقاومة التشققات الناتجة عن الإجهاد، وهو أمر بالغ الأهمية لخزانات الوقود والحاويات الكيميائية. تبلغ الموصلية الحرارية 138 واط/م·ك، مما يحقق التوازن بين احتياجات تبديد الحرارة في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء دون المساس بقابليتها للتشكيل.
الخصائص الميكانيكية لملف الألمنيوم 5052
| الدرجة | قوة الشد (ميجا باسكال) | قوة الخضوع (ميجا باسكال) | الاستطالة (%) |
| 5052 | 173-305 | ≥65 | – |
بالنسبة لمصنعي الألمنيوم، تدعم معدل استطالة 5052 (12–25% اعتمادًا على درجة الحرارة) عمليات السحب العميق والتشكيل بالدرفلة. تسمح صلابة برينيل (60–95 HB) بالتشغيل الآلي دون تآكل مفرط للأداة، على الرغم من أنه يوصى باستخدام قواطع كربيد للإنتاج بكميات كبيرة.
كيف يقارن ملف الألمنيوم 5052 بـ 3003 أو 6061؟
يصبح اختيار السبيكة المعضلة—القوة مقابل مقاومة التآكل مقابل التكلفة—واضحًا عند مقارنة 5052 بـ 3003 و 6061.
5052 مقابل 3003: في حين أن كلاهما غير قابل للمعالجة الحرارية، فإن محتوى المغنيسيوم في 5052 يوفر قوة خضوع أعلى بنسبة 30٪. ومع ذلك، يوفر تكوين المنغنيز في 3003 مقاومة أفضل للأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة، مما يجعله مفضلاً للمبادلات الحرارية.
5052 مقابل 6061: تتميز متغير 6061-T6 بقوة فائقة (310 ميجا باسكال شد) بسبب رواسب سيليسيد المغنيسيوم، لكنها تعاني في البيئات البحرية. يتفوق 5052 على 6061 في اختبارات رش الملح بهامش 3:1. من حيث التكلفة، تعتبر ملفات 5052 أرخص بنسبة 15–20% من 6061.
يعتمد اختيار المواد في النهاية على التطبيق.
- اختر 5052 للأجهزة البحرية ومقطورات الشاحنات والحاويات الإلكترونية.
- اختر 3003 في الزخارف الزخرفية أو الأنظمة الحرارية.
- حدد 6061 للإطارات الهيكلية التي تحتاج إلى قابلية اللحام والمعالجة الحرارية.
أفضل الممارسات للحام ملف الألمنيوم 5052
يتطلب لحام 5052 تحكمًا دقيقًا في المعلمات لتجنب احتراق Mg والمسامية. يفضل لحام القوس المعدني بالغاز (GMAW) باستخدام سلك حشو 5356 (4–5% Mg) لمطابقة التركيب. حافظ على غاز التدريع (Ar + 25–50% He) عند 20–25 CFH لتثبيت القوس وتقليل تضمين الأكسيد.
إعداد ما قبل اللحام أمر غير قابل للتفاوض:
- قم بإزالة الشحوم باستخدام الأسيتون، ثم قم بالحفر في محلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 10% (60 درجة مئوية، 5 دقائق).
- اشطف بمحلول HNO3 (20%) لتحييد القلوية.
- اللحام في غضون 8 ساعات لمنع إعادة الأكسدة.
استعادة تلدين ما بعد اللحام عند 345 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة خصائص درجة حرارة H32 في المناطق المتأثرة بالحرارة. بالنسبة للحام بالليزر، الذي يكتسب زخمًا في إنتاج صينية بطارية السيارة الكهربائية، استخدم الوضع النبضي بقدرة 3–5 كيلو واط بقطر بقعة 0.6 مم للتحكم في تبخر Mg.
كيف يؤدي 5052 في البيئة المسببة للتآكل؟
تنبع مقاومة التآكل في 5052 من طبقة أكسيد MgO-Al2O3 الكثيفة، والتي تصلح نفسها في بيئات الأس الهيدروجيني 4–9. في اختبارات رش الملح ASTM B117، يظهر 5052-H32 <0.1 مم/سنة معدل التآكل—يتفوق على الفولاذ المقاوم للصدأ 304 في البيئات الغنية بالكلوريد.
مثال على ذلك: تبلغ مدة خدمة ممرات منصات النفط البحرية التي تستخدم صفائح 5052 15 عامًا مقابل 8 سنوات لبدائل الفولاذ الكربوني. ومع ذلك، تجنب إقران 5052 مع سبائك النحاس (مثل تجهيزات النحاس) لمنع التآكل الجلفاني؛ استخدم الحشيات المعزولة إذا كان ذلك لا مفر منه.
بالنسبة للبيئات القاسية (الأس الهيدروجيني 11)، ضع طلاء تحويل الكرومات (MIL-DTL-5541) أو أنظمة طلاء البوليمر الفلوري. يمكن للتقدمات الحديثة في الأكسدة الكهروكيميائية البلازمية (PEO) أن تعزز مقاومة التآكل في 5052 بنسبة 400%—مغير لقواعد اللعبة بالنسبة لمحطات تحلية المياه.
كيفية تقليل تكلفة الألمنيوم 5052؟
- تحسين درجة الحرارة: حدد H34 بدلاً من H32 حيث تسمح قوة أعلى بنسبة 10% بتقليل السماكة.
- تداخل العرض: استخدم ملفات 1500 مم بدلاً من 1220 مم القياسية لتقليل الخردة في ختم الألواح في صناعة السيارات.
- المعالجة الحرارية بالجملة: تفاوض على أسعار المطاحن لطلبات 20 طنًا+ مع دورات تلدين مشتركة.
- غالبًا ما تكشف تحليل تكلفة دورة الحياة عن تفوق 5052—بينما تتجاوز التكاليف الأولية الفولاذ الكربوني بنسبة 30%، فإن عمر خدمته الأطول بثلاث مرات في البيئات المسببة للتآكل يقلل من ميزانيات الاستبدال والصيانة.