מהי סגסוגת אלומיניום?
סגסוגת אלומיניום היא הרכב כימי שבו מוסיפים יסודות אחרים לאלומיניום טהור על מנת לשפר את תכונותיו, בעיקר כדי להגביר את חוזקו. יסודות אחרים אלה כוללים ברזל, סיליקון, נחושת, מגנזיום, מנגן ואבץ ברמות שכוללות יחד עד 15 אחוזים ממשקל הסגסוגת. סגסוגות מקבלות מספר בן ארבע ספרות, שבו הספרה הראשונה מזהה מחלקה כללית, או סדרה, המאופיינת על ידי יסודות הסגסוגת העיקריים שלה.
אלומיניום טהור
סדרת 1xxx
סגסוגות סדרת 1xxx מורכבות מאלומיניום בטוהר של 99 אחוזים או יותר. לסדרה זו עמידות מצוינת בפני קורוזיה, יכולת עיבוד מעולה, כמו גם מוליכות תרמית וחשמלית גבוהה. זו הסיבה שסדרת 1xxx משמשת בדרך כלל עבור קווי הולכה, או רשת חשמל. סגסוגות נפוצות בסדרה זו הן 1350, עבור יישומים חשמליים, ו-1100, עבור מגשי אריזות מזון.
סגסוגות הניתנות לטיפול בחום
סגסוגות מסוימות מחוזקות על ידי טיפול בחום בתמיסה ולאחר מכן קיטור, או קירור מהיר. טיפול בחום לוקח את המתכת המוצקה, המסגסוגת, ומחמם אותה עד לנקודה מסוימת. יסודות הסגסוגת, הנקראים מומסים, מפוזרים בצורה הומוגנית עם האלומיניום ומכניסים אותם לתמיסה מוצקה. לאחר מכן המתכת עוברת קיטור, או קירור מהיר, מה שמקפיא את אטומי המומסים במקומם. כתוצאה מכך, אטומי המומסים מתאחדים למשקע המפוזר בצורה דק. זה קורה בטמפרטורת החדר, מה שנקרא הזדקנות טבעית, או בפעולת תנור בטמפרטורה נמוכה, מה שנקרא הזדקנות מלאכותית.
סדרת 2xxx
בסדרת 2xxx, נחושת משמשת כיסוד הסגסוגת העיקרי וניתן לחזק אותה משמעותית באמצעות טיפול בחום בתמיסה. סגסוגות אלו בעלות שילוב טוב של חוזק וקשיחות גבוהים, אך אין להן את רמות העמידות בפני קורוזיה אטמוספרית כמו סגסוגות אלומיניום רבות אחרות. לכן, סגסוגות אלו בדרך כלל צבועות או מצופות לחשיפות כאלה. הן בדרך כלל מצופות בסגסוגת בעלת טוהר גבוה או סגסוגת מסדרת 6xxx כדי להתנגד מאוד לקורוזיה. סגסוגת 2024 היא אולי סגסוגת המטוסים הידועה ביותר.
סדרת 6xxx
סדרת 6xxx היא רב-תכליתית, ניתנת לטיפול בחום, ניתנת לעיצוב בקלות רבה, ניתנת לריתוך ובעלת חוזק גבוה בינוני בשילוב עם עמידות מצוינת בפני קורוזיה. סגסוגות בסדרה זו מכילות סיליקון ומגנזיום על מנת ליצור מגנזיום סיליציד בתוך הסגסוגת. מוצרי שיחול מסדרת 6xxx הם הבחירה הראשונה עבור יישומים אדריכליים ומבניים. סגסוגת 6061 היא הסגסוגת הנפוצה ביותר בסדרה זו ומשמשת לעתים קרובות במסגרות משאיות וימיות. בנוסף, חלק מכיסויי הטלפון יוצרו מסגסוגת מסדרת 6xxx.
סדרת 7xxx
אבץ הוא חומר הסגסוגת העיקרי בסדרה זו, וכאשר מוסיפים מגנזיום בכמות קטנה יותר, התוצאה היא סגסוגת בעלת חוזק גבוה מאוד הניתנת לטיפול בחום. ניתן להוסיף גם יסודות אחרים כמו נחושת וכרום בכמויות קטנות. הסגסוגות הידועות ביותר הן 7050 ו-7075, הנמצאות בשימוש נרחב בתעשיית המטוסים.
סגסוגות שאינן ניתנות לטיפול בחום
סגסוגות שלא עברו טיפול בחום מתחזקות באמצעות עיבוד קר. עיבוד קר מתרחש במהלך שיטות גלגול או חישול והוא פעולת "עיבוד" המתכת כדי להפוך אותה לחזקה יותר. לדוגמה, כאשר מגלגלים אלומיניום לעוביים דקים יותר, הוא מתחזק. הסיבה לכך היא שעיבוד קר יוצר נקעים וחללים פנויים במבנה, אשר לאחר מכן מעכבים את תנועת האטומים זה ביחס לזה. זה מגביר את חוזק המתכת. יסודות סגסוגת כמו מגנזיום מעצימים אפקט זה, וכתוצאה מכך חוזק גבוה עוד יותר.
סדרת 3xxx
מנגן הוא יסוד הסגסוגת העיקרי בסדרה זו, לעתים קרובות עם תוספת של כמויות קטנות יותר של מגנזיום. עם זאת, ניתן להוסיף ביעילות רק אחוז מוגבל של מנגן לאלומיניום. 3003 היא סגסוגת פופולרית למטרות כלליות מכיוון שיש לה חוזק בינוני ויכולת עיבוד טובה וניתן להשתמש בה ביישומים כגון מחליפי חום וכלי בישול. סגסוגת 3004 והשינויים שלה משמשים בגופי פחיות משקה מאלומיניום.
סדרת 4xxx
סגסוגות סדרת 4xxx משולבות עם סיליקון, שניתן להוסיף אותו בכמויות מספיקות כדי להוריד את נקודת ההיתוך של האלומיניום, מבלי לייצר שבירות. מסיבה זו, סדרת 4xxx מייצרת חוטי ריתוך וסגסוגות הלחמה מצוינים כאשר נדרשת נקודת התכה נמוכה יותר. סגסוגת 4043 היא אחת מסגסוגות המילוי הנפוצות ביותר לריתוך סגסוגות סדרת 6xxx עבור יישומים מבניים ורכב.
סדרת 5xxx
מגנזיום הוא חומר הסגסוגת העיקרי בסדרת 5xxx והוא אחד מיסודות הסגסוגת היעילים והנפוצים ביותר עבור אלומיניום. סגסוגות בסדרה זו בעלות מאפייני חוזק בינוניים עד גבוהים, כמו גם יכולת ריתוך טובה ועמידות בפני קורוזיה בסביבה הימית. מסיבה זו, סגסוגות אלומיניום-מגנזיום נמצאות בשימוש נרחב בבנייה, מיכלי אחסון, כלי לחץ ויישומים ימיים. דוגמאות ליישומי סגסוגת נפוצים כוללות: 5052 באלקטרוניקה, 5083 ביישומים ימיים, יריעות 5005 אנודייזיות ליישומים אדריכליים ו-5182 לייצור מכסי פחיות משקה מאלומיניום.
