آلومینیوم چهارپهلو، شمش کلیدی صنایع پیشرفته ایران

آلومینیوم چهارپهلو یا شمش تخت، یک نیمه‌ساخته اساسی با مقطع مستطیلی یا مربعی است که نقش ماده اولیه را در زنجیره تولید صنایع آلومینیوم‌بر ایران ایفا می‌کند.

این محصول عمدتاً از طریق فرآیند ریخته‌گری پیوسته و در آلیاژهای متنوعی نظیر سری‌های پرکاربرد ۶xxx برای ساختمان و ۷xxx برای کاربردهای با استحکام بالا تولید می‌شود.

قابلیت تبدیل فوق‌العاده آن به محصولات نهایی از طریق اکستروژن، نورد و ماشینکاری، موقعیت استراتژیکی به آن بخشیده است.

کاربردهای اصلی آن در ایران شامل صنعت ساختمان (تولید پروفیل در و پنجره)، حمل‌ونقل (قطعات سبک‌وزن خودرو و ریلی)، صنایع الکتریکی (هادی‌ها) و حوزه‌های پیشرفته‌ای مانند هوافضا و تجهیزات پزشکی است.

با وجود چالش‌هایی مانند محدودیت فناوری تولید آلیاژهای پیشرفته و رقابت با واردات، آینده این محصول بر توسعه فناوری‌های تولید نیمه‌جامد، گسترش بازیافت پیشرفته و نفوذ به صنایع نوظهور مانند انرژی‌های تجدیدپذیر استوار است.

بررسی خوردگی آلیاژ آلومینیوم در برج خنک‌کن خشک و بهینه‌سازی با روش طراحی مرکب مرکزی (CCD)

برج‌های خنک‌کن خشک در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، به‌عنوان اجزای حیاتی در مدیریت حرارت، اغلب از آلیاژهای آلومینیوم بهره می‌برند.

اگرچه این آلیاژها به دلیل هدایت حرارتی بالا و سبکی انتخاب می‌شوند، اما در محیط عملیاتی ویژه برج‌ها در معرض مکانیزم‌های خوردگی حفره‌ای، تنشی و فرسایشی قرار دارند.

این مطالعه به بررسی سیستماتیک خوردگی آلیاژ آلومینیوم ۳۰۰۳ در شرایط شبیه‌سازی شده این محیط پرداخته است.

چهار عامل کلیدی دمای عملیاتی، pH محیط، سرعت جریان هوا و غلظت یون کلرید به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب شدند.

از روش آماری پیشرفته طراحی مرکب مرکزی (CCD) برای طراحی آزمایش‌ها، مدل‌سازی ریاضی و بهینه‌سازی چندمتغیره استفاده گردید. نتایج نشان داد دمای بالا و غلظت کلرید، تأثیرگذارترین عوامل در تشدید نرخ خوردگی هستند و یک اثر تعاملی قوی بین آن‌ها وجود دارد. مدل درجه دوم حاصل از تحلیل داده‌ها، با ضرایب تعیین بالا (R² تعدیل‌شده = ۰.۹۴)، قابلیت پیش‌بینی مطلوبی را نشان داد.

شرایط بهینه عملیاتی برای دستیابی به کمترین نرخ خوردگی (پیش‌بینی: ۰.۸۲ mpy) شامل دمای حدود ۴۷ درجه سانتی‌گراد، pH خنثی-متمایل به قلیایی (۷.۲)، سرعت هوای ۴.۵ متر بر ثانیه و حفظ غلظت کلرید زیر ۱۰۰ ppm تعیین شد. اعتبارسنجی آزمایشگاهی، نتایج را تأیید کرد.

این مطالعه اثربخشی روش CCD را در مدیریت خوردگی سازه‌های پیچیده نشان می‌دهد و راهکارهای عملی مانند کنترل کیفیت هوای ورودی، مدیریت دمای سطح و پایش دوره‌ای را برای افزایش طول عمر تجهیزات نیروگاهی ارائه می‌نماید.

آلومینیوم به عنوان فلزی سبک، مقاوم و انعطاف‌پذیر، نقش محوری در صنایع مدرن ایران ایفا می‌کند. ویژگی‌های منحصربه‌فردی چون چگالی پایین، مقاومت عالی در برابر خوردگی و هدایت الکتریکی بالا، دامنه کاربردهای آن را گسترش داده است.

آلیاژهای آلومینیوم بر اساس سیستم نامگذاری بین‌المللی به سری‌های مختلفی از جمله سری مقاوم ۷xxx برای هوافضا و سری پرکاربرد ۶xxx برای ساختمان طبقه‌بندی می‌شوند.

در بازار ایران، مقاطع متنوعی از جمله پروفیل‌های اکسترود شده، ورق‌های نازک تا ضخیم، شمش و لوله تولید و توزیع می‌شوند. گریدهای پرطرفدار شامل آلیاژ ۶۰۶۳ برای در و پنجره، آلیاژ ۵۰۸۳ برای کاربردهای دریایی و آلیاژ ۷۰۷۵ برای صنایع دفاعی است.

بخش ساختمان سهم عمده‌ای از مصرف داخلی را به خود اختصاص داده و صنایع حمل‌ونقل، بسته‌بندی و الکتریکی نیز مصرف‌کنندگان اصلی هستند.

اگرچه صنعت آلومینیوم ایران از مزیت دسترسی به انرژی و منابع مواد اولیه برخوردار است،

ولی با چالش‌هایی در حوزه فناوری و تنوع محصول مواجه می‌باشد. آینده این صنعت در گرو توسعه تولید آلیاژهای پیشرفته، تکمیل زنجیره ارزش و افزایش سهم در بازارهای صادراتی منطقه خواهد بود.

روش نوین محاسبه کرنش شکست قطعات برشی و تاچ دار در شرایط دمایی و سه محوره ی تنش مختلف

تعیین مشخصات پایدار رفتار ماده تحت تأثیرات تنش و دما به منظور طراحی مطلوب. در صنعت فرم دهی فلزات به طرز قابل توجهی مهم می باشد. هدف این پژوهش ارائه یک روش نوین اندازه گیری کرنش شکست قطعات برشی و تاچ دار. در سه محوره های مختلف تنش با استفاده از دستگاه اندازه گیری وی ام ام می باشد. همچنین تأثیرات افزایش دما بر کرنش شکست نیز بررسی گردید. ماده مورد بررسی آلومینیوم 5083-اچ 321 می باشد.
برای این منظور 24 نمونه مختلف تخت از جمله نمونه های برشی و تاچ دار. برای 4 نوع سه محوره ی 0/2 و 0/33 و 0/38 و 0/55 جهت تست در سه محدوده دمایی (400،200،25 درجه سانتیگراد). مهیاسازی و تحت شرایط بارگذاری استاتیکی مورد آزمایش قرار گرفتند. کرنش شکست نمونه ها اندازه گیری و نتایج مرتبط حاصل گردید. نتایج مورد حاصل با نتایج تجربی دیگران و همچنین نتایج شبیه سازی شده مدل رایس و تریسی مقایسه شدند.
همچنین با انجام آزمایش های جدیدی که در این مقاله انجام گردید. نقطه قطع شدن منحنی در سه محوره 0/2 حاصل گردید. با بررسی نتایج نمایان می شود که در دمای پایین (25 درجه سانتی گراد)، با افزایش سه محوره تنش، کرنش شکست روندی کاهشی دارد. در حالی که در دمای 200 درجه سانتی گراد این روند تقریباً ثابت است ولی در دمای 400 درجه سانتیگراد این روند افزایشی است.

فولاد پوشش دار-فروش انواع فولاد ساختمانی-فولاد دریایی-ورق فولادی-فولاد پوشش دار از جمله محصولاتی است که به وفور در صنایع به کارگیری می شود. سالهاست که روکش دهی فولاد با فلزی روی، روشی استاندارد برای محافظت از آن در برابر خوردگی است. این کار به این منظور انجام می گردد. تا طول عمر سازه هایی که با فولاد ایجاد می شود افزایش یابد.فولاد با پوشش آلومینیوم-روی:این فولاد با پوششی متشکل از 55% آلومینیوم و 43.5 روی و 1.5 درصد سیلیسیم با دوام تر از فولاد پوشش دار. با همان ضخامت از روی خالص است. و می توان آن را بدون محافظت بیشتر در محیط های معمولی استفاده نمود. به علاوه این آلیاژ به عنوان زیرسازی برای بعضی از پوشش های ارگانیک استفاده می شود.فولاد به عنوان پرمصرف ترین فلز در صنایع مختلف است. از این رو محافظت و نگهداری در برابر عوامل خورنده و شرایط جوی نامناسب بسیار ضروری است. از این رو به منظور نگهداری بلند مدت فولاد، آن را با استفاده از روکش هایی پوشش می دهند.

فیبر فلزی چیست؟ کاربرد فیبر فلزی-انواع فیبر فلزی-فیبرهای فلزی را همچنین می توان با فرایند فلز کاری (Metalizing Process) تولید کرد. این فرایند شامل حرارت دهی فلز تا وقتی که بخار شود و قرار دهی آن در فشار بالا بر روی فیلم پلی استر می باشد. در این فرایند فیبرها نازک تر، انعطاف پذیرتر، با دوام تر و نرم تر می شوند.

فیبرهای فلزی را همچنین ممکن است با تراشیدن سیم، کشش توده ای از میله هایی با قطر بزرگتر .(کوچکترین فیبر به این روش تولید می شود)، ریختگری فلزات مذاب با رشد پیرامون یک هسته (عموماً کربن) تولید کرد. فیبرهای فلزی که به روش کشش توده ای تولید می شوند را میتوان در قطرهایی کمتر از یک میکرومتر تولید کرد. کاربرد:فولادهای ضد زنگ و دیگر فیبرهای فلزی در خط های ارتباطی از جمله خطوط تلفن و خطوط تلویزیون کابلی کاربرد دارند. همچنین فیبر فولادهای ضد زنگ در صنعت پارچه از جمله پارچه های ضد تابش (anti-radiation). و لباس های مقاوم به گرما مورد استفاده قرار می گیرد.فولادهای ضد زنگ در فرش ها نیز مورد استفاده قرار می گیرند. فیبرها به شکل تنک در فرش قرار می گیرند تا بر روی یک دیگر تأثیر نگذارند. وجود این فیبرها باعث انتقال الکتریسیته و در نتیجه کاهش شک استاتیکی (static shock) می شوند.از دیگر کاربردهای نوین این مواد می شود به کاربرد آنها در تقویت آسفالت اشاره کرد. اریک اشلنگن (Erik shclangen)، محقق علم مواد در دانشگاه دلف هلند در حال آزمایش آسفالتی است. که درون آن فیبرهای فلزی بسیار کوچکی قرار دارند که خاصیت رسانایی را به درون آسفالت انتقال می دهند.

آلومینیوم 7075- آلیاژ آلومینیوم 7075-استحکام خستگی خوب-فروش فولاد آلیاژی-ترکیب آلیاژ آلومینیوم 7075 تقریباً شامل 5.6-6.1% روی، 2.1-2.5% منیزیم، 1.2-1.6% مس. و کمتر از نیم درصد سیلیکون، آهن، منگنز، تیتانیوم، کروم دیگر فلزات می باشد. از مهمترین مشتقات این آلیاژ که در عملیات برگشت پذیری یا فرایند تمپر تولید می شوند. می توان به 7075-0،T6-7075،T651،T7-7075 اشاره کرد.چگالی آلومینیوم 7075A برابر 2.810 g/cm3 می باشد. (0.1015 lb/in3)-خواص مکانیکی 7075 تا حد زیادی به عملیات بازپخت (Tempering) مواد بستگی دارد. اولین بار در سال 1942 آلیاژ 7075 توسط یک شرکت ژاپنی به نام سومیتومو Sumitomo به صورت مخفیانه توسعه یافت. در نهایت این آلیاژ برای تولید بدنه در نیروی دریایی امپراطوری ژاپن مورد استفاده قرار گرفت.آلیاژهای سری 7000 از قبیل 7075 اغلب در صنایع حمل و نقل از جمله حمل و نقل دریایی. هوایی و خودروها به دلیل بالا بودن نسبت استحکام به چگالی مورد استفاده قرار می گیرد. و همچنین این قابلیت سبکی و استحکام بالا باعث آن است تا این آلیاژ در تجهیزات صخره نوردی. قطعات دوچرخه، قاب اسکیت ها و بدنه گلایدرها نیز به کارگیری می شود.

آلومینیوم 5083-آلیاژ 5083-جوش پذیری خوب و مقاوم بالا-آلیاژ ضد خوردگی-آلومینیوم 5083 برای اولین بار در سال 1950 بوسیله متخصصان و طراحان ژاپنی به صورت کاملاً پنهانی بدست آمد. چون آن زمان ژاپن درگیر جنگ بود و تمامی تحققیات و آزمایش ها بر روی ساخت این آلیاژ به صورت کاملاً محرمانه صورت گرفت. ژاپن چون مرزهای آبی زیادی داشت که در جنگ درگیر بودند. به ناچار ناوگان دریایی خود را به بهترین نوع و مقاوم ترین جنس فلز مجهر نماید. بنابراین بدنبال فلزی بود که در محیط دریایی بیشترین سطح مقاومت و کمترین میزان خوردگی را از خود نشان دهد. که در نهایت به آلیاژ 5083 دست یافت.کاربرد آلومینیوم 5083-قالب سازی -مخزن سازی -تجهیزات شیمیایی-صنایع کشتی سازی -تانکرهای حمل سوخت -خودروهای نظامی و زرهی-
مخازن ذخیره مواد غذایی و شیمیایی-تجهیزات و واگن های حمل و نقل دریایی-در ساخت قطعاتی که در دمای پایین کاربرد دارند.-در مواردی که نیاز به مقاومت به خوردگی با استحکام متوسط است.

مدیریت و کنترل آتش سوزی شیروانی ها (روش عملیات استاندارد)-در گذشته به دلیل شرایط اقلیمی و بارش فراوان نزولات آسمانی و بارندگی های مداوم. و برای پیشگیری از صدمات احتمالی بناهای موجود و بالا بردن عمر مفید ساختمان ها از انواع شیروانی ها استفاده می شد. تا هم از نظر انتقال و هدایت نزولات آسمانی به باغچه ها و فاضلاب ها بسیار مناسب باشد. و هم برف به مرور زمان در روی آن ذوب می شود و احتیاجی به برف روبی و نیروی زیاد نباشد.در شیروانی ها ا دو نوع اسکلت چوبی و فلزی استفاده می شود. که هر یک از آنها در برابر آتش سوزی و حرارت دریافتی مقاومت محدودی دارند. و با رسیدن حرارت به درجه بحرانی اسکلت اصلی تغییر شکل می دهد و فرو می ریزند.