อ ลู มิ เนียม กับ อ ลู มิ นั่ ม ต่างกัน อย่างไร

เป็นโลหะผสมที่มี อลูมิเนียม (Al) เป็นส่วนผสมหลัก และประกอบด้วยธาตุผสมอื่นๆ เช่น ทองแดง (Copper/Cu), แมกนีเซียม (Magnesium/Mn), แมงกานีส (Manganese/Mg), ซิลิกอน (Silicon/Si) และสังกะสี (Zinc/Zi)

อลูมิเนียมอัลลอย สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลัก (Principal Classifications of Aluminum Alloys)

1. อลูมิเนียมหล่อผสมอัลลอย (Casting Alloys) แบ่งหมวดย่อย Heat-Treatable / Non Heat-Treatable
2. อลูมิเนียมผสมอัลลอย (Wrought Alloys) แบ่งหมวดย่อย Heat-Treatable / Non Heat-Treatable

ประมาณ 85% ของอลูมิเนียมใช้ทำแผ่นรีดฟอยล์ และบีดอัดเป็นท่อน (Extrusions) อลูมิเนียมผสมอัลลอย(Casting Alloys) เป็นผลิตภัณฑ์ที่คุ้มค่าใช้จ่ายเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวต่ำ แต่โดยปกติจะมีความแข็งแรงน้อยกว่า อลูมิเนียมผสมอัลลอย (Wrought Alloys) และที่สำคัญที่สุดของระบบผสมอัลลอยคือ ปริมาณของอลูมิเนียม (Al) – ซิลิกอน (Si) ที่ระดับสูงของซิลิกอน (4.0% ถึง 13%) นำไปสู่การหล่ออลูมิเนียมที่มีคุณภาพดี โดยมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมโครงสร้าง และชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่ต้องการ ความทนทานต่อการกัดกร่อน รวมถึงน้ำหนักเบา

อัลลอยโลหะผสมส่วนใหญ่ใช้ประโยชน์จากโลหะที่น้ำหนักเบา 2 ชนิด คือ อลูมิเนียม และแมกนีเซียมอัลลอยที่มีความสำคัญมากในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ (Aerospace Manufacturing) เนื่องจาก อลูมิเนียม-แมกนีเซียมเป็นอัลลอยโลหะผสมที่มีทั้งเบากว่าโลหะผสมอลูมิเนียมอื่นๆ และทำปฏิกิริยากับไฟน้อยกว่าโลหะผสมชนิดอื่นที่มีแมกนีเซียมผสมอยู่ในปริมาณสูงมากๆ พื้นผิวของอลูมิเนียมผสมอัลลอย(Aluminum Alloy Surfaces) มีความเงางามชัดเจนแม้ในสภาพแวดล้อมที่แห้งเนื่องจากการก่อตัวของผิวเคลือบที่ป้องกันอลูมิเนียมออกไซด์ ในสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้นการกัดกร่อนของกรดทางเคมีและปฎิกิริยาทางไฟฟ้า จะเกิดขึ้นเมื่อโลหะผสมอลูมิเนียมถูกใช้เป็นสื่อผ่านของกระแสไฟฟ้ากับโลหะอื่นๆ ที่มีศักยภาพเชิงลบมากกว่าการกัดกร่อนก็จะเกิดขึ้นมากกว่าอลูมิเนียมทั่วไป

อลูมิเนียมผสมอัลลอย(Aluminum Alloys) ที่มีคุณสมบัติที่หลากหลายสามารถนำมาใช้ในงานวิศวกรรมโครงสร้างต่างๆ โดยมีการใช้มาตรฐานเทียบของอเมริกา (ANSI), เยอรมัน/ยุโรป (DIN), นานาชาติ (UNS/ISO) เป็นต้น การคัดเลือกอัลลอยให้ถูกต้องตามลักษณะการใช้งานปรกติจะพิจารณาระดับ ความสามารถในการทนแรงดึง (Tensile Strength), ความหนาแน่น (Density), ความเหนียว (Ductility), ความสามารถในการขึ้นรูป (Formability), ความสามารถในการทำงาน (Workability), ความสามารถในการเชื่อม (Weldability), ความทนทานต่อการกัดกร่อน (Corrosion Resistance) เป็นต้น ปัจจุบันมีการใช้อลูมิเนียมอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบิน เนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแกร่งต่อน้ำหนักที่เหมาะสม ในขณะที่ อลูมิเนียมบริสุทธิ์อ่อนเกินไปสำหรับการใช้งาน และขาดความสามารถในการทนแรงดึง (Tensile Strength) ที่จำเป็นสำหรับ เครื่องบิน และเฮลิคอปเตอร์

อลูมิเนียมผสมอัลลอย (Type of Aluminum Alloys) สามารถแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มดังนี้ 

1. กลุ่มไม่สามารถทำ Heat Treatment (Non-Heat-Treatable Aluminum Alloys)
   • 1xxx Series อลูมิเนียมบริสุทธิ์ (99% Pure Aluminum)
     • 1050/1080/1200 – ทนทานต่อสารเคมีและสภาพอากาศ สามารถใช้งานและเชื่อมได้ง่าย แต่เป็นเกรดที่มีความแข็งต่ำที่สุด เหมาะสำหรับเครื่องอุปกรณ์ทางเคมี งานที่ต้องการความสะอาดบริสุทธิ์ หรือเครื่องอัดต่างๆ
     • 1350 – เป็น Electrical Quality Alloy ใช้กับงานไฟฟ้า
   • 3xxx Series มีส่วนผสมของแมงกานิส (Mn)  เป็นกลุ่ม Work Hardening
     • 3003/3103 (Aluminum Sheets and Plates) –ทนทานต่อการกัดกร่อน และเชื่อมได้ มีความแข็งแรง เหมาะทำเป็น ถังกักเก็บ (Storage tanks), อุปกรณ์ทางเคมี (Chemical equipment), งานเชื่อมต่างๆ (Brazing Applications), ตัวถังรถตู้ และ การใช้งานในอุณหภูมิต่ำ (Cryogenic)
   • 4xxx Series กลุ่มงานอลูมิเนียมหล่อ (Casting) มีส่วนผสมของซิลิคอน (Si) สูงถึง 12%
   • 5xxx Series มีส่วนผสมของแมกนีเซียม (Mg) ทนการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม
     • 5005 – เหมาะกับงานเคลือบสี (Anodised Coating) ซึ่งมีน้ำหนักเบากว่า 3003/3103 ใช้ได้ดีกับงานละเอียดซับซ้อน งานออกแบบตกแต่ง งานออกแบบโครงสร้าง และอุปโภคบริโภคทั่วไป
     • 5052 (2.5% Mg common in USA)/5251 (2% Mg for UK only) / 5754 (3% Mg an EU standard) – อยู่ในสภาพพร้อมอบคืนไฟ ทนทานต่อการกัดกร่อน และเชื่อมได้ดี เหมาะกับงานทนแรงดันของเรือ (Pressure Vessels), ถัง (Tanks), อุปกรณ์เชื่อมต่อ (Fittings), งานที่ต้องการความแข็งแรง เช่น เรือลากจูง ตัวถังรถยนต์
     • 5083 (Similar to 5154) –เหมาะกับงานเชื่อมที่ต้องการความแข็งแรงของจุดเชื่อม เช่น รางขนถ่าย อุปกรณ์ชิ้นส่วนในเรือ สะพาน การใช้งานในอุณหภูมิต่ำ(Cryogenic) เครน(Cranes) สามารถเชื่อม(Weldability) ทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม  ไม่เหมาะกับงานที่อยู่ในอุณหภูมิต่ำกว่า 65.5°C
     • 5086 (Common in USA) – เหมาะกับงานเชื่อมโครงสร้าง เรือลากจูง โครงสร้างขนาดมหึมา รถบรรทุก สามารถทนแรงดันของเรือ อุปกรณ์และโครงสร้างเรือใช้งานในอุณหภูมิต่ำ (Cryogenic Vessels) ที่ต้องทนต่อการสั่นสะเทือน (Energy Absorption) ไม่เหมาะกับงานที่อยู่ในอุณหภูมิต่ำกว่า 65.5°C
     • 5454 –เหมาะกับงานเชื่อมโครงสร้าง ผ่าน ASME Approved เพื่อใช้งานทีอุณหภูมิสูงถึง 204.4°C เช่น รถบรรทุกยางมะตอยร้อนเพื่อทำถนน (Hot Asphalt Road Tankers), ตัวถังรถขนถ่าย (Dump Body) สามารถทนแรงดันของเรือ (Pressure Vessels) และโครงสร้างกลางทะเล
2. กลุ่มสามารถทำ Heat Treatment (Heat-Treatable Aluminum Alloys)
   • 2xxx Series (Duralumin) มีส่วนผสมของทองแดง (Cu) เป็นกลุ่ม High Strength Alloys
   • 2014/2024 – สามารถตัดแต่งชิ้นงานได้ดีเยี่ยม เพื่อทำชิ้นส่วนอุปกรณ์ในเครื่องบิน (Aircraft) มีข้อจำกัดด้านการขึ้นรูป และทนการกัดกร่อนในอุณหภูมิสูงได้บ้างเท่านั้น ไม่แนะนำให้เชื่อมด้วยวิธี Fusion Welding  เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงเช่น เครื่องบิน และเครื่องจักรม เฟือง ข้อต่อ ตัวถังรถยนต์ เป็นต้น
   • 6xxx Series มีส่วนผสมของแมกนีเซียม (Mg) และ ซิลิคอน (Si)
   • 6082 (สภาพจำหน่ายเป็น Heat Treated)
   • 6061 (Common in USA) – ใช้กับงานโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรง น้อย-ปานกลาง สามารถขึ้นรูป/เชื่อม/ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี มีความแข็งหลังทำ Heat Treatment เนื่องจากสูณเสียความแข็งระหว่างการเชื่อม
   • 7xxx Series มีส่วนผสมของซิงค์ หรือ สังกะสี (Zn) (Tensile strength up to 700 MPa)
   • 7020 – สามารถตัดแต่งได้ดี เหมาะกับการใช้งานบนพื้นดิน
   • 7075 (Aircraft Alloy) แข็งแรง สามารถตัดแต่งได้ดี ไม่เหมาะกับงานเชื่อม/สภาวะกัดกร่อน
3. กลุ่ม Tooling Plate

• • Cast Plate – ผ่านการอบคลายเครียส (Thermal Stress Relieved) มาแล้ว เหมาะกับงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง (Precision Applications) เช่น แผ่นยึดอุปกรณ์ต่างๆ สามารถเชื่อม/เคลือบสีและมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ไม่เหมาะกับการขึ้นรูป (No Forming)
  • Rolled Plate – คือ 5000 series เป็นเกรด Super Annealed มีความเสถียรและความเที่ยงตรงสูง
  • 5558 – ถูกออกแบบเพื่อใช้เป็นงานเครื่องมือ โดยเฉพาะฐานเครื่องจักร สามารถเชื่อม ขัดเงา เคลือบสี
  • Mould Plate – คือ Rolled Tooling Plate สำหรับเครื่องรีดต่างๆ มีความทนทานเหมาะทำเป็นชิ้นส่วนเครื่องจักร เหมาะใช้ทำแม่พิมพิ์พลาสติก

ความสามารถในการขึ้นรูปอลูมิเนียมอัลลอย (Aluminum Alloys Forming Capability)

Please follow and like us: