دليل شامل لسبائك الألومنيوم المصبوب عالي السيليكا LM6: فلسفة التركيب، واستجابة المعالجة الحرارية والتطبيقات المتطورة
التاريخ:2026-02-03 الفئات:التدوين الآراء:84
باعتبارها المواصفة القياسية البريطانية (BS) ونظام الكومنولث سبائك صب الألومنيوم عالية السيليكون عالية السيليكون اسم العلامة التجارية الكلاسيكية لـLM6 عن طريقسيولة صب ممتازة، وإحكام كبير للهواء ومقاومة ممتازة للتآكلومعترف بها على نطاق واسع. تكون السبيكة عادةًسبائك الألومنيوم والسيليكون شبه سهلة الانصهاربحيثقاعدة عالية النقاء تحتوي على نسبة معتدلة من المغنيسيوميتميز بالتقوية الكبيرة عن طريق المعالجة الحرارية، وهو مكون رئيسي في صناعةالمسبوكات المعقدة ذات الجدران الرقيقة المعقدة أو المسبوكات عالية الضغط أو المسبوكات عالية الجودة التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل.إنها المادة المرجعية في قطاعات الهندسة البحرية والكيميائية والهندسة عالية الأداء.
معايير ودرجات LM6
- الدرجات القياسية البريطانية/الكومنولث القياسية:: وفقاً للمعيار البريطاني BS 1490، فإن الدرجات هي LM6يرمز مصطلح “LM” إلى “المعدن الخفيف”. يرمز المصطلح "LM" إلى "Light Metal".
- معنى الدرجة:: تتوافق الدرجات الكلاسيكية عالية السيليكون من سلسلة LM مع سبائك الصب المعترف بها دوليًا لنظام Al-Si-Mg.
- الميزات الأساسية:نسبة عالية من السيليكونلضمان قابلية الصب.محتوى المغنيسيوم الصافيلتوفير قدرات تقوية المعالجة الحرارية.رقابة صارمة على الشوائب (الحديد والنحاس) لأعلى مقاومة للتآكل. إنه يمثل السعي وراء “المسبوكات عالية النزاهة” المسار التقني.
جدول تركيب سبيكة الألومنيوم LM6 (بناءً على المتطلبات النموذجية للمواصفة BS 1490)
| عنصري | نطاق المحتوى (wt%) | الدور الوظيفي |
|---|---|---|
| السيليكون (Si) | 10.0-13.0 | العنصر الأساسييوفر سيولة لا مثيل لها في الصب وانكماش منخفض ومقاومة للتشقق الساخن. |
| المغنيسيوم (Mg) | 0.10-0.35 أو أعلى | عناصر التحسين الرئيسية. إن تكوين طور Mg₂Si يجعل السبيكةيمكن الحصول على قوة عالية عن طريق المعالجة الحرارية T6. هو مفتاح التمييز بينه وبين مناجم السيليكا والألومنيوم البسيطة مثل LM20. |
| الحديد (Fe) | ≤ 0.60 | شوائب مضبوطة بإحكام. يُعد المحتوى المنخفض من الحديد شرطًا أساسيًا للاستطالة العالية والمقاومة الممتازة للتآكل. |
| النحاس (النحاس) | ≤ 0.10 | شوائب مضبوطة بإحكام. ويضمن المحتوى المنخفض للغاية من النحاس أنه في البيئات القاسية مثل مياه البحر، فإنأعلى مقاومة للتآكل. |
| المنجنيز (Mn) | ≤ 0.50 | التحييد الجزئي للحديد. |
| الزنك (Zn) | ≤ 0.10 | رقابة صارمة. |
| التيتانيوم (Ti) | ≤ 0.20 | مصفاة الحبوب |
| الألومنيوم (Al) | وسادة | مصفوفة عالية النقاء. |
جدول بارامترات الخواص الفيزيائية والميكانيكية LM6 (صب الرمل/المعدن، القيم النموذجية)
| مؤشرات الأداء | المصبوب (F) | حالة المعالجة الحرارية T6 | وضع الأداء والفوائد |
|---|---|---|---|
| الكثافة | 2.66 جم/سم مكعب | -- | -- |
| قوة الشد (Rm) | 150-180 ميجا باسكال | 230-280 ميجا باسكال | قوة ممتازة بعد T6تتشابه سبائك النحاس المحتوية على النحاس في سبائك النحاس إلى حد كبير أو تتفوق على العديد من السبائك المحتوية على النحاس. |
| قوة الخضوع (Rp0.2) | 70-90 ميجا باسكال | 180-220 ميجا باسكال | تحسنت بشكل ملحوظ عن طريق المعالجة الحرارية. |
| الاستطالة (أ) | 6.0-10.0% | 2.0-5.0% | تسليط الضوء على المزايا:: سواء كان في حالة الصب أو T6، فإنمرونة ممتازة (صلابة)إن قوة السبائك أعلى بكثير من قوة سبائك Al-Si-Cu من نفس مستوى القوة. |
| صلابة برينل (HB) | 50-55 | 70-85 | -- |
| قوة الإجهاد | مواتية | موهوب | مقاومة ممتازة للإجهاد بسبب التنظيم الكثيف والصلابة العالية. |
| مقاومة التآكل | ممتاز | ممتاز | نقاط القوة الأساسية. وهو أعلى درجة بين سبائك الألومنيوم المصبوب وهو مقاوم بشكل خاص للتآكل في مياه البحر. |
| حركة الصب | ممتاز | -- | نقاط القوة الأساسيةالمسبوكات مناسبة للمسبوكات الأكثر تعقيدًا. |
| محكم الإغلاق | ممتاز | -- | خصائص تصلب جيدة، مناسبة لمسبوكات الضغط. |
ميزات الأداء وفلسفة التصميم
فلسفة تصميم LM6 هي “نقي وقوي ومقاوم للتآكل.” :
- ركيزة نقية:: من خلالقيود صارمة على الحديد (Fe) والنحاس (Cu) وغيرها من الشوائب، التي تم الحصول عليها بالقرب من المستوى النظري الأمثل لمقاومة التآكل والمتانة. وهذا يجعلها أكثر تكلفة من السبائك ذات الأغراض العامة، ولكنها توفر الاستخدامات التي تكون فيها الموثوقية أمرًا بالغ الأهمية.
- مرونة المعالجة الحرارية:: محتوى المغنيسيوم (Mg) المحدد جيداً يجعل خصائصه قابلة للتعديل. يمكن استخدامه إما كمادة مصبوبة عالية اللدونة أو من خلالالمعالجة الحرارية T6يوفر التحويل إلى مواد هيكلية عالية القوة حرية التصميم.
- حرفية لا مثيل لها: يضمن المحتوى العالي للغاية من السيليكون أن قابليته للصب من بين أعلى مستويات سبائك الألومنيوم القابلة للمعالجة الحرارية، مما يمكّنه من اتخاذ هياكل معقدة يصعب تشكيلها مع سبائك الألومنيوم الأخرى عالية القوة.
الدرجات الدولية المناظرة
وباعتبارها سبيكة كلاسيكية، فإن لها مجموعة واسعة من نظائرها حول العالم:
- معايير المملكة المتحدة/المعايير الدولية:LM6 (BS 1490) وفي معيار ISO باسم Al-Si10Mg.
- أمريكان ستاندرد:A360.0 أداء متقارب في صب القوالب;356.0 تتشابه التركيبة في صب القوالب الرملية/المعدنية، ولكن عادةً ما يكون نطاق سيكلون أقل قليلاً (6.5-7.51 TP3T).
- المعيار الوطني الصيني:ZL101A 或 ZL104ولكن يحتوي LM6 على نسبة أعلى من Si، وعادةً ما تكون قابلية الصب أفضل.
- معيار الاتحاد الأوروبي:EN AC-43400 或 EN AC-45000 (EN 1706).
- المعايير الفرنسية:A-S12G
- المعيار الألماني:G-AlSi10Mg
LM6 في صناعة المسابك
استنادًا إلىسلامة عالية ومقاومة للتآكل والمتانة في نفس الوقتالميزات، يُستخدم LM6 على نطاق واسع حيث تكون الموثوقية أمرًا بالغ الأهمية:
- الهندسة البحرية والبحرية (تطبيقات أيقونية)
- المكونات البحرية:: أغطية العلب الخارجية، أغطية المضخات/الصمامات، حوامل الأدوات البحرية، تجهيزات سطح السفينة.
- تحلية المياه والكيماويات:: أجسام المضخات المقاومة للتآكل، وأجسام الصمامات، وتجهيزات الخطوط.
- معدات الفضاء والمعدات المتطورة
- الأجزاء الهيكلية للطائرات:: الدعامات المعقدة، والمبيتات، ومكونات نظام المناورة غير الحاملة أو شبه الحاملة.
- مركبات عالية الأداء:: أجزاء نظام تعليق السباقات، مشعب السحب، وعاء الزيت (حالة الصب المعدني من النوع T6).
- متطلبات الضغط العالي ومقاومة الغازات العالية
- النظام الهيدروليكي:: كتل الصمامات، وأغلفة المجمعات، واسطوانات الضغط العالي (مع الاستفادة من قابليتها الممتازة لإحكام الغاز وقابليتها للحام).
- مكونات الضاغط:: كتل ضواغط الهواء أو ضواغط التبريد، الأغطية الطرفية.
- مصبوبات فنية ومعمارية عالية الجودة
- منحوتات وقطع زخرفية تتطلب تفاصيل سطحية عالية ومقاومة للعوامل الجوية.
الأسئلة المتداولة عن سبائك الألومنيوم LM6
س1: ما الفرق بين LM6 وLM25؟
- هذه هي المقارنة الأكثر شيوعاً في المعيار البريطاني.
- LM6:سيليكون عالي (10-13%Si)، منخفض الحديد والنحاس، يحتوي على المغنيسيوم.قابلية ممتازة للصب ومقاومة ممتازة للتآكل والمتانةوالتي يمكن تقويتها بالمعالجة الحرارية.
- LM25:سيليكون متوسط (6.5-7.51 TP3TSi، مشابه ل 356.0 دولار أمريكي)، ومحتوى منخفض من الحديد والنحاس والمغنيسيوم.القوة (خاصة بعد T6) عادة ما تكون أعلى قليلاً من LM6، والاستطالة أقل قليلاً، سيولة الصب أدنى من LM6.
- الاختيار:: المسعىقابلية الصب القصوى ومقاومة التآكل والصلابة الشديدةحدد LM6؛ تابعأقصى درجات القوة والصلابةيمكن اختيار LM25 عندما تسمح البنية بذلك.
س2: هل يمكن استخدام LM6 في صب القوالب؟
- نعم، ولكنها ليست العملية الأكثر شيوعاً. يوجد بشكل أكثر شيوعًا فيالصب بالرمل والصب من النوع المعدني (بالجاذبية/الضغط المنخفض) والصب بالاستثماربسبب محتواه من المغنيسيوم وخصائص الحديد المنخفضة. نظرًا لمحتواه من المغنيسيوم وخصائص الحديد المنخفضة، فإن استخدامه في الصب بالقالب يحتاج إلى الانتباه إلى مشكلة القالب المضاد للالتصاق، ويمكن أن ينعكس أدائه الممتاز في عملية التصلب البطيء بشكل أكبر. عند صب القالب قد تتوافق درجته مع GD-AlSi10Mg.
س3: ما هو أداء اللحام والإصلاح في LM6؟
- أداء ممتاز. يمنح المحتوى المنخفض من الشوائب ميلًا منخفضًا للحام الشقوق الساخنة. تُعد القدرة على الحصول على لحامات قوية وكثيفة، سواء في لحام TIG (TIG/MIG) أو لحام الحشو، ميزة مهمة لاستخدامه في المسبوكات عالية التكامل.
س4: لماذا تعتبر مقاومة التآكل في LM6 رائعة للغاية؟
- السبب الجذري هو “نقاوة عالية.” :محتوى منخفض للغاية من النحاس (النحاس)يتم التخلص من المرحلة الكاثودية الرئيسية للتآكل الجلفاني;انخفاض محتوى الحديد (Fe)يتم تقليل إمكانية تكوين أطوار هشة صلبة ضارة غنية بالحديد. وهذا يتيح تكوين طبقة واقية متجانسة ومستقرة من أكسيد الألومنيوم على السطح.
السؤال 5: هل من الممكن استبدال سبيكة LM6 بسبيكة أرخص في المشروعات ذات التكلفة الحساسة؟
- يجب تقييمها بحذر. إذا كان التطبيق يستخدم LM6 فقطقابلية عالية للسبكولا يمثل مشكلة بالنسبة لـمقاومة منخفضة للتآكل ومتطلبات الصلابةفي حالة التطبيق، يمكن اعتبار سبيكة Al-Si شائعة (مثل LM2 وLM4) ذات محتوى أعلى من الحديد والنحاس كبديل. ومع ذلك، إذا كانت بيئة التطبيقالأجزاء الرطبة أو المسببة للتآكل أو المعرضة لأحمال الصدماتقد يؤدي الاستبدال إلى تعطل مبكر، مما قد يؤدي إلى تكاليف صيانة واستبدال أعلى بكثير من وفورات المواد.LM6 هي مادة مصممة لتحسين تكلفة دورة الحياة بأكملها.
