با بهبود کیفیت زندگی مردم، تقاضا برای جذابیت و کیفیت زیبایی در محصولات همچنان در حال افزایش است. تعداد فزاینده ای از محصولات مصرفی با استفاده از مواد آلیاژی ساخته می شوند. مواد فلزی حسی از کیفیت بالا، استحکام و دوام را منتقل می کنند، در حالی که محصولات پلاستیکی سنتی به تدریج با برچسب "ارزان" و "کم کیفیت" در ذهن مصرف کنندگان تداعی می شوند.
برای محصولات مصرفی، مواد آلیاژی رایج شامل آلیاژ آلومینیوم، آلیاژ روی و آلیاژ منیزیم هستند. آلیاژ تیتانیوم به دلیل زیست سازگاری خوب، اغلب در زمینه پزشکی استفاده می شود. در زیر به معرفی ویژگی های این چند ماده آلیاژی و مقایسه ای می پردازم.
معرفی
آلیاژ آلومینیوم
چگالی آلیاژ آلومینیوم از 2.63 تا 2.85g/cm³ متغیر است. استحکام بالاتر، قابلیت ریخته گری خوب، انعطاف پذیری، هدایت الکتریکی و حرارتی عالی، مقاومت در برابر خوردگی خوب و جوش پذیری را نشان می دهد.


آلیاژ روی
آلیاژ روی دارای نقطه ذوب پایین، سیالیت خوب و به راحتی قابل جوش است. با توجه به فرآیند تولید، می توان آن را به آلیاژ روی ریخته گری و آلیاژ روی فرفورژه طبقه بندی کرد. آلیاژ روی دارای چکش خواری و شکل پذیری عالی است که عمدتاً برای پوشش باتری، صفحات چاپ و سخت افزار روزانه استفاده می شود. چگالی آلیاژ روی از 6.3 تا 6.7 گرم بر سانتیمتر مربع، با نقطه ذوب پایین در 385 درجه است که به آسانی ریختهگری میشود.
آلیاژ منیزیم
آلیاژ منیزیم آلیاژی است که عمدتاً از منیزیم به همراه سایر عناصر اضافه شده تشکیل شده است. آلیاژهای منیزیم به دلیل خواص عالی ریخته گری، اکستروژن، برش و خمش، کاربردهای گسترده ای در زمینه های خودروسازی، الکترونیک، نساجی، ساخت و ساز و نظامی پیدا می کنند. با نقطه ذوب 650 درجه، آلیاژ منیزیم دارای نقطه ذوب پایین تری در مقایسه با آلیاژ آلومینیوم است و عملکرد خوبی در فرآیندهای ریخته گری دایکاست. استحکام ویژه آلیاژهای منیزیم با استحکام بالا حتی می تواند با تیتانیوم رقابت کند.


آلیاژ تیتانیوم
آلیاژ تیتانیوم به آلیاژهای مختلفی گفته می شود که از ترکیب تیتانیوم با فلزات دیگر ساخته می شوند. استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی عالی و مقاومت در برابر حرارت بالا را نشان می دهد. آلیاژهای تیتانیوم به طور گسترده در ساخت قطعات برای کمپرسورهای موتور هواپیما، چارچوب ها، بست ها، ارابه فرود و غیره استفاده می شود.
چگالی آلیاژ تیتانیوم به طور کلی حدود 4.51 گرم بر سانتی متر مکعب است که تنها حدود 60 درصد چگالی فولاد است. در نتیجه، استحکام ویژه آلیاژهای تیتانیوم به طور قابل توجهی بالاتر از سایر مواد ساختاری فلزی است، که امکان تولید قطعاتی را فراهم میکند که در هر واحد قوی و سبک وزن هستند، با استحکام عالی.
مقایسه
جدول مقایسه خواص فیزیکی
در بین این چهار آلیاژ، آلیاژ تیتانیوم سخت ترین است و همچنین بالاترین استحکام را از خود نشان می دهد. از نظر سختی، آلیاژ تیتانیوم به طور قابل توجهی سخت تر از سه آلیاژ دیگر است. در مورد استحکام کششی، آلیاژ تیتانیوم از آلیاژ روی پیشی گرفته و پس از آن آلیاژ منیزیم قرار دارد، در حالی که آلیاژ آلومینیوم کمترین استحکام را دارد.
مقایسه بین استحکام و سختی
با این حال، در طراحی ساختاری محصول، وزن نیز باید در نظر گرفته شود. هنگام در نظر گرفتن چگالی، آلیاژ روی با داشتن بالاترین چگالی، در واقع کمترین نسبت مقاومت به وزن را دارد. آلیاژ تیتانیوم و آلیاژ منیزیم استحکام بالاتری را نشان می دهند، اما آلیاژ تیتانیوم گران است و کارایی ضعیفی دارد. بنابراین، در اجزایی که وزن و استحکام نیاز به بررسی جامع دارند، آلیاژ منیزیم اغلب ترجیح داده می شود.




