อลูมิเนียมขึ้นรูปเย็นและอลูมิเนียมขึ้นรูปเย็นผสม (Wrought Aluminium and Wrought Aluminium Alloys)
บทนํา (Introduction)

อลูมิเนียมขึ้นรูปเย็นและอลูมิเนียมขึ้นรูปเย็นผสม (Wrought Aluminium and Wrought Aluminium Alloys) สามารถจำแนกออก โดยใช้ ระบบตัวเลข 4 หลัก ดังนี้
.
ตัวเลขหลักที่หนึ่ง เป็นสัญลักษณ์ที่สำคัญที่สุด ในการแสดงกลุ่มของอลูมิเนียมผสม ซึ่งมีอยู่ 8 กลุ่ม ตาม ตาราง (ข้างล่าง) เช่น 1XXX แทนโลหะที่มีอลูมิเนียมไม่น้อยกว่า 99% โดยน้ำหนัก เป็นต้น
.
 
สัญลักษณ์ ธาตุที่เป็นส่วนผสมหลักในอลูมิเนียม
   
1XXX อลูมิเนียม ที่มีความบริสุทธิ์ ไม่น้อยกว่า 99.00%

2XXX

ทองแดง (Copper , Cu)

3XXX

แมงกานีส (Manganese , Mn)

4XXX

ซิลิกอน (Silicon , Si)

5XXX

แมกนีเซียม (Magnesium , Mg)

6XXX

แมกนีเซียมกับซิลิกอน (Magnesium , Mg and Silicon , Si)

7XXX

สังกะสี (Zinc , Zn)

8XXX

ธาตุอื่นๆ (Other Element)

9XXX

ยังไม่มีใช้ (Unused Series)
   
ตาราง สัญลักษณ์ที่ใช้แทนอลูมิเนียมขึ้นรูปเย็นและอลูมิเนียมขึ้นรูปเย็นผสม

 
ตัวเลขหลักที่สอง เป็นสัญลักษณ์ใช้สำหรับกำกับ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลง ส่วนผสมของโลหะ ให้แตกต่างไปจากโลหะผสมเดิม เช่น ตัวเลข 0 แสดงว่า เป็นโลหะผสมดั้งเดิม ส่วนตัวเลข 1-9 แสดงว่า เป็นโลหะที่ผสมเข้าไปเปลี่ยนแปลงจากเดิม ยกตัวอย่างเช่น หมายเลข 2024 ตัวเลขหลักที่สองคือ 0 (4.5%Cu , 1.5%Mg , 0.5%Si , 0.1%Cr) เมื่อเทียบกับหมายเลข 2218 ตัวเลขหลักที่สองคือ 2 (4.0%Cu , 2.0%Ni , 1.5%Mg , 0.2%Si) ซึ่งสังเกตได้ว่า หมายเลข 2218 มีนิเกิล(Ni)ผสมเข้าไป
.
ตัวเลขหลักที่สาม และ สี่ เป็นสัญลักษณ์ที่ใช้แสดงชนิดย่อยๆ ของโลหะที่ผสมในกลุ่มเดียวกัน ความแตกต่างที่เกิดขึ้นนี้ มักจะเป็นส่วนผสมที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น หมายเลข 2014 ตัวเลขหลักที่สามและสี่คือ 14 (4.4%Cu , 0.8%Si , 0.8%Mn , 0.4%Mg) และ หมายเลข 2017 ตัวเลขหลักที่สามและสี่คือ 17 (4.0%Cu , 0.8%Si , 0.5%Mn , 0.5%Mg , 0.1%Cr)
.
  เฉพาะอลูมิเนียมในกลุ่ม 1XXX ตัวเลขหลักที่สาม และ หลักที่สี่ จะแสดงปริมาณของ อลูมิเนียมที่เป็น จุดทศนิยม 2 ตำแหน่ง ที่ปรากฎภายหลัง 99% เช่น หมายเลข 1060 และ หมายเลข 1080 หมายถึง อลูมิเนียมขึ้นรูป ที่มีอลูมิเนียม 99.60% และ 99.80% ตามลำดับ
.
 
   
   
การกำหนดการให้ความร้อนอลูมิเนียม (Temper designations of aluminum alloys)
การกำหนดการให้ความร้อนอลูมิเนียม (Temper Designations of Aluminum Alloys) ขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งาน โดยได้กำหนดตามมาตรฐาน ASM (American Society of Metals)
 
 
Temper designations of aluminum alloys
symbol resemble mean
F   สภาพเดิม ผ่านการ ขึ้นรูป ตามปรกติ   ชิ้นงานที่ไม่ผ่าน กรรมวิธีทาง ความร้อน ต่อเนื่อง หรือ ทางกล เช่น งานหล่อ หมายถึง สภาพที่ได้ จากการหล่อ

O   สภาพการอบอ่อน สภาพการอบ ทำให้เกิดผลึกใหม่ (Annealed)   เป็นการอบคลาย ทำให้อ่อนด้วย การอบอ่อน หรือการอบ ทำให้เกิดผลึกใหม่ ทำให้มีคุณสมบัติ ด้านความอ่อน และเหนียว มักจะใช้กับ งานขึ้นรูปเย็น

H   ทำให้มี ความแข็ง ที่เกิดจาก การขึ้นรูปเย็น   ใช้กับงานที่ต้องการ เพิ่มคุณสมบัติทางกล ให้สูงขึ้น โดยการแปรรูปเย็น อาจจะมี กรรมวิธีทางความร้อน ควบคู่ และ H ต้องตามด้วยตัวเลขตัวเดียว หรือหลายตัว ซึ่งตัวเลขแสดงถึง การกำหนด ในการผลิต

H1   ผ่านการ ทำให้แข็ง โดยการ ขึ้นรูปเย็น อย่างเดียว   เป็นการผ่าน กระบวนการแปรรูปเย็น อย่างเดียว มีตัวเลขตัวที่สอง กำกับอยู่ด้วย จะแสดง ความรุนแรง ของการแปรรูป ความรุนแรง ของการแปรรูป วัดด้วยปริมาณของ การแปรรูป ในบางครั้ง อาจมีตัวเลข ตัวที่สามกำกับไว้ เพื่อบอกถึง การควบคุม การอบคลาย หรือระบุถึง คุณสมบัติทางกลพิเศษ

H2   ผ่านการ ทำให้แข็ง โดยการแปรรูปเย็น แล้วทำการอบคลาย   ใช้กับงาน แปรรูปเย็น เพื่อต้องการเพิ่ม ความแข็งแรงของวัสดุ เกินกว่าระดับที่ ต้องการเล็กน้อย ต่อจากนั้นจึง นำไปอบคลาย จะเห็นว่าความแข็งแรง จะถูกลดลงระดับหนึ่ง แต่ยังคงมีปริมาณ การแปรรูปเย็น ยังคงเหลืออยู่ การกำหนดตัวเลข จะกำหนด เช่นเดียวกับ H1

H3   เพิ่มความแข็ง โดยการแปรรูปเย็น และ ทำให้เสถียรภาพ   ใช้กับงานที่ ผ่านการแปรรูปเย็น เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ให้แก่วัสดุ จากนั้นนำไปทำ กรรมวิธีทางความร้อน เพื่อให้โลหะคงรูป ความร้อนที่ให้นี้ ยังไม่มากพอ ที่จะลดความเครียด ทำให้มี ความเค้นตกค้างในโลหะ ส่วนใหญ่ใช้กับ โลหะผสมที่มี แมกนีเซียม อยู่ด้วย ความแข็งนี้ อาจบอกด้วย ตัวเลขตัวเดียว หรือหลายตัวก็ได้

W   สภาพไม่คงรูป หลังทำการอบ ด้วยความร้อน ของสารละลายของแข็ง   ใช้กับโลหะผสม ของอลูมิเนียม ที่สามารถแตกตัว ขึ้นได้เองเท่านั้น หมายถึง หลังจากทำกรรมวิธี ให้ความร้อน เพื่อให้เกิด การละลายตัวของธาตุผสม ให้เป็นเนื้อเดียวกัน กับอลูมิเนียม จากนั้นทำให้เย็นตัว ลงอย่างรวดเร็ว เนื่องจากโลหะชนิดนี้ มีการเปลี่ยนแปลง (ทางโครงสร้าง) ตลอดเวลาที่ทิ้งไว้ในอากาศ ดังนั้นจึงต้อง ระบุเวลาหลังกรรมวิธี การให้ความร้อน กำกับไว้ด้วย

T   เป็นการ ปฏิบัติการ ทางความร้อน เพื่อให้โลหะ คงรูป เหนือจาก F , O หรือ H   ใช้กับโลหะที่ ผ่านกรรมวิธีทาง ความร้อน ซึ่งอาจทำร่วมกับ กรรมวิธีทางกลด้วย หรือไม่ก็ได้ ซึ่งทำให้ชิ้นงาน เสถียรภาพ การอบคลาย ใช้อักษรตัว T ตามด้วยเลข 2 ถึง 10 เป็นข้อกำหนด ของการทำงาน เพื่อเปลี่ยนสภาพ ของชิ้นงาน แตกต่างกันออกไป โดยการเติมตัวเลข ตัวเดียว หรือ หลายตัวก็ได้

T2   การอบอ่อน ใช้สำหรับ งานหล่อ เท่านั้น   เป็นการอบอ่อน เพื่อให้โลหะเกิด การอ่อนตัว ทำให้เหนียวขึ้น ใช้กับงานที่ได้ จากการหล่อ

T3   การอบละลาย และ การแปรรูปเย็น   เป็นภาวะโลหะ ภายหลังการ ทำอบละลาย ต่อจากการทําแปรรูปเย็น เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ให้แก่วัสดุ

T4   การอบละลาย และ การเอจจิ่งได้เอง จนอยู่ใน สภาพคงรูป (เอจจิ่งธรรมชาติ)   ใช้กับโลหะที่ทำ การอบละลายแล้ว ต่อจากนั้น ทิ้งไว้จนเกิด การเอจจิ่ง ทำให้เกิดความแข็ง และ เกิดการคงรูป

T5   การเอจจิ่ง โดยกรรมวิธีทาง ความร้อน   ใช้กับโลหะที่ผ่าน การทำกรรมวิธี ทางความร้อน เพื่อให้เกิดการเอจจิ่ง โดยไม่ต้องทำ การอบละลายมาก่อน

T6   การอบละลาย แล้ว อบแช่ (เอจจิ่งเทียม)   ใช้กับโลหะที่ผ่าน การอบละลาย ต่อจากนั้น ใช้กรรมวิธี ทางความร้อน เพื่อทำให้เกิด การเอจจิ่งเทียม

T7   การอบละลาย และ ให้มีเสถียรภาพ   ใช้กับโลหะที่ผ่าน การอบละลาย โดยมีการควบคุม ทั้งอุณหภูมิ และ เวลา เพื่อควบคุม การโตของเกรน หรือ ช่วยควบคุม ความเค้นตกค้าง ในเกรนที่หลงเหลือ อยู่ในโลหะ หรือ ควบคุมทั้งสองอย่าง

T8   การอบละลาย แล้ว แปรรูปเย็น และ อบบ่มตัวแข็ง   ใช้กับโลหะที่ผ่าน การอบละลาย เพื่อให้โลหะ เหนียวขึ้น จากนั้นจึงทำ การแปรรูปเย็น เพื่อเพิ่มความแข็งแรงวัสดุ ขึ้นอีกโดย การบ่มตัวแข็ง

T9   การอบละลาย แล้ว อบบ่มตัวแข็ง และ แปรรูปเย็น   ใช้กับโลหะที่ผ่าน การอบละลาย แล้วทำ การอบบ่มแข็ง จากนั้นจึงทำ การแปรรูปเย็น เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ให้แก่วัสดุ

T10   การอบบ่มตัวแข็ง แล้ว ทำการแปรรูปเย็น   ใช้กับโลหะที่ผ่าน กรรมวิธีทาง ความร้อน เพื่อให้เกิด การอบบ่มแข็ง โดยไม่ผ่าน การอบอ่อน มาก่อน ต่อจากนั้นทำ การแปรรูปเย็น อีกเพื่อเพิ่ม ความแข็งแรง ให้แก่วัสดุ

Top to Temper designations
 
การทำกรรมวิธีการให้ความร้อน (Heat Treatment) ในการทำให้เนื้ออลูมิเนียม เปลี่ยนแปลงไปใน ทางที่แข็งแรงขึ้น เพราะอลูมิเนียมกลุ่ม 2XXX , 5XXX บางตัว (ส่วนมากไม่นิยมทำ) , 6XXX และ 7XXX สามารถทำ ให้แข็งแรง โดยการให้ความร้อน ดังนั้นอลูมิเนียมกลุ่มนี้ มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า เป็นพวกที่ทำกรรมวิธีทางความร้อนได้ (Heat Treatment Alloys)

อลูมิเนียมกลุ่มที่เหลือ คือ 1XXX , 3XXX , 4XXX บางตัว และ 5XXX เป็นพวกที่ไม่อาจจะปรับปรุง คุณสมบัติทางกลให้แข็งแรงเด่นชัด โดยการทำกรรมวิธีทางความร้อน (Non Heat Treatment Alloys) แต่สามารถทำให้แข็งแรง โดยการทำแปรรูปเย็น
 
   
   
   
  top