الألومنيوم 6026: التركيب، الخواص، دليل التصلب والتطبيقات

نظرة شاملة

سبائك 6026 هي من سلسلة سبائك الألومنيوم 6xxx، والتي تمثل أنظمة Al-Mg-Si القابلة للتقسية بالترسُّب. تضع تركيبته الكيميائية هذه السبيكة ضمن السبائك متوسطة القوة والقابلة للمعالجة حراريًا، والمصممة لتحقيق توازن بين القابلية للتشكيل والقوة وجودة السطح بدلاً من تحقيق أعلى قوة مثل سلوك عائلة 7xxx عالية القوة.

العناصر الرئيسية المسبّبة للسباكة في 6026 هي السيليكون والمغنيسيوم، مع إضافات محكومة من النحاس وعناصر أثرية لتعديل القوة واستجابة التقسية أثناء الخبز وحركية الشيخوخة. يتم تقوية السبيكة بشكل أساسي من خلال المعالجة الحرارية بالتحليل المحلول تليها تبريد منظم وشيخوخة صناعية لتشكيل الترسُّبات القائمة على Mg2Si؛ كما يمكن أن تسهم التراكمات الناتجة عن التشوه البارد قبل الشيخوخة بنسبة معتدلة.

الخصائص الرئيسية تتضمن قوة مرتفعة نسبيًا لسبائك قابلة للتشكيل، مقاومة معقولة للتآكل نموذجية لسبائك Mg-Si، جودة سطح جيدة وقابلية طلاء عالية، وقابلية لحام مقبولة عند استخدام سبائك التعبئة المناسبة. الصناعات النموذجية تشمل ألواح الهيكل الخارجية للسيارات وأجسام النقل، البروفيلات الهندسية العامة، ومكونات الأجهزة المنزلية حيث يلزم توازن بين القابلية للتشكيل ومقاومة التقسية أثناء الخبز أو قوة مستوى T6.

يختار المهندسون 6026 عندما يحتاجون إلى بديل ذو قوة أعلى من السبائك المتصلدة بالتشوه من فئة 5xxx/3xxx مع الاحتفاظ بقابلية تشكيل أفضل وجودة سطح أعلى مقارنةً بسبائك 2xxx/7xxx الأعلى قوة. كما تُختار على حساب 6061/6005 في بعض التطبيقات عندما يكون تحسين قابلية التشكيل بالضغط، وتحسين استجابة الخبز للطلاء، أو سلوك التصلب الخاص مرغوبًا رغم الانخفاض الطفيف في قيمة القوة القصوى.

التحاليل الحرارية

التحليل الحراري	مستوى القوة	الاستطالة	القابلية للتشكيل	القابلية للحام	ملاحظات
O	منخفض	عالي	ممتاز	ممتاز	مُعالج بالكامل بفصل التلدين لأقصى ليونة وتشكيل
H14	متوسط	متوسط	جيد	جيد	متصلد بالتشوه بقوة محددة لتشكيل متوسط
T4	متوسط	عالي	ممتاز	جيد	معالجة حرارية بالتحليل المحلول وشيخوخة طبيعية؛ قابلية تشكيل جيدة قبل الخبز النهائي
T5	متوسط-عالي	متوسط	جيد	جيد	مبرد بعد العمل الحراري وشيخوخة صناعية؛ يستخدم عادة للبروفيلات
T6	عالي	منخفض-متوسط	مقبول	جيد-ضعيف	معالجة حرارية بالتحليل المحلول وشيخوخة صناعية لتحقيق أقصى قوة
T651	عالي	منخفض-متوسط	مقبول	جيد-ضعيف	T6 مع تخفيف الإجهاد بتمديد بعد المعالجة الحرارية
H111	منخفض-متوسط	متوسط-عالي	جيد	جيد	حالة متصلدة بالتشوه مرة واحدة مع بعض الشيخوخة الطبيعية

للتحليل الحراري تأثير مباشر وقابل للتنبؤ على أداء 6026؛ فالتحاليل O وT4 تعطي أفضل قابلية للتشكيل بينما تعطي T6 وT651 أعلى القيم الثابتة للقوة على حساب الليونة. يستغل المصنعون حالات T4 أو T5 ما قبل الشيخوخة لأداء عمليات التشكيل تليها شيخوخة بنمط الخبز لتحقيق التوازن النهائي للخصائص في التطبيقات السيارات.

التركيب الكيميائي

العنصر	النطاق بالمئة	ملاحظات
Si	0.6–1.1	عنصر رئيسي لتكوين Mg2Si مع Mg؛ يتحكم بالقوة وقابلية اللحام
Fe	≤0.5	شائبة يمكن أن تكوّن مركبات بينية تؤثر على الليونة وجودة السطح
Mn	≤0.15	إضافات صغيرة لتحسين بنية الحبيبات وزيادة المتانة
Mg	0.4–0.9	يتفاعل مع Si لتكوين ترسّبات تقوية؛ يتحكم في تقسية الشيخوخة
Cu	0.05–0.4	يضبط القوة القصوى وحركية الشيخوخة؛ يزيد القوة لكنه قد يقلل مقاومة التآكل
Zn	≤0.25	عنصر ثانوي؛ يمكن أن يزيد القوة قليلًا لكنه عادةً عنصر متبقي
Cr	≤0.05	يتحكم في بنية الحبيبات وسلوك إعادة التبلور في بعض التحاليل
Ti	≤0.15	مكرر الحبيبات يستخدم في الإنتاج المصبوب أو القضبان لتحسين البنية المجهرية
عناصر أخرى	≤0.15 إجمالي	بقايا مثل V وZr وعناصر أثر؛ تتحكم لضمان ثبات العملية

تفاعل السيليكون مع المغنيسيوم هو العامل المسيطر في 6026، حيث إن تسلسل ترسب Mg2Si يحكم التقسية أثناء الشيخوخة. معدلات النحاس المحكمة تُسرّع الشيخوخة وتزيد القوة القصوى لكنها تتطلب مراقبة لمقاومة التآكل وحساسية التشقق الإجهادي؛ الشوائب مثل الحديد والعناصر المتبقية تؤثر على الليونة وعيوب السطح.

الخواص الميكانيكية

في الحالات القابلة للطيّة (O، T4) تظهر 6026 مقاومة خضوع منخفضة نسبيًا واستطالة عالية، مما يسمح بالرسم العميق والعمليات المعقدة لطبع الأسطح. بعد المعالجة بالتحليل المحلول والشيخوخة الصناعية (T6)، تزداد مقاومة الشد والخضوع بشكل كبير بينما تنخفض الاستطالة؛ وهذا يُستغل للألواح الهيكلية والمكونات التي تتطلب قدرة تحميل ومتانة أكبر.

أداء التحمل لمتانة 6026 جيد عمومًا مقارنة بسبائك عائلة 6xxx عندما يتم تلميع الأسطح وتصميم الوصلات جيدًا لتقليل تركيزات الإجهاد؛ عمر التحمل حساس لجودة السطح، والتحليل الحراري، والسماكة بسبب دور توزيع الترسُبات بالقرب من السطح. تؤثر السماكة على القوة والوصول إلى قابلية التشكيل: الأقسام الرقيقة تتقدم بالشيخوخة وتبرد أسرع أثناء المعالجة ويمكن أن تصل إلى مستويات قوة أعلى بعد الشيخوخة، بينما قد تتطلب الأقسام السميكة معالجات محلولة أطول وتنتج بنية مجهرية أكثر خشونة مع انخفاض طفيف في الخصائص القصوى.

الخاصية	O/مُعالج بالتلدين	التحاليل الحرارية الرئيسة (T6 / T651)	ملاحظات
مقاومة الشد	100–170 MPa	300–360 MPa	النطاق يعتمد على السماكة والتحليل الدقيق؛ عادةً ما يُذكر أعلى قوة T6 ضمن هذا النطاق
مقاومة الخضوع	35–80 MPa	260–320 MPa	تزداد مقاومة الخضوع بشكل كبير بعد الشيخوخة؛ القيم حساسة للتمديد ومعالجة T651
الاستطالة	18–30%	6–14%	تتناقص الليونة مع زيادة القوة؛ الأقسام الرقيقة تظهر استطالة أكبر من الألواح السميكة
الصلادة	25–60 HB	90–120 HB	الصلادة ترتبط بحالة الترسّب ودرجة الحرارة الخدمة؛ نطاق H وT يحدد قيم برينيل/روكويل

الخواص الفيزيائية

الخاصية	القيمة	ملاحظات
الكثافة	2.70 g/cm³	نموذجية لسبائك الألومنيوم؛ توفر نسبة قوة إلى وزن مناسبة
نطاق الذوبان	555–650 °C	درجة الانصهار الصلبة حوالي 555 °C والسائلة بين 642–650 °C حسب التركيب
التوصيل الحراري	~150–170 W/m·K	منخفض قليلاً عن الألومنيوم النقي بسبب السبكة؛ جيد لتطبيقات توزيع الحرارة
التوصيل الكهربائي	~35–45 % IACS	أقل من الألومنيوم النقي؛ يعتمد على الحالة التحليلية ومستويات السبكة
السعة الحرارية النوعية	~900 J/kg·K	قيمة نموذجية للألومنيوم؛ مفيدة لحسابات الكتلة الحرارية
معامل التمدد الحراري	~23.5 µm/m·K	قريب من سبائك Al-Mg-Si الأخرى؛ مهم للدورات الحرارية والتزاوج مع مواد مختلفة

تجعل الخواص الفيزيائية سبائك 6026 مناسبة للمكونات التي تتطلب توصيلًا حراريًا وكثافة منخفضة إلى جانب القوة الميكانيكية، مثل الألواح الهيكلية المبددة للحرارة أو الأغطية. التوصيل الكهربائي متوسط وعادةً ما يكون كافيًا لهياكل الشاسيه أو أغلفة الأجهزة، لكنه غير مخصص للتوصيلات العالية التيار.

أشكال المنتجات

الشكل	السماكة/الحجم النموذجي	سلوك القوة	التحاليل الحرارية الشائعة	ملاحظات
ألواح	0.4–6.0 mm	الألواح الرقيقة تتقدم في الشيخوخة بسرعة وتصل لقوة T6 عالية	O, T4, T5, T6	تستخدم على نطاق واسع لألواح السيارات الخارجية والأجهزة
صفائح	6–25 mm	الأقسام الأكثر سمكًا تتطلب حل أطول؛ قوة قصوى أقل قليلاً	O, T6, T651	ألواح هيكلية للنقل والتصنيع
بروفيلات بروفيل	أشكال يصل حجمها إلى عدة مئات مم	تحكم جيد في الخصائص الميكانيكية على طول البروفيل	T5, T6, T651	مكونات معمارية وشاسيهات، بروفيلات المبدد الحراري
أنابيب	قطر Ø10 مم – Ø200 مم	ملحومة أو بدون لحام؛ القوة تعتمد على سمك الجدار والتحليل الحراري	O, T6	أنابيب هيكلية ومكونات أجسام هيدروليكية
قضبان/عصي	Ø6 مم – Ø100 مم	أشكال قابلة للتشغيل مع خصائص مقطع متسقة	O, T6	مراسي، وصلات مشغولة، دبابيس

يغير مسار التشكيل والمعالجة الهيكل المجهرى والخصائص النهائية؛ حيث تستخدم الألواح والبروفيلات الرقيقة بشكل شائع للسبائك 6026 لأنها تتيح تبريدًا سريعًا وشيخوخة موحدة. أما الصفائح والبروفيلات السميكة فتحتاج إلى دورات معالجة حرارية أطول لتجانس القلب وقد تُظهر كثافة ترسيب أقل في المركز، مما يقلل من القوة القصوى مقارنة بالأقسام الرقيقة.

الدرجات المكافئة

المعيار	الدرجة	المنطقة	ملاحظات
AA	6026	الولايات المتحدة الأمريكية	تسمية شائعة في فهارس الموردين بأمريكا الشمالية
EN AW	6026	أوروبا	يُستخدم EN AW-6026 في المعايير الأوروبية؛ الكيمياء والإحكام الموحدة تخضع لمواصفات EN
JIS	A6026	اليابان	التوحيد الياباني يتوافق في الكيمياء بشكل مقارب لكن قد تختلف حدود السيطرة
GB/T	6026	الصين	المعيار الصيني GB/T 6026 يشير لكيمياء مشابهة مع ممارسات تصنيع محلية

توجد اختلافات طفيفة بين المعايير في حدود الشوائب المسموح بها، وقيم إثبات الخصائص الميكانيكية لبعض حالات المعالجة، وطرق التأهيل للمنتجات مثل الألواح مقابل البثق. يجب على المهندسين مراجعة ورقة المواصفات الدقيقة (AA، EN، JIS، أو GB/T) للقيود على Cu وFe وبروتوكولات المعالجة الحرارية والاختبار المطلوبة عند التوريد دولياً.

مقاومة التآكل

في الظروف الجوية، يتصرف 6026 كسبائك ألومنيوم-مغنيسيوم-سيليكون نموذجي مع مقاومة جيدة للأكسدة والعوامل الجوية مقارنة بالسبائك ذات النحاس الأعلى. يشكل السبيكة طبقة ثابتة من أكسيد الألومنيوم تحمي السطح الأساسي، وتلتصق أنظمة الطلاء جيداً على أسطح 6026 المحضرة مما يحسن الجمالية والحماية من التآكل على المدى الطويل.

في البيئات البحرية أو الغنية بالكلوريد، يوفر 6026 مقاومة متوسطة لكنه أقل قوة من سبائك 5xxx (Al-Mg) المعالجة خصيصاً؛ قد يحدث تآكل نقطي إذا تلفت الطبقات الواقية. قابلية الشقوق الناتجة عن التآكل الإجهادي أقل من بعض السبائك ذات النحاس العالي لكن قد تزداد مع ارتفاع محتوى Cu والإجهادات المتبقية الناتجة عن التشكيل أو اللحام.

يجب مراعاة التفاعلات الجلفانية عند اقتران 6026 مع المعادن الكاثودية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس؛ فالألمنيوم هو الأنودي ويتآكل تفضيلياً ما لم يتم عزل كهربائياً أو حمايته. بالمقارنة مع عائلات 3xxx و5xxx، يبادل 6026 بعض متانة التآكل الطبيعية مقابل تحسين مقاومة التحسن بالقوة وقابلية التشكيل، مما يجعل استراتيجية المعالجة السطحية والطلاء حاسمة للأداء طويل الأمد.

خصائص التصنيع

يمكن تصنيع 6026 باستخدام ممارسات تقليدية لصفائح المعادن والبثق، ويستجيب جيداً لدورات المعالجة بالذوبان والشيخوخة الصناعية للتحكم في القوة. يلزم الانتباه لمدخلات الحرارة، ومعدل التبريد، وتسلسل التشكيل لتحقيق توازن بين الخواص الميكانيكية النهائية وجودة السطح.

قابلية اللحام

يمكن لحام 6026 بواسطة MIG أو TIG ولكن يتطلب اختيار حشو مناسب ومعالجات ما قبل وما بعد اللحام لتقليل ترقق منطقة التأثير الحراري (HAZ). السبائك الحشو الشائعة تشمل ER4043 (Al-Si) لمظهر عرق جيد وتقليل خطر التشقق الحراري، أو ER5356 (Al-Mg) عندما تكون قوة المعدن الملحوم مطلوبة أعلى؛ يعتمد اختيار الحشو على تصميم الوصلة واعتبارات التآكل.

قابلية التشغيل

قابلية التشغيل للقطع لـ6026 متوسطة مقارنة بسبائك الألمنيوم القابلة للقطع بسهولة؛ مؤشر القابلية عادة أقل من سبائك Al-Si المصبوبة لكنه مشابه لسلسلة 6xxx المدلفنة الأخرى. يُنصح باستخدام أدوات كربيد ذات زوايا قطع إيجابية وتبريد سيليوب مع سرعات قطع متوسطة إلى عالية للتدوير والفرم؛ السيطرة على رقائق القطع مهمة لمنع احتكاك القطعة واحتراق السطح.

قابلية التشكيل

قابلية التشكيل ممتازة في حالات التسكين O وT4، وتقل بشكل ملحوظ في T6؛ نصف قطر الانحناء الأدنى الموصى به يعتمد على حالة المعالجة والسماكة لكنه عادة يتراوح بين 1.5–3 أضعاف السماكة للانحناءات البسيطة في المواد المساعدة. يمكن استخدام العمل البارد قبل الشيخوخة لإدخال تقسية إجهادية مسيطرة، تليها شيخوخة اصطناعية لضبط الخواص النهائية.

سلوك المعالجة الحرارية

كسبيكة قابلة للمعالجة الحرارية، يخضع 6026 لتتابع تقليدي من المعالجة بالذوبان—التبريد—الشيخوخة حيث يذوب Mg وSi خلال الذوبان ويترسب على شكل Mg2Si دقيق خلال الشيخوخة المراقبة. تتراوح درجات حرارة المعالجة بالذوبان النموذجية بين 520–540 °C مع أوقات تثبيت مخصصة لسمك المقطع، تليها تبريد سريع للحفاظ على الذائبة في محلول صلب مشبع فوق الحد.

تؤدي الشيخوخة الاصطناعية (T5/T6) إلى نواة ونمو ترسيبات دقيقة؛ وفق ذروة عمر T6 ينتج أعلى قوّة عملية ويستخدم عادة للمكونات الهيكلية. تؤدي الشيخوخة المفرطة لتكبير الترسيبات وتقليل القوة مع تحسين المتانة ومقاومة تشقق التآكل الإجهادي؛ يستخدم المصنعون التحكم في التصلب (T651 تمدد، وشيخوخة غير كاملة) لموازنة هذه التنازلات.

للحالات القابلة للتقسية بالعمل، تستعيد دورات التسكين (O) أقصى ليونة وتستخدم قبل عمليات التشكيل؛ العمل البارد متبوعاً بالشيخوخة الطبيعية أو الاصطناعية (T4 ثم الخبز) يمكّن استراتيجيات التقسية بالخبز للألواح المطلية في السيارات وتطبيقات مماثلة. فهم سلوك الوقت-درجة الحرارة-التحول ضروري لتجنب التخفيف غير المقصود أثناء اللحام أو تغيرات الحالة الموضعية أثناء الختم.

الأداء في درجات الحرارة العالية

يفقد 6026 القوة تدريجياً مع ارتفاع درجة الحرارة؛ تبدأ الخواص الميكانيكية في التدهور بوضوح فوق ~120–150 °C وتصبح منخفضة بشكل كبير عند 200 °C بسبب تكبير الترسيبات وذوبانها. للخدمة المستمرة، يحدد المصممون عادة درجات حرارة التشغيل بأقل من ~120 °C للحفاظ على السلامة الإنشائية وعمر التعب.

حد التأكسد في الألومنيوم عند درجات الحرارة العالية محدود بواسطة طبقة أكسيد ثابتة، لكن الترقق والهشاشة ليست مشكلات كبيرة في درجات حرارة الخدمة النموذجية لـ6026. تكون منطقة التأثير الحراري حول اللحامات (HAZ) معرضة للترقق عند درجات حرارة محلية مرتفعة، وقد تتطلب معالجة حرارية بعد اللحام أو تخفيف إجهاد ميكانيكي لاستعادة الأداء.

التطبيقات

الصناعة	مثال على المكون	سبب استخدام 6026
السيارات	ألواح الهيكل الخارجية، الألواح الداخلية	مزيج جيد من القابلية للضغط بالصحافة، استجابة معالجة الخبز للطلاء، وقوة T6 متوسطة
البحرية	الأغطية غير الهيكلية، الحوامل	تشطيب مقاوم للتآكل ووزن خفيف للهياكل الثانوية
الطيران	التجهيزات الداخلية، المقويات	نسبة قوة إلى وزن مناسبة وتشطيب سطحي جيد لأجزاء هيكلية ثانوية
الإلكترونيات	الأغطية، ناشرات الحرارة	موصلية حرارية مع قابلية التشكيل وجودة السطح

يُحدد 6026 غالباً حيث يتطلب التصميم توازنًا بين القابلية للتشكيل، والقابلية للطلاء، والقوة بعد التشكيل، خاصة في تطبيقات هياكل السيارات وأجزاء الزخرفة. تملأ السبيكة فجوة بين السبائك النقية القابلة للتشكيل وأعلى درجات المعالجة الحرارية قوةً، مما يمكن المصممين من تحقيق أجزاء خفيفة الوزن ومتينة مع مظهر سطحي جيد.

نصائح الاختيار

اختر 6026 عندما يتطلب تصميمك قوة متوسطة إلى عالية مع تشطيب سطحي ممتاز وقدرة جيدة على الشيخوخة بعد التشكيل؛ مفيد بشكل خاص للأجزاء التي تُشكل في الحالة الليّنة ثم تقسو بالخبز إلى الخصائص النهائية. اعتبر الألواح والبثوق الرقيقة من 6026 للتطبيقات التي يكون فيها خبز الطلاء أو الشيخوخة الاصطناعية جزءًا من دورة الإنتاج.

مقارنة بالألومنيوم النقي تجارياً (مثلاً 1100)، يبادل 6026 بعض الموصلية الكهربائية والحرارية وقابلية التشكيل النهائية مقابل قوة أعلى بكثير وأداء هيكلي محسّن. مقارنة بالسبائك المتصلبة بالعمل مثل 3003 أو 5052، يوفر 6026 عادة قوة تقسية أكبر لكنه قد يمتلك مقاومة تآكل سطحي أقل قليلاً؛ يتم التخفيف عبر استراتيجيات الطلاء والتأكسد الأنودي.

مقارنة بسبائك المعالجة حرارياً الشائعة مثل 6061 أو 6063، يُختار 6026 عندما تكون القابلية الأفضل للتشكيل أو سلوك التقسية بالخبز المحدد مرغوبًا رغم قوة 6061 المتفوقة في بعض الحالات. يجب أن توجه التوافر ومتطلبات جودة السطح وتسلسلات التشكيل/الشيخوخة الاختيار بين هذه المتغيرات من سلسلة 6xxx.

ملخص نهائي

تظل سبيكة 6026 ذات أهمية كسبيكة ألومنيوم قابلة للمعالجة الحرارية تقدّم توازناً عملياً بين القابلية للتشكيل، التشطيب السطحي، والقوة المرتفعة بعد الشيخوخة. استجابتها المتوقعة للحالات الحرارية وملاءمتها لأشكال المنتجات الشائعة تجعلها خياراً مفضلاً في تطبيقات السيارات والنقل والهندسة العامة حيث الأولوية للخفة وسهولة التصنيع.