Nhôm AlSiMg: Thành phần, Tính chất, Hướng dẫn nhiệt độ xử lý & Ứng dụng
Chia sẻ
Table Of Content
Table Of Content
Tổng quan toàn diện
AlSiMg đại diện cho nhóm hợp kim nhôm chủ yếu hợp kim hóa với silic (Si) và magiê (Mg). Ở dạng gia công, nhóm này trùng lặp khá nhiều với dãy 6xxx (Al-Mg-Si), là các hợp kim có khả năng làm cứng kết tủa và xử lý nhiệt; trong thực tế đúc, nhãn AlSiMg cũng đề cập đến các hợp kim Al-Si đúc được bổ sung Mg nhằm tăng cường độ bền và đáp ứng xử lý nhiệt tốt hơn. Cơ chế luyện kim định hình cho các hợp kim Al-Si-Mg dạng gia công là làm cứng theo tuổi bằng sự hình thành các kết tủa Mg2Si không bền vững sau khi xử lý dung dịch và lão hóa nhân tạo; các biến thể đúc gia tăng độ bền nhờ cấu trúc silic tinh chế cùng với khả năng tăng cường độ bền từ Mg và mức độ làm cứng kết tủa hạn chế.
Các đặc tính kỹ thuật chính bao gồm sự phối hợp giữa độ bền trung bình đến cao, khả năng chống ăn mòn tốt trong môi trường khí quyển, độ dễ kéo đùn và tạo hình rộng, cùng khả năng hàn ổn định khi sử dụng đầy đủ vật liệu hàn và quy trình hậu hàn phù hợp. So với các hợp kim dãy 2xxx hoặc 7xxx có độ bền cao, các mác AlSiMg đánh đổi độ bền đỉnh tối đa lấy hiệu năng chống ăn mòn cải thiện và thuận tiện hơn trong gia công. Các ngành công nghiệp tiêu biểu sử dụng hợp kim AlSiMg bao gồm thân xe ô tô và các kết cấu, thanh đùn kiến trúc, phụ kiện hàng hải, vỏ thiết bị điện tử và tản nhiệt, cũng như một số phụ kiện hàng không đòi hỏi cân bằng giữa độ bền, trọng lượng và khả năng chống ăn mòn.
Kỹ sư lựa chọn AlSiMg khi cần một hợp kim có thể xử lý nhiệt, đạt hiệu suất tỷ lệ độ bền trên trọng lượng tốt, khả năng đùn dễ dàng, và có thể đạt các mức độ bền thiết kế thông qua quy trình nhiệt. Tính đa dụng của nhóm hợp kim – có dạng tấm, bản, thanh đùn và đúc – cùng khả năng tương thích với quy trình anode hóa và phủ bề mặt làm AlSiMg được ưa chuộng cho các kết cấu nhạy cảm về chi phí và các chi tiết kết cấu trung bình, nơi độ gia công và khả năng chống ăn mòn được ưu tiên.
Biến thể nhiệt luyện
| Nhiệt luyện | Cấp độ bền | Độ dãn dài | Khả năng tạo hình | Khả năng hàn | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Thấp | Cao (20–35%) | Xuất sắc | Xuất sắc | Ủ mềm hoàn toàn; độ dẻo tối đa |
| H14 | Thấp-Trung bình | Trung bình (10–20%) | Tốt | Xuất sắc | Gia công nguội cứng; giới hạn tạo hình |
| T4 | Trung bình | Trung bình (12–18%) | Tốt | Tốt | Xử lý dung dịch và lão hóa tự nhiên |
| T5 | Trung bình | Trung bình (10–16%) | Tốt | Tốt | Làm nguội sau gia công nóng và lão hóa nhân tạo |
| T6 | Cao | Thấp hơn (8–14%) | Khá-Tốt | Tốt | Xử lý dung dịch và lão hóa nhân tạo; độ bền đỉnh |
| T651 | Cao | Thấp hơn (8–14%) | Khá-Tốt | Tốt | T6 có giảm ứng suất bằng cách kéo căng |
| T7 | Trung bình | Trung bình (10–16%) | Tốt | Tốt | Lão quá chín để cải thiện độ ổn định và độ dai vỡ |
Biến thể nhiệt luyện điều khiển cấu trúc vi mô và vì vậy quyết định sự đánh đổi giữa độ bền, độ dẻo và khả năng tạo hình. Điều kiện ủ mềm (O) cung cấp khả năng tạo hình tốt nhất ở nhiệt độ phòng cho các mẻu uốn sâu và phức tạp, trong khi T6/T651 được sử dụng khi cần độ bền tối đa và ổn định sau xử lý nhiệt.
Quy trình xử lý nhiệt và bất kỳ gia công nguội trung gian nào ảnh hưởng đáng kể đến quá trình tái kết tinh, kích thước/phân bố kết tủa và trạng thái ứng suất dư; các nhà thiết kế nên chọn nhiệt luyện dựa trên yêu cầu vận hành tạo hình, điều kiện tải cuối cùng và môi trường ăn mòn.
Thành phần hóa học
| Nguyên tố | Phạm vi % | Ghi chú |
|---|---|---|
| Si | 0.2–1.6 | Kích thích sự kết tủa Mg2Si; hàm lượng Si cao tinh chỉnh cấu trúc đúc |
| Fe | 0.1–0.7 | Tạp chất; tạo thành hợp chất intermetallic giảm độ dẻo và khả năng chống ăn mòn |
| Mn | 0–0.50 | Điều khiển cấu trúc hạt và có thể hình thành phân tán ảnh hưởng độ bền |
| Mg | 0.3–1.2 | Nguyên tố hợp kim chính tăng cường độ qua kết tủa Mg2Si |
| Cu | 0–0.5 | Tăng cường độ nhưng có thể giảm khả năng chống ăn mòn và phản ứng xử lý nhiệt |
| Zn | 0–0.25 | Thường thấp; hàm lượng Zn cao có thể gây lo ngại về ăn mòn điện hóa |
| Cr | 0–0.35 | Điều khiển kết tủa ở ranh giới hạt và cải thiện độ dai/ổn định |
| Ti | 0–0.15 | Tinh chỉnh hạt trong sản phẩm đúc và gia công |
| Khác | Cân bằng Al | Phụ gia và tạp chất dư nhỏ; Zr/Sc có thể có trong các biến thể hiệu suất cao |
Hàm lượng Si và Mg là hai yếu tố chính điều chỉnh độ bền: phối hợp tạo ra các kết tủa Mg2Si trong quá trình lão hóa kiểm soát tính chất giới hạn chảy và bền kéo. Nguyên tố vi lượng và tạp chất như Fe và Cu ảnh hưởng đến độ dai, khả năng gia công và hành vi chống ăn mòn; hàm lượng Fe thấp giúp cải thiện độ dẻo và bề mặt trong khi Cu tăng cường độ nhưng đánh đổi khả năng chống ăn mòn. Các biến thể AlSiMg đúc thường có hàm lượng Si cao hơn (đến khoảng 12% trong một số hợp kim đúc) và mức tạp chất khác biệt so với các hợp kim dãy 6xxx dạng gia công.
Tính chất cơ học
AlSiMg dạng gia công (dòng 6xxx) thể hiện điển hình đường cong bền kéo làm cứng theo tuổi: bắt đầu từ giới hạn chảy khá thấp ở điều kiện ủ hoặc T4, giới hạn chảy và độ bền kéo tăng đáng kể sau khi lão hóa nhân tạo do hình thành các kết tủa Mg2Si rất mịn. Giới hạn chảy ở điều kiện T6 thường đạt phạm vi thiết kế thực tế cho các chi tiết kết cấu trung bình, trong khi độ dãn dài giảm so với điều kiện ủ; chế độ phá hủy thường là phá hủy dẻo với một số hội tụ các vi khoang trống trừ khi có sự hiện diện các hợp chất intermetallic thô. Hiệu suất mỏi tốt trên các chi tiết hoàn thiện bề mặt đúng cách và khi độ tinh khiết luyện kim được kiểm soát; tuổi thọ nhạy cảm với khuyết tật bề mặt, gia công nguội và các điểm tập trung ứng suất.
Chiều dày ảnh hưởng đến phản ứng cơ học bởi tốc độ làm nguội sau xử lý dung dịch và tôi có thể thay đổi; tiết diện dày làm nguội chậm hơn, giảm độ bão hòa quá mức và làm cứng theo tuổi sau đó, làm giảm độ bền đạt được và tăng nguy cơ hình thành kết tủa thô. Độ cứng theo sát hành vi bền kéo và thường được báo cáo bằng độ cứng Brinell hoặc Vickers; độ cứng T6 điển hình cho các hợp kim 6xxx phổ biến trong phạm vi hỗ trợ gia công và tạo hình nhưng cần kiểm soát quy trình để tránh lão hóa quá mức.
Độ dai vỡ và nhạy cảm vết khía phụ thuộc vào độ tinh khiết hợp kim và biến thể nhiệt luyện. Các mác AlSiMg đúc có hồ sơ cơ học khác biệt: hàm lượng silic cao hơn cải thiện khả năng chống mài mòn và gia công trong một vài trường hợp nhưng làm giảm độ dẻo, với độ dãn dài thấp hơn và hành vi khởi đầu vết nứt mỏi khác so với hợp kim gia công.
| Tính chất | Điều kiện O/Ủ mềm | Biến thể chính (ví dụ T6) | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Độ bền kéo | 110–160 MPa | 200–320 MPa | Phạm vi phụ thuộc hợp kim cụ thể (ví dụ 6061 vs 6063) và độ dày tiết diện |
| Giới hạn chảy | 55–120 MPa | 120–280 MPa | Giới hạn chảy tăng đáng kể sau T6; giá trị thiết kế phải xét biến thể nhiệt luyện |
| Độ dãn dài | 20–35% | 8–14% | Độ dẻo giảm ở biến thể đạt độ bền đỉnh; cao hơn trong trạng thái ủ và T4 |
| Độ cứng | 30–50 HB | 70–130 HB | Độ cứng liên quan đến phân bố kết tủa và thành phần hợp kim |
Tính chất vật lý
| Tính chất | Giá trị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Mật độ | 2.68–2.70 g/cm³ | Mật độ nhôm điển hình; biến đổi không đáng kể với hợp kim |
| Phạm vi nhiệt độ nóng chảy | ~555–650 °C | Nhiệt độ rắn lỏng thay đổi theo hàm lượng Si và các nguyên tố hợp kim khác |
| Độ dẫn nhiệt | 130–160 W/m·K | Thấp hơn nhôm nguyên chất; phụ thuộc vào hợp kim và biến thể nhiệt luyện |
| Độ dẫn điện | 25–45 % IACS | Giảm so với nhôm nguyên chất do hợp kim; thay đổi theo biến thể nhiệt luyện và gia công nguội |
| Nhiệt dung riêng | ~900 J/kg·K | Điển hình cho hợp kim nhôm ở nhiệt độ môi trường |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 22–24 µm/m·K | Hệ số giãn nở dùng cho thiết kế kết cấu |
Các hợp kim AlSiMg giữ được hầu hết các đặc tính nhiệt và điện thuận lợi của nhôm, làm cho chúng rất phù hợp cho ứng dụng tản nhiệt đồng thời cung cấp độ bền tăng cường. Việc giảm độ dẫn nhiệt so với nhôm nguyên chất là khiêm tốn và thường chấp nhận được cho các chi tiết kết cấu kiêm tản nhiệt.
Trong thiết kế nhiệt, kỹ sư cần tính đến hệ số giãn nở nhiệt khi ghép nối AlSiMg với các vật liệu khác biệt; sự giãn nở không đồng đều có thể tạo ra ứng suất nhiệt trong cụm và mối nối.
Dạng Sản Phẩm
| Dạng | Độ dày/Kích thước điển hình | Hành vi cơ tính | Độ xử lý nhiệt phổ biến | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|
| Tấm | 0.3–6.0 mm | Đồng nhất; độ dày ảnh hưởng đến phản ứng lão hóa | O, H14, T4, T5, T6 | Phổ biến cho các tấm thân xe, kiến trúc, mặt tiền |
| Thép tấm dày | >6.0 mm đến 150 mm | Khả năng tôi kém hơn ở tiết diện dày | O, T6 (giới hạn) | Độ bền của tiết diện dày giảm do làm nguội chậm |
| Thanh đùn | Hồ sơ biên dạng dài đến vài mét | Độ bền định hướng xuất sắc | T5, T6, T651 | Khả năng đùn là ưu điểm chính của hợp kim 6xxx |
| Ống | Độ dày thành 0.5–20 mm | Tiêu chuẩn cho kết cấu/hiệu năng | O, T4, T6 | Ống hàn và liền mạch phổ biến |
| Thanh tròn / Thanh đặc | Đường kính 3–150 mm | Có tính đẳng hướng trong mặt cắt ngang | O, T6 | Dùng cho chi tiết gia công và liên kết cơ khí |
Dạng vật liệu ảnh hưởng đến vi cấu trúc: các biên dạng đùn được hưởng lợi từ quá trình tái kết tinh động và có thể lão hóa nhân tạo để đạt tính chất đồng nhất, trong khi tấm và rèn cần kiểm soát quá trình làm nguội cẩn thận để đạt độ bền thiết kế. Tấm và thanh đùn mảnh nguội nhanh và thường đạt được tính chất gần với mức đỉnh T6, trong khi tấm dày hơn có thể cần phương pháp thiết kế thay thế hoặc dùng độ luyện quá mức (overage tempers) để đảm bảo tính ổn định.
Lựa chọn công nghệ sản xuất — cán, đùn, đúc — cũng ảnh hưởng đến hoàn thiện bề mặt, độ sạch bên trong và ứng suất dư, tất cả đều tác động tới các quy trình gia công tiếp theo như hàn, anode hóa và gia công cơ khí.
Các Mác Tương Đương
| Tiêu chuẩn | Mác | Khu vực | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| AA | Dòng 6xxx (ví dụ 6061, 6063) | Mỹ | Đại diện hợp kim Al‑Mg‑Si dạng rèn dùng cho kết cấu và ứng dụng đùn |
| EN AW | AlSiMg (đúc) / EN AW‑6060 / EN AW‑6082 (rèn) | Châu Âu | "AlSiMg" thường dùng cho mác đúc; EN AW‑60xx là tương đương dạng rèn phổ biến |
| JIS | A6061, A6063 | Nhật Bản | Các mác JIS cho hợp kim Al‑Mg‑Si điển hình dùng trong đùn và kết cấu |
| GB/T | 6061, AlSi9Mg (đúc) | Trung Quốc | Tiêu chuẩn Trung Quốc bao gồm cả hợp kim rèn 6xxx và hợp kim đúc AlSiMg |
Không có sự tương đương một‑một duy nhất cho ký hiệu AlSiMg: nó có thể chỉ cả một nhóm hợp kim rèn 6xxx và một loạt hợp kim đúc Al‑Si có bổ sung Mg. Các tiêu chuẩn rèn (ví dụ: 6061/6063/6082) quy định thành phần và tính chất cơ học rất chặt chẽ, trong khi các mác đúc AlSiMg được thiết kế cho đúc và có đặc tính cơ học, khả năng chống ăn mòn khác nhau.
Kỹ sư phải xem xét kỹ các thông số tiêu chuẩn và ký hiệu trạng thái nhiệt luyện (temper) để so sánh tương đương trực tiếp thay vì chỉ dựa vào tên chung AlSiMg khi thu mua.
Khả Năng Chống Ăn Mòn
Hợp kim AlSiMg thường có khả năng chống ăn mòn khí quyển tốt nhờ lớp oxit nhôm bảo vệ tự nhiên, và phù hợp để anode hóa nhằm tăng cường bảo vệ bề mặt và hoàn thiện thẩm mỹ. Trong môi trường ăn mòn nhẹ và không khí công nghiệp, chúng hoạt động tương đương với các hợp kim 6xxx khác, được hỗ trợ bởi nồng độ đồng thấp và lựa chọn trạng thái nhiệt luyện phù hợp; song vẫn cần lưu ý nguy cơ ăn mòn điểm và khe hở trong môi trường giàu chloride nếu bề mặt bị hư hại hoặc lớp phủ bị suy giảm.
Hiệu suất trong môi trường biển khá tốt cho nhiều bộ phận kết cấu và thanh đùn, nhưng với tiếp xúc lâu dài trong nước biển hoặc vùng bắn nước, các nhà thiết kế thường ưu tiên hợp kim 5xxx có hàm lượng Mg cao hơn hoặc áp dụng lớp phủ hy sinh và bảo vệ điện hóa vì tốc độ ăn mòn cục bộ và chloride tăng nhanh có thể thúc đẩy hư hại. Độ nhạy rạn nứt do ăn mòn ứng suất (SCC) ở hợp kim dòng 6xxx thường thấp hơn so với 2xxx hoặc 7xxx, nhưng trạng thái luyện quá mức và ứng suất dư kéo cao có thể làm tăng rủi ro SCC; do đó, việc chọn trạng thái nhiệt luyện phù hợp và thực hiện xử lý nhiệt hoặc giảm ứng suất sau hàn là rất quan trọng.
Cần xem xét tương tác điện hóa galvanic khi ghép nối AlSiMg với kim loại quý hơn (như thép không gỉ, hợp kim đồng); thường dùng vật liệu cách điện hoặc lớp phủ để tránh ăn mòn gia tốc. So với hợp kim 5xxx, AlSiMg (6xxx) thường cung cấp sự cân bằng tốt hơn giữa ngoại quan sau anode hóa và độ ổn định kích thước nhưng có độ dẻo dai hơi thấp và khả năng chống ăn mòn tuyệt đối trong nước biển thấp hơn một chút.
Tính Chất Gia Công
Khả năng hàn
Hợp kim rèn AlSiMg dễ hàn bằng các phương pháp nhiệt phổ biến (TIG, MIG/MAG) với cấu trúc vi pha khu vực hàn ổn định; các hợp kim hàn bổ sung như ER4043 (Al‑Si) hoặc ER5356 (Al‑Mg) được sử dụng tùy thuộc cân bằng chống ăn mòn và độ bền mong muốn. Nguy cơ nứt nóng thấp khi mối hàn được chuẩn bị đúng cách, nhưng phân bố silicon trong hợp kim đúc AlSiMg có thể làm tăng nguy cơ nứt nóng, cần tiền gia nhiệt hoặc thiết kế mối ghép điều chỉnh. Vùng ảnh hưởng nhiệt thường mềm hơn so với kim loại cơ sở T6 đỉnh, do đó thường yêu cầu lão hóa sau hàn hoặc sử dụng trạng thái luyện quá mức (T7) cho các ứng dụng kết cấu.
Khả năng gia công
Khả năng gia công của hợp kim AlSiMg được đánh giá từ trung bình đến tốt; đặc tính cắt gọt cải thiện khi hàm lượng Si cao và phân bố kết tủa mịn, đều. Dụng cụ làm từ cacbua hoặc phủ cacbua thường dùng với tốc độ tiến dao cao và tốc độ cắt vừa phải; nhôm có xu hướng tạo phoi dài, dẻo và dính, nên hình học dụng cụ, bôi trơn/làm mát đầy đủ và bộ phá phoi rất quan trọng. Hợp kim có hàm lượng silic cao hoặc dạng đúc sẽ làm tăng sự mòn dụng cụ, đặc biệt khi silic tồn tại như tấm cứng hoặc hạt eutectic.
Khả năng tạo hình
Khả năng tạo hình rất tốt ở trạng thái ủ mềm và tự già hóa, và vẫn duy trì tốt ở trạng thái T4/T5 cho nhiều công đoạn dập và tạo hình đùn. Bán kính uốn tối thiểu phụ thuộc trạng thái nhiệt luyện, độ dày và hình học chi tiết; hướng dẫn điển hình với tấm T4/T6 thường khuyến nghị bán kính uốn trong khoảng 1.5–3 lần độ dày để tránh nứt khi tạo hình vừa phải. Gia công nguội (trạng thái H) tăng cường độ bền do làm cứng biến dạng nhưng làm giảm độ giãn dài và kiểm soát độ hồi đàn, vì vậy trạng thái nhiệt cuối cùng và dung sai kích thước phải được lên kế hoạch cùng với các bước tạo hình.
Đặc Tính Xử Lý Nhiệt
Gia nhiệt hòa tan cho AlSiMg (hợp kim rèn 6xxx) được thực hiện gần nhiệt độ solvus của Mg2Si, thường trong khoảng 510–550 °C đối với các hợp kim điển hình, giữ đủ lâu để hòa tan các pha và đồng nhất dung dịch rắn. Làm nguội nhanh về nhiệt độ phòng là bắt buộc để giữ Mg và Si trong dung dịch rắn quá bão hòa và có thể làm kết tủa trong giai đoạn lão hóa nhân tạo sau đó; độ nhạy làm nguội tăng theo độ dày tiết diện. Lão hóa nhân tạo (T6) thường được thực hiện ở 160–185 °C trong vài giờ, tạo ra kết tủa mịn, đồng nhất làm tăng giới hạn chảy và bền kéo; các thông số lão hóa được điều chỉnh phù hợp với hợp kim để cân bằng giữa độ bền đỉnh, độ dai va đập và giảm ứng suất.
Chuyển đổi trạng thái nhiệt xử lý bao gồm T5 (làm nguội từ đúc nóng rồi lão hóa), T6 (hòa tan và lão hóa nhân tạo), T651 (T6 có kèm thẳng/giãn dài) và T7 (luyện quá để tăng độ ổn định và chống rạn do ăn mòn ứng suất). Hợp kim đúc AlSiMg thường dùng hiệu chỉnh Mg và quy trình nhiệt được tùy biến cho vi cấu trúc đúc; các bước hòa tan, lão hóa có thể thay đổi do tính hòa tan thấp hơn và khuếch tán chậm hơn trong chi tiết đúc lớn.
Đối với biến thể không xử lý nhiệt được hoặc luyện quá, làm cứng bằng biến dạng và ủ mềm vẫn là phương pháp chính để điều chỉnh tính chất; ủ mềm toàn phần (O) ở ~350–420 °C rồi làm nguội chậm khôi phục độ dẻo nhưng làm mất độ cứng do lão hóa.
Hiệu Suất Nhiệt Độ Cao
Hợp kim AlSiMg giảm dần độ bền khi nhiệt độ tăng do sự mất ổn định của kết tủa và tương tác dị vật giảm; giới hạn nhiệt độ sử dụng dài hạn thực tế cho hiệu năng kết cấu thường dưới 150 °C để tránh làm mềm đáng kể và mất tính chất cơ học. Trên khoảng 150–200 °C, kết tủa Mg2Si lớn lên dẫn đến luyện quá và giảm vĩnh viễn giới hạn chảy cùng độ cứng, khiến hợp kim này không phù hợp cho chịu tải lâu dài trong môi trường nhiệt độ cao.
Hiện tượng oxy hóa hạn chế hơn thép, nhưng tiếp xúc nhiệt độ cao có thể thay đổi độ dày và màu sắc lớp oxit bề mặt, đồng thời ảnh hưởng đến độ bám sơn, lớp phủ; lựa chọn lớp phủ bảo vệ hoặc anode hóa cần phù hợp với ổn định ở nhiệt độ cao. Trong các cấu kiện hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt có thể bị làm mềm cục bộ và giảm độ bền creep; vì thế, thiết kế tránh nhiệt độ làm việc cao ở vùng hàn quan trọng hoặc quy định xử lý nhiệt sau hàn và trạng thái luyện quá để đảm bảo ổn định.
Ứng Dụng
| Ngành | Ví dụ chi tiết | Lý do sử dụng AlSiMg |
|---|---|---|
| Ô tô | Tấm thân xe, cản xe, thanh đùn kết cấu | Cân bằng giữa khả năng tạo hình, đùn và độ bền tăng cường lão hóa |
| Hàng hải | Đồ đạc boong tàu, khung kết cấu | Khả năng chống ăn mòn khí quyển tốt và trọng lượng nhẹ |
| Hàng không vũ trụ | Các chi tiết kết cấu phụ, khung nội thất | Tỷ lệ bền trên trọng lượng tốt và tương thích với anode hóa |
| Điện tử | Gia tản nhiệt, vỏ thiết bị | Độ dẫn nhiệt cao kết hợp với dễ gia công và đùn |
Hợp kim AlSiMg được lựa chọn khi cần kết hợp giữa khả năng gia công và hiệu suất làm việc; tính linh hoạt qua các dạng tấm, đùn và đúc cho phép sử dụng đa ngành trong ô tô, thiết bị hàng hải và công nghiệp.
Những hiểu biết khi lựa chọn
AlSiMg là lựa chọn kỹ thuật khi các nhà thiết kế cần một loại nhôm có thể xử lý nhiệt với khả năng đùn ép tốt và độ chống ăn mòn cân bằng. So với nhôm tinh khiết thương mại (1100), AlSiMg đánh đổi một phần độ dẫn điện và khả năng tạo hình để đổi lại giới hạn chảy và giới hạn bền kéo cao hơn nhiều, làm cho nó phù hợp hơn cho các chi tiết kết cấu nơi vẫn cần một mức độ tạo hình nhất định.
So với các hợp kim làm cứng do biến dạng như 3003 hoặc 5052, AlSiMg điển hình cho độ bền sau xử lý nhiệt cao hơn với độ chống ăn mòn tương đương hoặc hơi thấp hơn trong môi trường clorua ăn mòn mạnh; nên chọn AlSiMg khi yêu cầu độ bền kết cấu cao hơn và bề mặt anode hóa đẹp hơn là ưu tiên. So với các hợp kim xử lý nhiệt có độ bền cao hơn (ví dụ, dòng 2xxx hoặc 7xxx) và các biến thể phổ biến dòng 6xxx như 6061/6063, các cấp AlSiMg thường được ưu tiên khi khả năng gia công, đùn ép và hiệu suất chống ăn mòn quan trọng hơn độ bền tối đa tuyệt đối; với yêu cầu độ bền rất cao, có thể cần các dòng hợp kim khác.
Khi lựa chọn một cấp và trạng thái cụ thể, cân bằng các giá trị bền kéo/giới hạn chảy cần thiết, môi trường làm việc dự kiến (đặc biệt là tiếp xúc clorua), phương pháp chế tạo (rèn hay đúc) và sự sẵn có dưới dạng sản phẩm mong muốn; luôn kiểm tra các tiêu chuẩn kỹ thuật và chứng nhận nhà cung cấp cho các ứng dụng quan trọng.
Tóm tắt cuối cùng
Các hợp kim AlSiMg vẫn là nhóm vật liệu nhôm đa dụng và được sử dụng rộng rãi vì chúng kết hợp được sức mạnh tăng cứng kết tủa, đặc tính gia công tốt và khả năng chống ăn mòn đáng tin cậy trên nhiều dạng sản phẩm, làm cho chúng là lựa chọn thực tế cho nhiều ứng dụng trong ngành ô tô, hàng hải, kiến trúc và điện tử, nơi cần sự cân bằng giữa hiệu suất và khả năng sản xuất.