فوجی صنعتی مواد میں اعلی درجے کے ایلومینیم مرکب کا اطلاق

ایلومینیم زمین کی پرت میں سب سے زیادہ پرچر دھاتی عنصر ہے۔ یہ سٹیل کے بعد دنیا میں دوسری سب سے بڑی پیداوار اور استعمال کے ساتھ نان فیرس دھات ہے۔ اس میں کم کثافت ہے، تقریباً 1/3 سٹیل۔ چونکہ خالص ایلومینیم نرم ہوتا ہے اور اس کی طاقت کم ہوتی ہے، اس لیے ایلومینیم میں تھوڑی مقدار میں عناصر جیسے میگنیشیم، کاپر، زنک، سلیکون اور لیتھیم شامل کرنے سے ایلومینیم الائے کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔ ایلومینیم مرکبات صنعت میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والے نان فیرس دھاتی ساختی مواد ہیں کیونکہ ان کی بہترین مکینیکل خصوصیات اور سنکنرن مزاحمت ہے۔ وہ بڑے پیمانے پر تعمیرات، ایرو اسپیس، آٹوموبائل، مشینری مینوفیکچرنگ، جہاز سازی اور کیمیائی صنعتوں میں استعمال ہوتے رہے ہیں۔

ایلومینیم مرکبات میکانکس اور کیمسٹری میں بہترین خصوصیات رکھتے ہیں:

① مکینیکل پہلو، بنیادی طور پر کم کثافت، اعلی طاقت، اعلی ماڈیولس وغیرہ میں جھلکتے ہیں۔ ایلومینیم کی کثافت کم ہوتی ہے اور دیگر دھاتوں سے ہلکا ہوتا ہے، اسٹیل کا صرف 1/4، لہذا یہ ہلکے وزن کی اعلی ضروریات والے کھیتوں میں استعمال کے لیے موزوں ہے؛

② کیمیائی خصوصیات کے لحاظ سے، چونکہ ایلومینیم مرکب ہوا میں اپنی سطح پر ایک گھنے آکسائڈ فلم بنا سکتا ہے، یہ اپنے آپ کو گہرے آکسیکرن سے بچا سکتا ہے۔ لہذا، اس میں بہترین سنکنرن مزاحمت اور ایک بہت مستحکم کیمیائی ساخت ہے.

③ ایلومینیم مرکب اچھی پلاسٹکٹی ہے اور مختلف پروفائلز میں عملدرآمد کیا جا سکتا ہے. اس میں بہترین برقی اور تھرمل چالکتا ہے۔ لہذا، یہ صنعت میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے، اور اس کا استعمال سٹیل کے بعد دوسرے نمبر پر ہے۔

اس وقت، صنعت میں مختلف مرکبات کے ساتھ 250 سے زیادہ ایلومینیم مرکبات ہیں۔ امتیاز کو آسان بنانے کے لیے، مختلف الائے کمپوزیشنز کے مطابق، چین بین الاقوامی سطح پر قبول شدہ چار ہندسوں کے گریڈ درجہ بندی کا طریقہ اپناتا ہے تاکہ پروڈکشن سائٹ کی مارکنگ، میموری اور کیلکولیشن مینجمنٹ کو آسان بنایا جا سکے۔ فوجی صنعت میں استعمال ہونے والے ایلومینیم مرکب میں بنیادی طور پر ایلومینیم-لیتھیم مرکب، 2XXX (A1-Cu-Mg) سیریز اور 7XXX سیریز کے ایلومینیم مرکب شامل ہیں۔

مختلف ایلومینیم مرکب مواد کی مارکیٹ کی طلب اور ترقی کا رجحان

2XXX سیریز ایلومینیم کھوٹ

2XXX (A1-Cu-Mg) سیریز کے ایلومینیم مرکب دھاتوں میں اعلی تناؤ کی طاقت، سختی اور تھکاوٹ کی طاقت، اچھی گرمی کی مزاحمت، پروسیسنگ اور ویلڈنگ کی خصوصیات ہیں، اور یہ ایرو اسپیس، آٹوموٹو اور ہتھیاروں کی صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ اہم درجات ہیں 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, وغیرہ۔ مضبوطی، جفاکشی مماثلت اور نقصان کو برداشت کرنے کے لیے مرکب دھاتوں کی ایک سیریز تیار کی گئی ہے، جیسے کہ 2024، 2124، 2524، 2324 مرکبات وغیرہ۔

چین کے سازوسامان کے ماڈل ہلکے وزن، لمبی زندگی، اعلی وشوسنییتا اور کم لاگت کی سمت میں ترقی کر رہے ہیں، اور ان میں فریکچر سختی، شگاف پھیلنے کی مزاحمت اور جسم کی جلد کے مواد کی سنکنرن مزاحمت کے لیے اعلی تقاضے ہیں۔ 2024-T351 ایلومینیم الائے موٹی پلیٹ کی بنیاد پر، غیر ملکی ممالک نے نچلے بازو کی سطح کے لیے مختلف طاقت، جفاکشی، تھکاوٹ اور سنکنرن مزاحمت کے ساتھ 2324، 2624 اور دیگر زیادہ نقصان برداشت کرنے والے ایلومینیم مرکب تیار کیے ہیں، اور تنصیب اور اطلاق کو حاصل کیا ہے۔ چین اعلی نقصان برداشت کرنے والی 2XXX سیریز ایلومینیم مرکب تیار کر رہا ہے۔ مستقبل میں، جامع مائیکرو ایلوئینگ Al-Cu-Mg سیریز کے اعلیٰ طاقت والے ایلومینیم مرکب کے لیے ایک اہم ترقی کی سمت ہوگی۔

4XXX سیریز ایلومینیم کھوٹ

اس وقت، eutectic اور hypoeutectic السی مرکب بنیادی طور پر چین میں آٹوموبائل پسٹن کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ تاہم، انجن کی کارکردگی کی ضروریات میں مسلسل بہتری کے ساتھ، کارکردگی کی ضروریات کو پورا کرنا مشکل ہے۔ Hypereutectic السی الائے میں کم کثافت، چھوٹے لکیری توسیعی گتانک، زیادہ پہننے کی مزاحمت اور حجم کا استحکام ہے، اور یہ eutectic السی الائے کے مقابلے میں ایک زیادہ مثالی پسٹن مواد ہے۔ ہائپریوٹیکٹک السی الائے پسٹن بیرون ملک بڑے پیمانے پر تیار کیے گئے ہیں اور ٹرکوں اور کاروں پر لاگو کیے گئے ہیں، جیسے کہ ریاستہائے متحدہ میں A390 مرکب، جاپان میں AC9A اور AC8A (ZL109) مرکب، اور آسٹریلیا میں A390 مرکب۔ تاہم، فی الحال چین میں کچھ ایسے مینوفیکچررز ہیں جو ہائپریوٹیکٹک السی الائے پسٹن تیار کرتے ہیں، اور ان میں سے زیادہ تر درآمدات پر انحصار کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، آٹوموٹو ٹربو چارجر ایلومینیم مرکب مواد اور بیرونی ممالک کے درمیان ایک بڑا فرق ہے۔ اعلی کارکردگی والے آٹوموٹو ٹربو چارجر ایلومینیم مرکب مواد بنیادی طور پر جاپان اور دیگر ممالک پر انحصار کرتے ہیں۔ لہذا، اعلی کارکردگی والے پسٹنوں اور ٹربو چارجر امپیلرز کے لیے اہم آٹوموٹیو ایلومینیم الائے مواد تیار کرنا ضروری ہے۔

5XXX سیریز ایلومینیم مرکب

Al-Mg مرکبات، خاص طور پر اعلی Mg مواد کے ساتھ Al-Mg مرکب، اعلی مخصوص طاقت، اچھی ویلڈیبلٹی اور سنکنرن مزاحمت کے حامل ہیں، اور مستقبل میں ایرو اسپیس، تیز رفتار ٹرینوں، سمندروں اور دیگر شعبوں میں انتہائی مسابقتی مواد بن جائیں گے۔ فی الوقت، Al-Mg الائے پلیٹس، پروفائلز اور ویلڈنگ کی تاریں ایرو اسپیس، ٹرینوں، سمندروں اور دیگر ایپلی کیشنز کے لیے بنیادی طور پر درآمدات پر انحصار کرتی ہیں۔ ہائی اینڈ ویلڈنگ وائر مارکیٹ بنیادی طور پر ریاستہائے متحدہ میں ALCOA کی اجارہ داری ہے۔ ER5183 اور ER5356 مرکب بنیادی طور پر درآمدات پر انحصار کرتے ہیں، اور درآمدی حجم ان کی فروخت کا تقریباً 70 فیصد ہے۔ بحری جہازوں کے لیے ال ایم جی مرکب بنیادی طور پر روس پر انحصار کرتے ہیں۔ اعلی Mg مواد کے ساتھ مرکب دھاتوں کے روایتی انگوٹوں میں اچھی طرح سے تیار شدہ ڈینڈرائٹس، شدید eutectic مرحلے کی علیحدگی، اور خراب تشکیل کی کارکردگی ہوتی ہے۔ پروسیسنگ کے موجودہ طریقوں میں اب بھی بہت سے مسائل ہیں، جیسے کہ کم کارکردگی، خراب ظاہری معیار، طویل عمل، غیر مستحکم معیار، اور کم پیداوار۔ ذیلی تیزی سے مضبوطی اور تشکیل Mg کی بارش کو روک سکتی ہے، اور اس کے ساتھ ہی باریک مساوی کرسٹل اور نینو-پریپیٹیٹڈ مراحل کو حاصل کرنے کے لیے ریگولیٹ کیا جا سکتا ہے، جس سے مواد کی کارکردگی اور یکسانیت میں بہت بہتری آتی ہے۔ لہٰذا، اعلیٰ کارکردگی والے Al-Mg الائیز کے لیے ذیلی تیز رفتار سالڈیفیکیشن مسلسل rheological اخراج اور رولنگ ٹیکنالوجی کی ترقی سے اعلیٰ معیار کے Al-Mg مرکب کی مانگ کو پورا کرنے کی امید ہے۔

6XXX سیریز ایلومینیم مرکب

6XXX سیریز کے ایلومینیم مرکب مواد ریل ٹرانزٹ، آٹوموبائلز، الیکٹرانکس وغیرہ کے شعبوں میں کلیدی مواد ہیں۔ 1980 کی دہائی سے، ترقی یافتہ ممالک اور خطوں جیسے کہ یورپ، ریاستہائے متحدہ، اور جاپان نے آٹوموبائل کے لیے ایلومینیم کے مرکب تیار کیے ہیں، رجسٹرڈ درجات جیسے کہ 6009، 6016، 6016، 6016، 6016 اور 6016 6082، اور آٹوموبائل باڈی پینلز، ایکسٹروشنز، فورجنگز وغیرہ کے لیے نسبتاً مکمل پروڈکشن اور ایپلیکیشن سسٹم بنایا۔ چین میں 6XXX سیریز کے ایلومینیم الائے باڈی پینلز اور فورجنگز کی صنعتی تحقیق اور ترقی ابھی شروع ہوئی ہے، اور اس میں واضح فرق ہے۔ چین کی وزارت صنعت اور انفارمیشن ٹکنالوجی نے تجویز کیا ہے کہ تیار کی جانے والی آٹوموٹو ایلومینیم الائے شیٹس ہیں: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, وغیرہ۔ عام طور پر اس میں 6000 سے کم نہیں ہے alluminium 6oyluet a. 25%، r کی قدر 0.60 سے کم نہیں، 60 d پارکنگ کی پیداواری طاقت Rp0.2 جس کی طاقت 140 N/mm2 سے کم نہ ہو اور پینٹ سخت کرنے والی پیداوار کی طاقت میں اضافہ 80 N/mm2 سے کم نہ ہو۔ مختلف ضروریات کے جواب میں، 6XXX سیریز ایلومینیم مرکب کے ڈیزائن، تیاری اور پروسیسنگ ٹیکنالوجی کی ترقی ترقی کا ایک ناگزیر رجحان بن گیا ہے.

7XXX سیریز ایلومینیم مرکب

7XXX سیریز کے ایلومینیم مرکب میں اچھی تناؤ سنکنرن مزاحمت ہے اور یہ ایلومینیم مرکب میں سب سے مضبوط سیریز ہیں۔ وہ بین الاقوامی سطح پر ایوی ایشن ریڑھ کی ہڈی کے مواد کے طور پر پہچانے جاتے ہیں۔ حال ہی میں، غیر ملکی ممالک نے 7055 مرکب (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr) تیار کیا ہے، جس کی پیداوار کا دباؤ T77511 ریاست میں 620 MPa سے زیادہ ہے۔ یہ بوئنگ 777 طیاروں میں استعمال ہوتا ہے اور 635 کلو وزن کم کرتا ہے۔ اس وقت، چین میں ہوا بازی کے لیے 7XXX سیریز کے ایلومینیم مرکبات کے لیے منظم الائے ڈیزائن اور تیاری اور پروسیسنگ ٹیکنالوجی کا فقدان ہے، اور کچھ مصنوعات مکمل طور پر درآمدات پر منحصر ہیں۔ بہت سے مرکب عناصر کے ساتھ 7XXX سیریز کے ایلومینیم مرکب کے بڑے پیمانے پر انگوٹوں کی وجہ سے، وسیع مضبوطی کی حد، بڑے معدنیات سے متعلق دباؤ، اور مرکب عناصر کے آسان آکسیڈیشن/علیحدگی کی وجہ سے، انگوٹوں کا میٹالرجیکل معیار خراب ہے اور کمرے کا درجہ حرارت بنانے کی کارکردگی کم ہے، نئی 7XXX سیریز ایلومینیم تیار کرنا بہت اہمیت کا حامل ہے۔

ایلومینیم-لیتھیم (Al-Li) مرکب

ایلومینیم لتیم مرکب حالیہ برسوں میں ہوا بازی کے مواد میں سب سے تیزی سے بڑھنے والا ہلکا پھلکا مواد ہے۔ اس میں کم کثافت، اعلی لچکدار ماڈیولس، اعلی مخصوص سختی، اچھی تھکاوٹ کی کارکردگی، اور سنکنرن مزاحمت کی خصوصیات ہیں۔ روایتی ایلومینیم مرکب کو تبدیل کرنے کے بعد، بڑے پیمانے پر 10٪ ~ 20٪ تک کم کیا جا سکتا ہے اور سختی میں 15٪ ~ 20٪ اضافہ کیا جا سکتا ہے. 21ویں صدی کے اوائل میں، امریکی ALCOA کمپنی نے "ALCOA Aviation 20/20 Plan" کا آغاز کیا، جس کا مقصد 20 سال کے اندر ایوی ایشن ایلومینیم مرکبات کی قیمت اور وزن میں 20% کمی لانا تھا۔ کانسٹیلیم نے 2050 اور 2198 ایلومینیم-لیتھیم مرکبات (Al-Cu-Li-Mg-Ag) تیار کیے ہیں جن میں کم کثافت، زیادہ سختی اور زیادہ نقصان برداشت ہے۔ چین میں آزادانہ طور پر تیار کیے گئے ال-لی الائے کے بہت کم درجات ہیں، اور صرف 1420 مرکب استعمال کیا گیا ہے۔ C919 مسافر بردار طیارے میں استعمال ہونے والا ایلومینیم-لیتھیم مرکب Alcoa نے فراہم کیا ہے۔ گھریلو طور پر، صرف 1420، 2195، 2197، اور 2A97 جیسے مصر دات کے محدود درجات ہی تیار کیے جاسکتے ہیں، اور انگوٹ (310~400)×1280×4000) ملی میٹر اور گول انگوٹ φ650 ملی میٹر سے نیچے صرف فلیٹ انگوٹ ہوتے ہیں۔ 60 ملی میٹر سے زیادہ کی موٹائی اور 1500 ملی میٹر سے زیادہ چوڑائی والے فلیٹ انگوٹ (2B16) اور اعلی درجے کی ہوابازی کی ایپلی کیشنز کے میدان میں 1500 ملی میٹر سے زیادہ قطر والے انگوٹ (2B16) ابھی تک صنعتی طور پر تیار نہیں ہوئے ہیں۔ لہٰذا، نئے ایلومینیم-لیتھیم الائے ڈیزائن، انتہائی بڑے انگوٹ کی تیاری اور گہری پروسیسنگ ٹیکنالوجی تیار کرنا بہت اہمیت کا حامل ہے۔

گرمی سے بچنے والا ایلومینیم کھوٹ

حرارت سے بچنے والے ایلومینیم مرکبات ایرو اسپیس، آٹوموبائلز، ریل کی نقل و حمل وغیرہ کے شعبوں میں کلیدی بنیادی مواد ہیں جو سی، فی، نی، Ag، اور نایاب زمین جیسے عناصر کو ریگولیٹ کرتے ہوئے ایلومینیم کے مرکب کو آکسیڈیشن کے خلاف مزاحم بناتے ہیں اور اعلی درجہ حرارت پر رینگتے ہیں۔ روایتی گرمی سے بچنے والے ایلومینیم مرکب میں شامل ہیں: 2519، 2618، 2219، 2D70، وغیرہ۔ ایرو اسپیس اور آٹوموبائل صنعتوں کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، گرمی سے بچنے والے ایلومینیم مرکب پر اعلی ضروریات رکھی جاتی ہیں۔ لڑاکا طیاروں کی نئی نسل کی سمندری سفر کی رفتار بہت زیادہ ہے، اور جسم کی جلد کا آپریٹنگ درجہ حرارت 150 ° C سے زیادہ ہے۔ اس وقت، گرمی سے بچنے والے ایلومینیم مرکب جیسے 2618 اور 2D70 کا طویل مدتی استعمال کا درجہ حرارت 150 ° C سے کم ہے۔ گرمی سے بچنے والے ایلومینیم کے نئے مرکب تیار کرنا ضروری ہے۔

الٹرا لو اسکینڈیم (Sc) مواد کے ساتھ ال ایس سی مرکب

Al-Sc الائے میں بہترین خصوصیات ہیں جیسے کہ اعلی طاقت، اچھی پلاسٹکٹی اور سنکنرن مزاحمت، اور یہ ایل لی الائے کے بعد ایرو اسپیس، بحری جہاز وغیرہ کے لیے ہلکے وزن کے مواد کی نئی نسل بن گیا ہے۔ اسکینڈیم کی ٹریس مقدار پر مشتمل Al-Mg الائے کی تناؤ کی طاقت 5083 مرکب سے 30٪ زیادہ ہے، اور پیداوار کی طاقت دوگنی سے زیادہ ہے۔ اس کی ویلڈیبلٹی کا موازنہ روایتی 5XXX سیریز کے مرکب دھاتوں سے کیا جاسکتا ہے، گرمی سے متاثرہ زون اور ویلڈ کی مکینیکل خصوصیات تقریباً میٹرکس کے برابر ہیں، اور اس کی سنکنرن مزاحمت 5083 مرکب کے مقابلے ہے۔ ایرو اسپیس کے اجزاء کی تیاری میں 5XXX یا 6XXX سیریز کے مرکب کو تبدیل کرنے سے وزن میں کمی کے اہم اثرات حاصل کیے جاسکتے ہیں، اور یہ آٹوموبائل اور ریل گاڑیوں کے لیے بھی ایک اعلیٰ مواد ہے۔ روس اسکینڈیم پر مشتمل ایلومینیم مرکبات کی ترقی میں دنیا میں سب سے آگے ہے، اور اس نے Al-Mg-Sc، Al-Mg-Li-Sc، Al-Zn-MgSc، Al-Zn-Mg-Cu-Sc، اور Al-Cu-Mg-Sc مرکبات بنائے ہیں جن میں اسکینڈیم %0% 5۔8 ہے۔ ایرو اسپیس اور آٹوموبائل میں ایلومینیم اسکینڈیم مرکبات کے استعمال کو فروغ دینے کے لیے، چین کی وزارت صنعت اور انفارمیشن ٹیکنالوجی نے اسکینڈیم پر مشتمل ایلومینیم مرکبات کو ترجیحی ترقی کے لیے نئے مواد میں سے ایک کے طور پر درج کیا ہے۔ چین اسکینڈیم وسائل سے مالا مال ہے اور اس نے ایلومینیم اسکینڈیم مرکبات کی ترقی کی بنیاد ڈالتے ہوئے ایک اعلی پاکیزگی اسکینڈیم آکسائیڈ نکالنے کی پیداوار لائن بنائی ہے۔

آٹوموبائل کے لئے 500 MPa گریڈ گرم سٹیمپنگ ایلومینیم مرکب

چین میں گرم سٹیمپنگ اعلی طاقت ایلومینیم مرکب مواد میں اب بھی خالی ہے. نئے مواد اور نئے بنانے کے عمل کی ترقی کا امتزاج اعلیٰ طاقت والے ایلومینیم الائے آٹوموبائل پرزوں کی تشکیل کے مسئلے کو حل کرنے کا ایک مؤثر ذریعہ ہے۔ 7XXX سیریز کے مرکب پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے، 2XXX مرکبات کو فعال طور پر تلاش کرنا، اور ہاٹ اسٹیمپنگ کے لیے 500 MPa گریڈ ایلومینیم الائے مواد تیار کرنے سے پیچیدہ شکل کے آٹوموٹیو پرزوں کی تیاری کے اہم امکانات ہیں۔

ایلومینیم پر مبنی جامع مواد

ایلومینیم اسٹیل ملٹی لیئر کمپوزٹ پلیٹ: ایلومینیم اور اسٹیل ڈیک کے درمیان موثر کنکشن بڑے جہازوں کے سپر اسٹرکچر کو ہلکا پھلکا کرنے کے لیے رکاوٹوں میں سے ایک بن گیا ہے۔ ایلومینیم اور سٹیل کے ہلوں کے درمیان ویلڈنگ کے لیے استعمال ہونے والا ایلومینیم سٹیل کمپوزٹ ٹرانزیشن جوائنٹ روایتی riveting کے عمل کو بدلنے کا حل فراہم کرتا ہے۔ ہونڈا نے ایک سٹیل اور ایلومینیم جوائن کرنے والی ٹیکنالوجی تیار کی ہے جسے عالمی سطح پر بڑے پیمانے پر تیار کردہ کار فریموں میں استعمال کیا جائے گا۔ اس وقت، چین میں استعمال ہونے والے ایلومینیم سٹیل کے مرکب جوڑ بنیادی طور پر بیرون ملک سے درآمد کیے جاتے ہیں، جس کی قیمت 4×10 5 CNY/t تک ہے۔ مستقبل کے بڑے پیمانے پر جہازوں کے ساتھ، منتقلی جوڑوں کے لیے زیادہ ویلڈنگ کا درجہ حرارت، زیادہ برداشت کا دباؤ، اور مضبوط بانڈنگ انٹرفیس کی ضرورت ہے، اور اعلیٰ کارکردگی والے ایلومینیم سٹیل کے جوڑوں کی فوری ضرورت ہے۔