فورج آلیاژهای آلومینیم1

ضمناً باید متذكر شویم كه در مقایسه آلیاژ‌های مورد توجه آلومینیم با فولاد، فورج آلیاژهای آلومینیم مشكلتر می باشد. تركیبات شیمیایی و خواص مكانیكی آلیاژهای آلومینیوم رابه جلد دوم از چاپ نهم METALS HANDBOOK ارجاع می دهیم.

فورج پذیری Forgeability

در مقایسه آلیاژهای نیكل، كبالت و تیتانیوم، آلیاژهای آلومینیم توانایی فورج قابل توجهی دارند، مخصوصاً در مراحل تكنولوژی فورج كه قالبها  یا كمتر، باید گرم شوند.

نمودار 2 نسبت توانایی فورج 10 آلیاژ آلومینیم كه شامل یك حجم مشخص می‌باشد را نشان می‌دهد.

تغییرات دمای فورج بكار برده شده برای آلیاژها توانایی تغییر شكل هر كدام را تغییر می‌دهد. همچنین مطلب قابل توجه در این قسمت این است كه تغییر شكلی كه در آن ترك ایجاد نگردد مشكل است. آلیاژهای آلومینیم مانند 1100 و 3003 توانایی فورج را با توجه به موارد بالا دارند، اگر چه این آلیاژها كاربرد محدودی در فورج به خاطر نداشتن مقاومت كافی در حرارت دارند.

تأثیر حرارت: همانطور كه در نمودار 2 نشان داده شده است، توانایی فورج كلیه آلیاژهای آلومینیوم با افزایش دما زیاد می‌شود، و این تغییرات قابل توجه در اثر دما برای آلیاژها رسم شده است. برای مثال آلیاژ حاوی سیلیكون (4032) بیشترین تاثیر را نشان می‌دهد، در حالیكه آلیاژهای حاوی Cu,Mg,Zn.Al سری XXX7 تاثیر كمی را نشان می‌دهند. نمودار 3 اثر حرارت را بر حسب تنشهای جاری با نرخ تغییر 10 برای آلیاژ 6061 نشان می دهد كه توانایی فورج خوبی در آلیاژهای آلومینیم دارد. نزدیك به 5% افزایش در تنشهای جاری بین بیشترین دما (480 یا 900 بیشترین دمای پیشنهادی برای 6061) و ( 370 و  700 كمترین دمای پیشنهادی برای 6061) می‌باشد. برای موارد دیگر مثل آلیاژهای xxx2 و xxx7 مشكلات بیشتری در فورج وجود دارد، چون تغییرات دما در فلز كم است. (تغییرات تنشهای جاری با دما بیشتر است). 15 نوع آلیاژ  آلومینیم كه شبیه به هم فورج می شوند، تغییرات دمای پیشنهادی آنها در جدول 1 لیست شده است. تمام این آلیاژها معمولاً‌ با یك فشار فورج می‌شوند، اگر چه بعضی از آلیاژها معمولاً بایك فشار فورج می‌شوند، اگر چه بعضی از آلیاژها احتیاج به قدرت بیشتری دارند و با عملیات فورج بیشتری نسبت به بقیه دارند، تغییرات دمای فورج برای بیشتر آلیاژها معمولاً كوچك است ( به طور معمول كمتر از 55 یا 100) و برای هیچ آلیاژی بیشتر از 85 (155) نیست. بدست آوردن خواص مورد نظر در فورج آلومینیم یك موفقیت چشمگیر در مراحل فورج می‌باشند. دمای قالب و نرخ تغییر شكل كلید به دست آوردن حرارت فورج واقعی می باشد.

تاثیر نرخ تغییر شكل : آلیاژهای آلومینیم با وسایل متعدد قابل فورج هستند. نرخ فشار یا تغییر شكل وارد آمده اختلاف قابل توجهی در تغییر شكل فلز به وجود می آورد، مانند تغییرات خیلی تند (مثل بزرگتر از 10 با دستگاههایی مانندHammer، پرسهای ضربه‌ایی و پرسهای با نرخ انرژی زیاد) نسبت به تغییرات كم (مانند كوچكتر از 1/0 برای دستگاههایی مانند پرس هیدرولیك بنابراین تغییر شكل یا نرخ فشار عناصر بحرانی در قطعات فورج داده شده است. نمودار 4 تاثیر دو نرخ فشار 10 و  1/0 را برای تنشهای دو آلیاژ آلومینیوم 6061 و 4014 در 570 نشان می‌دهد. این مسئله واضح است كه بالا بردن نرخ فشار تنش را در آلیاژ آلومینیم افزایش می‌دهد و این افزایش تنش مشكلاتی را در فورج آلیاژهای آلومینیم مخصوصاً سریهای xxx2 و xxx7 افزایش
می دهد.  برای آلیاژ 6061 توانایی فورج خیلی بیشتر است، و افزایش تنش معادل 70% افزایش نرخ فشار می‌باشد، و برای آلیاژ 2014 بالا بردن نرخ فشار دقیقاً دو برابر تنش می باشد. اگر چه در آلیاژهای آلومینیم معمولاً توجهی به حساسیت نرخ فشار مانند تیتانیوم ،نیكل و كبالت نمی شود.