חוזק האלומיניום

מיצרני רכב לצבא אמריקני, בעלי הידיעה יודעים אלומיניום

אם אתה כמו אנשים רבים, כשאתה שומע את המילה “אלומיניום“, אתה חושב על פריטי נוחות יומיומיים שלמרות שהם שימושיים להפליא,
הם לא בדיוק משדרים תמונה בעלת חוזק גבוה. וזה נכון – אלומיניום הוא מתכת רב-תכליתית מאוד –
כלומר ניתן לעבד אותו כדי להיות דק, קל משקל, ניתן לכיפוף ואפילו לניתוק בידיים אנושיות.

מה שפחות מובן הוא שאלומיניום יכול להיות גם אחד הדברים הקשים ביותר עלי אדמות.
לעתים קרובות משתמשים במתכת ביישומים בהם חוזק ועמידות גבוהה הם השיקולים החשובים ביותר –
ממכוניות ומשאיות וכלה בחומר בנייה ועד כלי רכב צבאיים. סביר להניח שאתה סומך על אלומיניום כדי לשמור על בטיחותך
עשרות פעמים ביום מבלי לדעת זאת.

עובדות המרחיקות

  • המפתח לבטיחות אוטומטית: יצרני רכב פונים יותר ויותר לאלומיניום כחלק מהתערובת הרב-חומרית כדי להגביר את יעילות הדלק של הרכב תוך שמירה על חוזק ובטיחות.
    כל רכב עתיר אלומיניום שהתנפץ אי פעם שנבדק על ידי המינהל הלאומי לבטיחות בתעבורה בכבישים זכה לדירוג בטיחות של 5 כוכבים.
  • אלומיניום בעל חוזק גבוה נמצא בכל מקום: סגסוגות אלומיניום בעלות חוזק גבוה משמשים למאות יישומים יומיומיים שבהם כוח ועמידות חיוניים –
    החל ממטוסים לרכבות, אוטובוסים ועד משאיות – אפילו בכמה מגרשי השחקים הגבוהים בעולם.
  • יישומים קיצוניים: אלומיניום משמש גם לצבא ארה”ב, נאס”א ואחרים לבניית כלי רכב ומבנים המסוגלים לשגשג בכמה מהתנאים הקשים ביותר שניתן להעלות על הדעת.
  • כימיה של חוזק: על ידי הוספת אלמנטים כמו סיליקון, מגנזיום וליתיום לאלומיניום טהור ובאמצעות טכניקות עיבוד מיוחדות,
    ניתן להנדס אלומיניום להיות חזק ככל שאינו חזק יותר מפלדה מסוימת.

כוכב אלומיניום

חוזק יומיומי

האלומיניום הוא כשליש ממשקלו של הפלדה, כלומר חלקים יכולים להפוך לעבים וחזקים יותר,
ועדיין להפחית את המשקל ברכבים ויישומים אחרים. בהתאם לסגסוגת וטכניקת העיבוד המשמשים,
ניתן לזייף קילו לאלומי פאונד להיות חזק באותה מידה אם לא חזק יותר מפלדה מסוימת.

אלומיניום הוא כבר החומר השני בשימוש ביותר על ידי יצרני הרכב, כך שכנראה המכונית או המשאית שלכם מכילים בתוכו הרבה אלומיניום,
שמגנים עליכם מפני סכנות בכביש. מהנדסים יודעים לעבוד עם אלומיניום כדי לייצר חלקים שביצועים טובים או טובים יותר מחלקי פלדה –
והכל תוך הפחתת משקל הרכב. האלומיניום יעיל ביותר לקליטת אנרגיה התרסקות, ומגן על הנוסעים במקרה של תאונה.
ורכבי אלומיניום קלים משפרים את הביצועים. טיפול טוב יותר ומרחקי עצירה קצרים יותר עוזרים לנהגים להימנע מתאונות מלכתחילה.

אלומיניום משמש למסגרות חלונות וקיר מסך בכמה מגורדי השחקים הגבוהים בעולם –
אולי אפילו בניין המשרדים בו אתם יושבים כרגע. המתכת המגוונת הזו משמשת לייצור מטוסים, רכבות, אוטובוסים, משאיות – אפילו ספינות אוקיינוס!

בקיצור, כל יום אנשים ברחבי העולם סומכים על כוחו של האלומיניום – בין אם הם יודעים זאת ובין אם לא.

עמידות קיצונית

בנוסף ליישומים “יומיומיים”, חוזק ועמידות האלומיניום מהימנים גם בכמה מהשימושים הקיצוניים ביותר שניתן להעלות על הדעת.
מעצבים יודעים שסגסוגות אלומיניום בעלות חוזק גבוה יכולות להתמודד עם כמה מהתנאים הקשים ביותר בכדור הארץ – ומעבר לה.

  • צבא ארה”ב: צבא ארה”ב בוטח באלומיניום מזה עשרות שנים כדי לסייע בהגנה על כוחותינו.
    המתכת החוזקה וסופגת התרסקות משמשת במכונית הלחימה הומבית (HMMWV), HEMTT
    וברדלי כדי להפחית משקל, להתנגד לחלודה ולהיות אמינה בתנאים קשים.
    לוחית שריון אלומיניום משמשת אפילו להתנגדות לחומרי נפץ והתקפות אחרות.
  • נאס”א: אין זה מוגזם לומר שנסיעת חלל מודרנית לא תתאפשר ללא אלומיניום.
    המתכת הייתה בשימוש נרחב בתוכנית מעבורת החלל ונאס”א בחרה בסגסוגת אלומיניום-ליתיום בעלת חוזק גבוה כדי לייצר את החללית החדשה של אוריון,
    שתיקח ביממה את בני האדם למאדים.
  • חיל האוויר האמריקני: לאחר החלפת מטוסי עץ, פלדה, חוט וסיבים ישנים יותר במהלך מלחמת העולם השנייה,
    סגסוגות אלומיניום בעלות חוזק גבוה הפכו לחומרים הנפוצים ביותר לייצור מטוסים צבאיים.
    אכן, המסגרת האווירית של מטוס הקרב הידוע – ה- F-16 – היא 80% אלומיניום.
  • כלובי כרישים: גם כשפונים לאחד מהטורפים הכי עזים בטבע – ניתן לסמוך על חוזק האלומיניום.
    אלומיניום הוא הבחירה הפופולרית עבור כלובי כרישים מכיוון שהמתכת טובה יותר מאשר אלטרנטיבות ולא תישחית במי מלח.
    מוטות אלומיניום הם די חזקים כדי להגן על צוללנים מפני התקפות ישירות של הלבן הגדול וכרישים אחרים.

הסוד לחוזק

הסוד לחוזק האלומיניום מסתכם בכימיה. אלומיניום טהור מעורבב עם אלמנטים אחרים ליצירת סגסוגות בעלות חוזק גבוה.
תוספים נפוצים המשמשים להגברת חוזקם וצורם של אלומיניום כוללים סיליקון, מגנזיום ונחושת.
סגסוגות אבץ אלומיניום הן חלק מהסגסוגות החזקות ביותר שקיימות כיום ומשמשות בדרך כלל על ידי תעשיות הרכב והחלל.

ניתן לחזק את האלומיניום באמצעות עיבוד – גלגול חם או גלגול קר. סגסוגות מסוימות מתחזקות על ידי טיפול בחום ואחריו קירור מהיר.
תהליך זה מקפיא את האטומים במקום מחזק את המתכת הסופית. לחלופין, חלק מאלומיניום הוא “עבד בקור” – בדרך כלל על ידי גלגול,
מתיחת זיוף או רישום – כדי להפוך אותו לחזק יותר. תהליך זה מעכב את תנועת האטומים יחסית זה לזה, ומחזק את המוצר המוגמר.

סגסוגות האלומיניום החזקות ביותר – סגסוגות מסדרת 7000 סדרות – יכולות להגיע לעוצמות העולות על 72,000 פאונד לאינץ ‘.
חוט אלומיניום בגודל 1.2 אינץ ‘העשוי מסגסוגת זו יכול להשעות נגרר לטרקטור מלא באוויר.