سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم، وخاصة في سلسلة 5000، هي سبائك مكونة من الألومنيوم والمغنيسيوم كمكونات رئيسية، وتستخدم على نطاق واسع في بناء السفن وغيرها من المجالات الصناعية الهامة. تتمتع هذه السبائك بخصائص ميكانيكية ممتازة ومقاومة جيدة للتآكل، مما يجعلها مواد مثالية للبيئات البحرية.
يعود تاريخ تطوير سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم إلى أواخر القرن التاسع عشر، وقد فتح اختراعها إمكانيات جديدة لتحسين قوة ومتانة السفن ومواد البناء الأخرى. تتم معالجة هذه السبائك عادة على البارد، باستخدام عمليات مثل الدرفلة والتشكيل، وتتمتع بقدرة لحام ممتازة عندما تحتوي على 3% من المغنيسيوم على الأقل.إن خصائص القوة العالية وخفة الوزن التي تتمتع بها سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم تجعلها ذات أهمية متزايدة في صناعة الشحن اليوم.
بالإضافة إلى قوتها، فإن إحدى المزايا الرئيسية لسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم هي مقاومتها للتآكل، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات البحرية. تكمن مقاومة التآكل هذه في تكوين بنيتها الدقيقة: حيث يمكن أن يؤدي وجود المغنيسيوم في السبيكة إلى زيادة مقاومة أكسدة مصفوفة الألومنيوم.
تتضمن عملية تصنيع سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم علم مواد معقدًا، بما في ذلك دراسة قابلية ذوبان المغنيسيوم. عند 450 درجة مئوية، يمكن أن تصل قابلية ذوبان المغنيسيوم في الألومنيوم إلى حد أقصى يتراوح بين 14% إلى 17%. لا تؤثر هذه الخاصية على أداء السبائك فحسب، بل تؤثر أيضًا على كيفية معالجة هذه المواد بشكل فعال لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك اللحام وتجميع السفن. في بناء السفن، تعتبر القدرة على اللحام ذات أهمية خاصة. يمكن لحام سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم بكفاءة أثناء عملية التصنيع، مما يجعلها أكثر فائدة في التجميع الهيكلي للسفن الكبيرة. مع تحسن التكنولوجيا، بدأت تظهر سبائك ذات خصائص لحام معززة، مثل السبائك التي تحتوي على الإيتريوم والزركونيوم المضافة.في بناء السفن، يمكن لسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم مقاومة التآكل في مياه البحر بشكل فعال وإطالة عمر خدمة الهيكل.
مع الدراسة المتعمقة لخصائص سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم، يعمل العلماء والمهندسون باستمرار على تحسين أداء اللحام لديهم للتكيف مع البيئة البحرية الأكثر قسوة.
عند النظر في الخصائص الميكانيكية، فإن سمك سبيكة الألومنيوم والمغنيسيوم ومحتوى المغنيسيوم يمكن أن يزيد بشكل كبير من قوة السبيكة. وخاصة عندما يتم خلطها بشكل أكبر، تظهر سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم قوة شد مذهلة، وهي ميزة أخرى لعمليات السفن في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة.
ومع ذلك، فإن هذه السبائك ليست خالية من العيوب. في بعض الحالات، قد تؤدي المرحلة β المستمرة في السبائك إلى زيادة هشاشة المادة وتسريع تكوين التشققات التآكلية الإجهادية. ومن أجل تجنب هذه المشاكل، فإن المعالجة الحرارية والمعالجة اللاحقة لتثبيت سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم مهمة بشكل خاص.
يمكن أن تؤدي إجراءات المعالجة الحرارية المناسبة إلى تحسين مقاومة التآكل لسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم بشكل كبير، وبالتالي إطالة عمر خدمة السفن.
بشكل عام، أصبحت سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم مادة لا غنى عنها في بناء السفن وتصميمها بسبب قوتها ووزنها الخفيف ومقاومتها الجيدة للتآكل. ومع المزيد من الاستكشاف المتعمق لخصائصه، فإن نطاق تطبيق هذا النوع من السبائك سيستمر في التوسع، وربما يشمل المزيد من مجالات الفضاء والطيران الاحترافية.
فمع تقدم التكنولوجيا، ما هي التغييرات التي ستجلبها سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم إلى الهندسة البحرية في المستقبل؟