एल्युमिनियम 5083-H321
एल्यूमिनियम 5083-H321 का परिचय
एल्यूमिनियम 5083-H321 एक स्ट्रेन-हार्डन्ड और स्टेबलाइज़्ड एल्यूमिनियम-मैग्नीशियम-मैंगनीज़ मिश्रधातु है, जो विशेष रूप से समुद्री पानी (seawater) और आक्रामक औद्योगिक वातावरण में अपनी उत्कृष्ट जंग-प्रतिरोध क्षमता के लिए जानी जाती है। H321 टेम्पर दर्शाता है कि सामग्री को स्ट्रेन-हार्डनिंग और स्टेबलाइज़ेशन के माध्यम से प्रोसेस किया गया है ताकि यह स्ट्रेस कोरोजन क्रैकिंग (SCC) और एक्सफोलिएशन (exfoliation) के प्रति अधिक प्रतिरोधी बन सके।
एल्यूमिनियम 5083-H321 CNC मशीनिंग के लिए समुद्री (marine), डिफेंस, क्रायोजेनिक, और ट्रांसपोर्टेशन सेक्टर्स में प्रिसिजन पार्ट्स बनाने हेतु अत्यंत उपयुक्त है—जहाँ वेल्डेड या लोड-बेयरिंग असेंबलीज़ में लंबे समय तक मजबूती और जंग-प्रतिरोध महत्वपूर्ण होते हैं।
एल्यूमिनियम 5083-H321 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
एल्यूमिनियम (Al) | शेष | बेस मेटल, जंग-प्रतिरोध प्रदान करता है |
मैग्नीशियम (Mg) | 4.0–4.9 | मजबूती और समुद्री पानी में जंग-प्रतिरोध बढ़ाता है |
मैंगनीज़ (Mn) | 0.4–1.0 | टफनेस बढ़ाता है और फैटिग स्ट्रेंथ में सुधार करता है |
क्रोमियम (Cr) | 0.05–0.25 | जंग-प्रतिरोध और ग्रेन संरचना में सुधार करता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.40 | अवशिष्ट तत्व |
आयरन (Fe) | ≤0.40 | अवशिष्ट तत्व |
कॉपर (Cu) | ≤0.10 | अवशिष्ट तत्व |
जिंक (Zn) | ≤0.25 | अवशिष्ट तत्व |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 2.66 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन तापमान सीमा | 570–640°C | ASTM E299 |
थर्मल चालकता | 25°C पर 121 W/m·K | ASTM E1952 |
विद्युत चालकता | 20°C पर 28% IACS | ASTM B193 |
थर्मल विस्तार गुणांक | 25.3 µm/m·°C | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
लोच मापांक | 70 GPa | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (H321 टेम्पर)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
तन्य शक्ति | 305–340 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड शक्ति (0.2%) | 215–250 MPa | ASTM E8/E8M |
लंबाई वृद्धि | ≥10% | ASTM E8/E8M |
कठोरता | 85–95 HB | ASTM E10 |
फैटिग शक्ति | 110–130 MPa | ASTM E466 |
इम्पैक्ट प्रतिरोध | उत्कृष्ट | ASTM E23 |
एल्यूमिनियम 5083-H321 की प्रमुख विशेषताएँ
समुद्री जंग के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध (ASTM G31): लंबे समय तक नमकीन पानी के संपर्क के लिए डिज़ाइन किया गया, एल्यूमिनियम 5083-H321 एक अत्यंत स्थिर ऑक्साइड लेयर बनाता है और पिटिंग व इंटरग्रैन्युलर जंग का प्रभावी ढंग से प्रतिरोध करता है—यहाँ तक कि वेल्डेड संरचनाओं में भी।
एक्सफोलिएशन और SCC को रोकने हेतु स्टेबलाइज़्ड: H321 टेम्पर मोटी प्लेट और वेल्डेड जॉइंट्स में उत्कृष्ट स्ट्रेस कोरोजन क्रैकिंग प्रतिरोध देता है, तथा समुद्री वातावरण के लिए ASTM B928 और ASTM G66 मानकों को पूरा या उससे अधिक करता है।
न्यूनतम विकृति (distortion) के साथ उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी: MIG/TIG वेल्डिंग में 5356 फिलर मेटल के साथ बेहतरीन प्रदर्शन। वेल्डिंग के बाद, हीट-अफेक्टेड ज़ोन (HAZ) में मिश्रधातु अपनी मूल शक्ति का 90% से अधिक बनाए रखती है।
उत्कृष्ट क्रायोजेनिक प्रदर्शन: -200°C से नीचे बेहतर डक्टिलिटी और टफनेस प्रदर्शित करता है, इसलिए यह क्रायोजेनिक टैंकों और प्रणालियों के लिए उपयुक्त सामग्री है।
नॉन-हीट-ट्रीटेबल एलॉय, स्थिर आयामी नियंत्रण के साथ: ताकत हीट ट्रीटमेंट के बजाय कोल्ड वर्किंग और स्टेबलाइज़ेशन से प्राप्त होती है, जिससे बड़े पैमाने पर मशीन किए गए घटकों में स्थिरता बनी रहती है।
एल्यूमिनियम 5083-H321 के लिए CNC मशीनिंग चुनौतियाँ और समाधान
मशीनिंग चुनौतियाँ
वर्क हार्डनिंग व्यवहार: यदि बहुत आक्रामक कटिंग हो या टूल शार्प न हों, तो अत्यधिक बर्स और टूल वियर हो सकता है।
चिपकने वाली (adhesive) प्रकृति: अधिक तापमान या खराब चिप इवैक्यूएशन पर सामग्री टूल एज पर चिपक सकती है।
लंबे सेक्शनों में चिप कंट्रोल: बड़े प्लेट्स से मशीनिंग आम है, इसलिए चिपब्रेकर्स और कूलेंट ऑप्टिमाइज़ेशन आवश्यक होते हैं।
अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | कारण |
|---|---|---|
टूल सामग्री | TiAlN-कोटेड कार्बाइड या PCD टूल्स | लंबे कट्स में स्टिकिंग और वियर कम करता है |
ज्यामिति | बड़ा रेक एंगल, चिपब्रेकर्स | सर्फेस फिनिश और प्रभावी चिप रिमूवल को बढ़ावा देता है |
कटिंग स्पीड | 200–350 m/min | थर्मल डैमेज और टूल सॉफ्टनिंग से बचाता है |
फीड रेट | 0.10–0.30 mm/rev | सर्फेस फिनिश और थ्रूपुट का संतुलन |
कूलेंट | फ्लड या हाई-प्रेशर (30–50 bar) | सर्फेस क्वालिटी और आयामी सटीकता बनाए रखता है |
एल्यूमिनियम 5083-H321 कटिंग पैरामीटर्स (ISO 513 अनुपालन)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 200–280 | 0.20–0.30 | 2.0–3.5 | 30–50 (फ्लड) |
फिनिशिंग | 280–350 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | 40–60 (फ्लड/मिस्ट) |
एल्यूमिनियम 5083-H321 CNC पार्ट्स के लिए सतह उपचार
एनोडाइजिंग: टाइप II एनोडाइजिंग 10–25 µm डेकोरेटिव सुरक्षा देता है; हार्ड एनोडाइजिंग वियर प्रतिरोध के लिए 50 µm तक जोड़ सकती है।
पाउडर कोटिंग: समुद्री या आर्किटेक्चरल उपयोग हेतु 60–100 µm मोटी पॉलिएस्टर या एपॉक्सी कोटिंग्स।
इलेक्ट्रोपॉलिशिंग: लोड-बेयरिंग पार्ट्स की फैटिग प्रतिरोध क्षमता बढ़ाती है और जंग व्यवहार में सुधार करती है।
पैसिवेशन: प्री-ट्रीटमेंट की सफाई बेहतर करने के लिए एनोडाइजिंग या एलोडाइन के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है।
ब्रशिंग: Ra 1.0–1.6 µm मैट फिनिश प्रदान करती है, जो एस्थेटिक पैनल्स या एक्सपोज़्ड फ्रेम्स के लिए उपयुक्त है।
एलोडाइन कोटिंग: इलेक्ट्रॉनिक एनक्लोज़र्स और पेंटेड पार्ट्स के लिए MIL-DTL-5541-अनुपालक क्रोमेट कन्वर्ज़न कोटिंग।
UV कोटिंग: समुद्री और आउटडोर पार्ट्स को फेडिंग, डिसकलरेशन और वेदरिंग से बचाती है।
लैकर कोटिंग: डिस्प्ले-ग्रेड पार्ट्स के लिए एस्थेटिक ग्लॉस जोड़ती है और केमिकल रेसिस्टेंस बढ़ाती है।
एल्यूमिनियम 5083-H321 के औद्योगिक अनुप्रयोग
मरीन: CNC-मशीन्ड हुल संरचनाएँ, बल्कहेड्स, डेक पैनल्स और बैलास्ट टैंक्स—जिन्हें समुद्री पानी प्रतिरोध और वेल्डेड इंटीग्रिटी चाहिए।
डिफेंस: वाहन आर्मर, नेवल एनक्लोज़र्स और रडार हाउसिंग्स—जहाँ उच्च शक्ति और वेल्डेबिलिटी आवश्यक है।
क्रायोजेनिक सिस्टम्स: LNG टैंक कंपोनेंट्स, पाइपिंग फ्लैंजेस और सपोर्ट सिस्टम्स जो -150°C से नीचे ऑपरेट करते हैं।
परिवहन: हल्के ट्रेलर बॉडीज़, बैटरी एनक्लोज़र्स और ट्रक्स/रेलकार्स के लिए अंडरकैरिज सिस्टम्स।
औद्योगिक उपकरण: ऐसे CNC-मशीन्ड पार्ट्स जो एसिड्स, केमिकल्स या नम वातावरण के संपर्क में आते हैं—जैसे HVAC शेल्स और प्रेशर हाउसिंग्स।
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