เกรดของอลูมิเนียม พร้อมประโยชน์ที่น่ารู้ ใช้งานได้หลากหลาย

หากพูดถึงโลหะที่ถูกนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายทั้งในภาคอุตสาหกรรม และภาคครัวเรือนนั้น อลูมิเนียม (Aluminium) ถือได้ว่าเป็นโลหะชนิดหนึ่งที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก เนื่องจากอลูมิเนียมมีคุณสมบัติที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย ได้แก่ ความสามารถในการทนต่อความร้อน การกัดกร่อน และทนต่อการแตกหัก เป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบาอีกทั้งยังสามารถสะท้อนแสงและความร้อนได้ดี ส่วนมากถูกนำไปใช้งานตกแต่ง งานก่อสร้าง ตัวอย่างเช่น การทำฝ้า ประตู ราวกั้น หน้าต่าง และโครงสร้างต่างๆ ในภาคอุตสาหกรรมนั้นใช้สำหรับผลิตอลูมิเนียมผสม และผลิตภัณฑ์อลูมิเนียม ส่วนภาคครัวเรือนอลูมิเนียมได้ถูกนำมาใช้งานทดแทนการใช้ไม้ สำหรับงานตกแต่งบ้านและงานก่อสร้าง

อลูมิเนียมสามารถแบ่งเกรดได้จากหลักเกณฑ์ของส่วนผสม ซึ่งสามารถแบ่งเป็นเกณฑ์โดยการแทนสัญลักษณ์เกรดอลูมิเนียมขึ้นรูปด้วยตัวเลข 4 หลัก วิธีการแบ่งเกรดด้วยตัวเลขดังกล่าวถูกกำหนดขึ้นโดยสมาคมอลูมิเนียมแห่งสหรัฐอเมริกา

สัญลักษณ์การแสดงกลุ่มอลูมิเนียมแบบขึ้นรูป

• อลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99.00% แทนด้วย 1xxx
• Copper (Cu) ทองแดง แทนด้วย 2xxx
• Manganese (Mn) แมงกานีส แทนด้วย 3xxx
• Silicon (Si) ซิลิกอน แทนด้วย 4xxx
• Magnesium (Mg) แมกนีเซียม และ Silicon (Si) ซิลิกอน แทนด้วย 6xxx
• Zinc (Zn) สังกะสี แทนด้วย 7xxx
• ธาตุอื่นๆ เช่น Nickel (Ni) นิเกิล , Titanium (Ti) ไททาเนียม, Chromium (Cr)โครเมียม, Bismuth (Bi) บิสมัท และ Lead (Pb) ตะกั่ว แทนด้วย 8xxx
• 9xxx หมายถึง ยังไม่มีใช้

หลักที่ 1 ในการแสดงหมวดหมู่ของโลหะผสม ตัวเลขหลักแรกถือว่าเป็นสัญลักษณ์ที่มีความสำคัญมากที่สุดใน 8 กลุ่ม ตัวอย่างเช่น 1xxx แทนถึงโลหะอลูมิเนียมหมวดที่มีความบริสุทธิ์มากกว่าร้อยละ 99.00 โดยน้ำหนัก

หลักที่ 2 ตัวเลขหลักนี้เป็นหลักที่ใช้แทนถึงโลหะอลูมิเนียมที่ถูกเปลี่ยนแปลงปริมาณโดยการนำไปผสมเข้ากับโลหะชนิดอื่นๆ ตัวอย่างเช่น 2024 มีสัดส่วนของส่วนผสมคือ 4.5Cu, 1.5Mg, 0.5Si และ 0.1Cr เมื่อเปลี่ยนตัวเลขเป็น 2218 ปริมาณสัดส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็น 4.0Cu, 2.0Ni, 1.5Mg และ 0.2Si ซึ่งเป็นการผสมด้วย Ni แทนการใช้ Cr

หลักที่ 3 และ 4 เป็นตัวเลขชี้แสดงถึงชนิดย่อยของโลหะผสมชนิดเดียวกัน ในปริมาณสัดส่วนของส่วนผสมที่มีค่าต่างกัน ตัวอย่างเช่น 2014 มีสัดส่วนของส่วนผสมคือ 4.4Cu, 0.8Si, 0.8Mn และ 0.4Mg เมื่อเปลี่ยนตัวเลขเป็น 2017 ปริมาณสัดส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็น 4.0Cu, 0.8Si, 0.5Mn และ 0.1Cr

อลูมิเนียมที่ถูกนำมาใช้งานในด้านการค้านั้น มากกว่า 99%เป็นอลูมิเนียมบริสุทธิ์ที่มีความบริสุทธิ์อยู่ในช่วง 99.30%-99.70% ซึ่งวัสดุในช่วงดังกล่าวเหมาะสำหรับนำมาทำแผ่นสะท้อนแสง และเป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดีสำหรับงานในด้านไฟฟ้า

อลูมิเนียมผสมทองแดง (2xxx) เป็นอลูมิเนียมที่ถูกผสมด้วยทองแดง เหมาะสำหรับการถูกนำไปใช้งานทางด้านความร้อน ซึ่งทองนั้นแดงสามารถละลายได้ในอลูมิเนียมสูงสุดที่ 5.65% ณ อุณหภูมิ 548 องศาเซลเซียส และความสามารถในการละลายจะลดลงเมื่อมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น โดย ณ อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส ความสามารถในการละลายของทองแดงจะลดลงเหลือประมาณ 0.5%

อลูมิเนียมผสมแมงกานีส (3xxx) เป็นอลูมิเนียมที่ถูกผสมเข้ากับแร่แมงกานีส ซึ่งหากเพิ่มแร่แมงกานีสที่ 1.2% จะได้วัสดุโลหะผสมที่ค่อนข้างมีความแข็งแรง เหมาะสำหรับนำไปใช้งานในด้านการผลิตโครงสร้างที่ต้องการความทนทาน

อลูมิเนียมผสมซิลิกอน (4xxx) ส่วนมากพบในรูปอลูมิเนียมผสม ที่ถูกผสมพร้อมกันด้วยแร่ซิลิกอน และแร่อื่นๆ ในอัตราส่วนน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมผสมที่มีอัตราส่วน ซิลิกอน 11.0-13.5% ทองแดง 0.5-1.3% สังกะสี 0.5% เหล็ก 1% แมกนีเซียม 0.8-1.3% และนิกเกิล 0.5-1.3% เหมาะในการนำไปใช้สำหรับงานที่ต้องการการทนทานต่อความร้อน ได้แก่ ลูกสูบ กระบอกสูบ ห้องเครื่องและก้านสูบ เป็นต้น

อลูมิเนียมผสมแมกนีเซียม (5xxx) เป็นอลูมิเนียมที่ผสมเข้ากับแร่แมกนีเซียม โดยที่ส่วนมากแล้วมักใช้แร่อื่นๆ ผสมร่วมกัน เนื่องจากแร่แมกนีเซียมมีความสามารถในการละลายรวมถึงการหลอมรวมกับอลูมิเนียมต่ำ หากนำมาใช้เป็นส่วนผสมมากจะทำให้วัสดุเปราะ แตกหักได้ง่ายและแข็ง จึงสามารถพบอลูมิเนียมที่ผสมเข้ากับแมกนีเซียมในอัตราส่วนที่มากได้ค่อนข้างน้อย

อลูมิเนียมผสมแมกนีเซียมกับซิลิกอน (6xxx) เป็นอลูมิเนียมผสมที่มีสัดส่วนและปริมาณโดยทั่วไป คือ แมกนีเซียม 0.6-1.2% และซิลิกอน 0.4-1.3% ซึ่งถือว่าเป็นส่วนผสมที่มีอัตราส่วนน้อย โดยโลหะผสมดังกล่าวสามารถทำการเพิ่มความแข็งแรงด้วยการเติมสัดส่วนของโครเมียมหรือทองแดงเข้าไปได้

อลูมิเนียมผสมสังกะสี (7xxx)เป็นอลูมิเนียมผสมที่ถูกนำมาผสมเข้ากับแร่สังกะสี รวมทั้งแร่อื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย ได้แก่ แมกนีเซียม เป็นกลุ่มอลูมิเนียมที่มีคุณสมบัติเด่นในด้านความแข็งแรงและมีความทนทานสูง จึงมักถูกนำไปใช้ในงานด้านการผลิตยานอวกาศ และโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่ เป็นต้น

อลูมิเนียมผสมแร่อื่นๆ (8xxx) เป็นอลูมิเนียมที่ถูกนำมาผสมเข้ากับแร่ผสมชนิดอื่นๆ นอกเหนือจากที่ได้กล่าวไปข้างต้น ได้แก่ โครเมียม นิกเกิล บิสมัท ตะกั่วและไททาเนียม

ประโยชน์อลูมิเนียม

1. ด้านการก่อสร้าง

เนื่องจากอลูมิเนียมเป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบา มีคุณสมบัติคงทน สามารถนำไปใช้งานทดแทนเหล็กและไม้ได้เป็นอย่างดีอลูมิเนียมจึงได้ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุตกแต่งในงานต่างๆ รวมถึงใช้เป็นโครงสร้าง ทั้งโครงสร้างเสา โครงสร้างสำหรับใช้ในการประกอบประตู หน้าต่าง บันได ราวกั้น รั้วและอื่นๆ

2. ด้านการขนส่ง

เนื่องจากคุณสมบัติที่โดดเด่นของอลูมิเนียมคือ มีน้ำหนักเบา และไม่เกิดสนิม มีอายุการใช้งานที่ค่อนข้างยาวหากเทียบกับวัสดุชนิดอื่นๆ และสามารถทนต่อแรงกดแรงกระแทกได้มาก อลูมิเนียมจึงมักถูกนำมาใช้งานเป็นโครงสร้างสำหรับอุตสาหกรรมรถยนต์ ใช้เป็นชื้นส่วนรถยนต์ รถไฟ เครื่องบิน และยานพาหนะอื่นๆ

3. ด้านการบรรจุภัณฑ์

อลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนและทนต่อความร้อนได้ดี ไม่เกิดสนิม และทำปฏิกิริยากับอาหารหรือสารเคมีต่างๆได้ยาก จึงนิยมนำถูกมาผลิตเป็นภาชนะสำหรับการประกอบอาหารและเป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับบรรจุอาหาร  ได้แก่ กระป๋องบรรจุอาหาร กระทะ จาน ชาม หม้อ และฟอยล์ครอบอาหาร เป็นต้น

4. ด้านอุตสาหกรรมไฟฟ้า

อลูมิเนียมเป็นวัสดุที่สามารถนำไฟฟ้าได้ดี มีความคงทน มีน้ำหนักเบาและไม่เกิดสนิม จึงถูกพิจารณานำมาใช้สำหรับทำสายไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และส่วนประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์