A5052 เทียบเท่า: อ่านเกรดอะลูมิเนียม JIS เทียบ AA/ASTM/TIS

แบบจากญี่ปุ่นมาถึงโรงงาน ในช่องวัสดุ (zaishitsu / title block) เขียนว่า A5052P-H34 ส่วนใบเสนอราคาจากซัพพลายเออร์ระบุ A6061P-T651 ทั้งสองคือสัญลักษณ์ของ JIS (มาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น) สำหรับอะลูมิเนียมรีดและอัดรีด (wrought aluminum) ซึ่งตรงกับระบบเลขเกรดและ temper ที่ใช้กับมาตรฐาน ASTM ค่อนข้างมาก เช่น A5052P-H34 คือแผ่น 5052-H34 ซึ่งฝั่งอเมริกามักสั่งตาม ASTM B209

เลขเกรดใช้ร่วมกันได้โดยตรง แต่มาตรฐานผลิตภัณฑ์และค่าต่ำสุดของสมบัติเชิงกลเป็นของ JIS เอง บทความนี้อธิบายวิธีอ่านสัญลักษณ์อะลูมิเนียม JIS มีตารางเทียบ AA, UNS, EN, ASTM และ มอก. (TIS) เปรียบเทียบ A5052, A6061, A7075 และปิดท้ายด้วยรายการที่ควรยืนยันกับฝั่งญี่ปุ่นก่อนเปลี่ยนไปใช้วัสดุที่หาได้ในไทย

สารบัญ

1. วิธีอ่านสัญลักษณ์อะลูมิเนียม JIS: แยกส่วน A5052P-H32
2. ตารางเทียบด่วน: เกรดอะลูมิเนียม JIS กับเกรดที่ใกล้เคียง
3. ซีรีส์ 1000 ถึง 7000: ชุบแข็งด้วยความร้อนได้ และชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้
4. เปรียบเทียบ A5052, A6061 และ A7075 ในภาพรวม
5. Temper: H32 และ T6 เปลี่ยนวัสดุอย่างไร
6. เลือกตามความแข็งแรง น้ำหนัก และความแข็งเกร็ง
7. เลือกตามการเชื่อม
8. เลือกตามผิวงาน การตัดเฉือน และรูปทรงผลิตภัณฑ์
9. ผังตัดสินใจ: เริ่มจากเกรดไหนดี
10. นำไปใช้ได้ทันที: สิ่งที่ต้องยืนยันก่อนเปลี่ยนวัสดุ
11. ข้อจำกัดของบทความนี้
12. สรุป
13. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
14. แหล่งอ้างอิง

วิธีอ่านสัญลักษณ์อะลูมิเนียม JIS: แยกส่วน A5052P-H32

ในโรงงานญี่ปุ่น เลข 4 หลักของเกรดเรียกว่า bante (เลขเกรดโลหะผสม) JIS สร้างสัญลักษณ์ผลิตภัณฑ์รอบเลขนี้ ตัว "A" ข้างหน้าหมายถึงอะลูมิเนียม ตัวอักษรหลังเลขบอกรูปทรงผลิตภัณฑ์ และรหัสหลังขีดคือ temper (สภาพการแข็งตัว) ซึ่งภาษาญี่ปุ่นเรียกว่า shitsubetsu

เลข 4 หลักเป็นเลขโลหะผสมที่จดทะเบียนระหว่างประเทศ สมาคมอะลูมิเนียมญี่ปุ่น (JAA) ระบุว่า ถ้า JIS A5052 กับ EN AW-5052 ของยุโรปมีเลข 4 หลักเหมือนกัน องค์ประกอบทางเคมีก็เหมือนกันทุกประการ Aluminum Association (AA) ของสหรัฐฯ เป็นผู้เก็บทะเบียนเลขเหล่านี้ ดังนั้น JIS A5052 ก็คือ AA 5052 ที่มีตัว A ของ JIS นำหน้า วิธีอ่านนี้ใช้ได้ทั้งกับแบบจากญี่ปุ่นและ Mill Certificate จากต่างประเทศ

รูปที่ 1: วิธีอ่าน "A5052P-H32"

อ่านจากซ้ายไปขวา จะบอกว่าเป็นอะลูมิเนียม ตระกูลโลหะผสม รูปทรงผลิตภัณฑ์ และวิธีทำให้แข็งแรง

Aอะลูมิเนียมตัวนำหน้าที่ใช้เฉพาะใน JIS

5ตระกูลโลหะผสม5 = Al-Mg บอกธาตุผสมหลัก

0การปรับสูตร0 = สูตรดั้งเดิม, 1–9 = สูตรที่ปรับปรุง

52เลขระบุเกรดในโลหะผสมไม่มีความหมายเฉพาะ ในอะลูมิเนียมบริสุทธิ์คือความบริสุทธิ์

Pรูปทรงผลิตภัณฑ์P = แผ่น แถบ หรือแผ่นกลม

H32Temperแข็งตัวจากการแปรรูปแล้วทำให้เสถียร ระดับ 1/4 แข็ง

ที่มา: Japan Aluminium Association "About Aluminum", JIS H 0001 เลข 4 หลัก (5052) เป็นเลขโลหะผสมที่จดทะเบียนระหว่างประเทศ ใช้ร่วมกับมาตรฐานนอกญี่ปุ่นได้

เลข 4 หลัก: ตระกูล การปรับสูตร และเลขระบุเกรด

หลักแรกสำคัญที่สุด เลข 1 คืออะลูมิเนียมบริสุทธิ์ ส่วน 2 ถึง 8 บอกธาตุผสมหลัก ดังนั้น ดูหลักแรกก็รู้ลักษณะกว้าง ๆ ของโลหะผสมนั้นแล้ว เลข 5 คือโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียม ส่วนเลข 6 คือโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียม-ซิลิคอน

หลักที่สองบอกว่าเป็นสูตรปรับปรุงหรือไม่ เลข 0 คือสูตรดั้งเดิม เลข 1–9 คือสูตรที่ปรับปรุงและเรียงตามลำดับการจดทะเบียน เช่น สูตรปรับปรุงของ 2024 คือ 2124, 2224 และ 2324

ในโลหะผสม สองหลักท้ายเป็นเลขระบุเกรดที่ไม่มีความหมายเฉพาะ ข้อยกเว้นคืออะลูมิเนียมบริสุทธิ์ (ซีรีส์ 1000) ที่สองหลักท้ายบอกความบริสุทธิ์หลังจุดทศนิยม 1050 คือบริสุทธิ์ตั้งแต่ 99.50% ขึ้นไป และ 1070 คือ 99.70% ขึ้นไป

โลหะผสมที่พัฒนาในญี่ปุ่นจะมีตัว "N" อยู่ในเลข เช่น 6N01 ที่ใช้กับตัวรถไฟและงานอื่น ซึ่งภายหลังจดทะเบียนระหว่างประเทศเป็น 6005C ถ้าเห็นเกรดที่มี N เช่น 6N01 หรือ 7N01 ในแบบญี่ปุ่น แปลว่าเป็นเกรดเฉพาะของญี่ปุ่น

ตัวอักษรหลังเลขเกรด: รูปทรงผลิตภัณฑ์

ตัวอักษร 1–3 ตัวหลังเลขเกรดบอกรูปทรงผลิตภัณฑ์ ซึ่งสัมพันธ์กับวิธีผลิตด้วย รหัสที่พบบ่อยมีดังนี้

• P: แผ่นบาง แผ่นหนา แถบ หรือแผ่นกลม (PS คือชั้นพิเศษ)
• BE: แท่งอัดรีด / BD: แท่งดึง (drawn bar)
• S: โปรไฟล์อัดรีด (หน้าตัดแบบวงกบหน้าต่างหรือโครงเฟรม)
• W: ลวดดึง / TE, TD: ท่ออัดรีด/ท่อดึงแบบไร้ตะเข็บ
• FD: งานตีขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ / H: ฟอยล์

ตัว "S" ท้ายรหัส (เช่น BES, BDS) หมายถึงชั้นพิเศษที่มีค่าพิกัดความเผื่อขนาดแคบกว่า เลขเกรดเดียวกันแต่ตัวอักษรรูปทรงต่างกัน คือผลิตภัณฑ์ตามมาตรฐานคนละฉบับ และใช้ JIS คนละฉบับ

• แผ่นบาง แถบ และแผ่นหนา: JIS H 4000
• แท่งและลวด: JIS H 4040
• โปรไฟล์อัดรีด: JIS H 4100

ฝั่ง ASTM ก็แบ่งมาตรฐานตามรูปทรงผลิตภัณฑ์เช่นกัน ตัวอักษรรูปทรงจึงบอกได้ว่าควรเทียบกับมาตรฐาน ASTM ฉบับไหน

ตารางเทียบด่วน: เกรดอะลูมิเนียม JIS กับเกรดที่ใกล้เคียง

สำหรับเกรดรีดและอัดรีดทั่วไป ตัดตัว "A" ออกก็ได้เลข AA ตารางด้านล่างเพิ่มเลข UNS และ EN ที่ตารางเทียบทั่วไปจับคู่ไว้

เกรด JIS	เกรด AA	UNS	EN	ประเภท
A5052	5052	A95052	EN AW-5052 (AlMg2.5)	ชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้
A5083	5083	A95083	EN AW-5083	ชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้
A6061	6061	A96061	EN AW-6061 (AlMg1SiCu)	ชุบแข็งด้วยความร้อนได้
A6063	6063	A96063	EN AW-6063	ชุบแข็งด้วยความร้อนได้
A7075	7075	A97075	EN AW-7075 (AlZn5.5MgCu)	ชุบแข็งด้วยความร้อนได้
6N01 (เกรดจากญี่ปุ่น)	6005C (จดทะเบียนระหว่างประเทศภายหลัง)	ควรยืนยัน	ควรยืนยัน	ชุบแข็งด้วยความร้อนได้

มาตรฐานผลิตภัณฑ์: JIS ฉบับไหนตรงกับ ASTM และ มอก.

เลขเกรดไม่ได้บอกว่าวัสดุผลิตตามมาตรฐานใด สำหรับ JIS สามฉบับหลัก มาตรฐาน ASTM ที่ขอบเขตใกล้เคียงที่สุดและ มอก. (TIS) ที่พบว่าเกี่ยวข้อง มีดังนี้

รูปทรงผลิตภัณฑ์	มาตรฐาน JIS (ตัวอักษรรูปทรง)	ASTM ที่ใกล้เคียงที่สุด	มอก. (TIS) ที่เกี่ยวข้อง
แผ่นบาง แถบ และแผ่นหนา	JIS H 4000 Aluminium and aluminium alloy sheets, strips and plates (P)	ASTM B209 (นิ้ว-ปอนด์) / B209M (เมตริก) Aluminum and Aluminum-Alloy Sheet and Plate	มอก. 331 อะลูมิเนียมทรงแบนรีดเย็นสำหรับงานทั่วไปและงานขึ้นรูป (ขอบเขตใกล้เคียง ควรตรวจฉบับปัจจุบัน)
แท่งและลวด	JIS H 4040 Aluminium and aluminium alloy bars and wires (BE, BD, W)	ASTM B221 สำหรับแท่ง เส้น และลวดอัดรีด / ASTM B211 สำหรับแท่ง เส้น และลวดรีดหรือผ่านการแต่งผิวเย็น	ยังไม่ได้ยืนยัน ควรสอบถามซัพพลายเออร์
โปรไฟล์อัดรีด	JIS H 4100 Aluminium and aluminium alloy extruded profiles (S)	ASTM B221 Aluminum and Aluminum-Alloy Extruded Bars, Rods, Wire, Profiles, and Tubes	มอก. 284 อะลูมิเนียมเจืออัดรีดขึ้นรูป (ครอบคลุมเกรดอย่าง 6061, 6063 ตามที่ระบุในฉบับ 2560)

เมื่อรวมเกรด รูปทรง และ temper เข้าด้วยกัน สัญลักษณ์ที่พบในแบบญี่ปุ่นอ่านได้ดังนี้

ที่เขียนในแบบญี่ปุ่น	อ่านเป็น	ASTM ที่ใกล้เคียงที่สุด
A5052P-H32	แผ่น 5052-H32	ASTM B209
A5052P-H34	แผ่น 5052-H34	ASTM B209
A6061P-T6 / A6061P-T651	แผ่น 6061-T6 / 6061-T651	ASTM B209
A6061BE-T6	แท่งอัดรีด 6061-T6	ASTM B221
A6061BD-T6	แท่งดึง 6061-T6	ASTM B211
A7075P-T651	แผ่นหนา 7075-T651	ASTM B209
A6063S (temper ตามที่ระบุ)	โปรไฟล์อัดรีด 6063	ASTM B221

A5052-H32 กับ 5052-H32: ใกล้เคียงกัน แต่ไม่เหมือนกันทุกค่า

องค์ประกอบเคมีตรงกัน แต่แต่ละมาตรฐานกำหนดขีดจำกัดสมบัติเชิงกลและช่วงความหนาของตัวเอง ความต่างมีน้อย จึงมักถูกมองข้าม

สมบัติ	JIS H 4000	ASTM B209
5052-H32 ความต้านแรงดึง	215–265 MPa (ความหนาเกิน 1.3 ถึง 2.9 mm)	31.0–38.0 ksi (ประมาณ 214–262 MPa)
5052-H32 ความเค้นพิสูจน์ 0.2% (yield) ขั้นต่ำ	155 MPa ใช้เฉพาะเมื่อผู้สั่งซื้อร้องขอ	23.0 ksi (ประมาณ 159 MPa)
5052-H34 ความต้านแรงดึง	235–285 MPa	34.0–41.0 ksi (ประมาณ 234–283 MPa)
6061-T6 ความต้านแรงดึง ขั้นต่ำ	295 MPa (ความหนาเกิน 0.5 ถึง 6.5 mm)	42 ksi (ประมาณ 290 MPa)
6061-T6 ความเค้นพิสูจน์ 0.2% ขั้นต่ำ	245 MPa (ช่วงความหนาเดียวกัน)	35 ksi (ประมาณ 241 MPa)

มีสองประเด็น ประเด็นแรก ค่าต่ำสุดของ JIS สำหรับ 6061-T6 สูงกว่าค่า ASTM ที่อ้างกันทั่วไปเล็กน้อย วัสดุที่รับรองตาม B209 อย่างเดียวจึงยังไม่พิสูจน์ว่าผ่านค่าของ JIS

ประเด็นที่สอง สำหรับ A5052P ค่า yield ของ JIS ใช้เฉพาะเมื่อผู้สั่งซื้อร้องขอ ถ้า yield สำคัญต่อการออกแบบ ให้ตกลงกับฝั่งญี่ปุ่นว่าต้องระบุและรายงานใน Mill Certificate (ในญี่ปุ่นมักเรียก mill sheet) หรือไม่

ซีรีส์ 1000 ถึง 7000: ชุบแข็งด้วยความร้อนได้ และชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้

รูปที่ 2: อะลูมิเนียมผสมรีดและอัดรีด 7 ซีรีส์

แบ่งเป็นสองกลุ่มตามวิธีที่ทำให้แข็งแรง

ชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้: เพิ่มความแข็งแรงด้วยการแปรรูปเย็น เช่น การรีด

ซีรีส์ 1000อะลูมิเนียมบริสุทธิ์บริสุทธิ์ตั้งแต่ 99% นำไฟฟ้า นำความร้อน และทนการกัดกร่อนดีเยี่ยม แต่ความแข็งแรงต่ำ ใช้ทำฮีตซิงก์ แผ่นสะท้อน

ซีรีส์ 3000Al-Mn3003 แข็งแรงกว่า 1100 ประมาณ 10% ใช้ทำภาชนะ หลังคา กระป๋องเครื่องดื่ม

ซีรีส์ 4000Al-Siจุดหลอมเหลวต่ำ ใช้ทำลวดเชื่อม โลหะเติมสำหรับบัดกรีแข็ง (brazing) ลูกสูบ

ซีรีส์ 5000Al-Mgทนการกัดกร่อนและเชื่อมง่าย เช่น 5052, 5083 ใช้ทำงานแผ่นโลหะ เรือ

ชุบแข็งด้วยความร้อนได้: เพิ่มความแข็งแรงด้วย solution treatment และ aging

ซีรีส์ 2000Al-Cuดูราลูมิน (2017) และเกรดอื่น แข็งแรงสูง แต่ทนการกัดกร่อนน้อยกว่า

ซีรีส์ 6000Al-Mg-Si6061, 6063 สมดุลระหว่างความแข็งแรงกับการทนการกัดกร่อน ใช้ทำโครงสร้าง วงกบหน้าต่าง

ซีรีส์ 7000Al-Zn-Mg7075 และเกรดอื่น อยู่ในกลุ่มที่แข็งแรงที่สุดของอะลูมิเนียมผสม ใช้ในอากาศยาน

อื่น ๆ

ซีรีส์ 8000โลหะผสมอื่น ๆโลหะผสม Al-Fe สำหรับฟอยล์ โลหะผสม Al-Li และอื่น ๆ

ที่มา: Japan Aluminium Association "About Aluminum" ซีรีส์ 8000 คือ "โลหะผสมอื่น ๆ" ที่ไม่อยู่ในซีรีส์ 1 ถึง 7

JAA แบ่งอะลูมิเนียมผสมเป็น 2 กลุ่ม กลุ่มแรกคือชนิดรีดและอัดรีด (wrought) ที่ขึ้นรูปด้วยการรีดหรืออัดรีด กลุ่มที่สองคือชนิดหล่อ (casting) ที่หลอมแล้วเทลงแม่พิมพ์ มีเฉพาะชนิด wrought ที่ใช้เลข 4 หลัก

ชนิด wrought แบ่งต่ออีกเป็น ชนิดชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้ ซึ่งเพิ่มความแข็งแรงด้วยการแปรรูปเย็น และชนิดชุบแข็งด้วยความร้อนได้ ซึ่งเพิ่มความแข็งแรงด้วยการอบ การแบ่งนี้กำหนดว่าจะเจอรหัส temper แบบไหน และรอยเชื่อมจะทำให้เสียความแข็งแรงมากแค่ไหน

ชนิดชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้ (ซีรีส์ 1000, 3000, 4000 และ 5000)

กลุ่มนี้ได้ความแข็งแรงจากการแข็งตัวจากการแปรรูป (work hardening) เช่น การรีด และความร้อนจะทำให้อ่อนลง ซีรีส์ 5000 ทนการกัดกร่อนและเชื่อมได้ดี จึงมีหลายเกรดและใช้งานได้กว้าง

ความแข็งแรงของซีรีส์ 5000 เพิ่มตามปริมาณแมกนีเซียม 5052 ซึ่งมีแมกนีเซียมปานกลาง ใช้กับงานแผ่นโลหะและยานพาหนะ ส่วน 5083 ที่มีแมกนีเซียมประมาณ 4.5–5% แข็งแรงที่สุดในกลุ่มที่ชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้ ใช้กับโครงสร้างเชื่อม เช่น เรือและถัง LNG

ชนิดชุบแข็งด้วยความร้อนได้ (ซีรีส์ 2000, 6000 และ 7000)

กลุ่มนี้ให้ความร้อนเพื่อละลายธาตุผสม แล้วทำให้เย็นเร็ว จากนั้นอบบ่ม (aging) ให้เกิดตะกอนละเอียดที่เพิ่มความแข็งแรง ดูราลูมินซีรีส์ 2000 แข็งแรงเทียบเหล็กได้ แต่มีทองแดงสูงจึงทนการกัดกร่อนต่ำ ในสภาพแวดล้อมรุนแรงต้องมีการป้องกันการกัดกร่อน

ซีรีส์ 6000 สมดุลระหว่างความแข็งแรงกับการทนการกัดกร่อน ตัวอย่างคือ 6063 ที่ใช้มากกับวงกบอะลูมิเนียม และ 6061 ที่ yield ใกล้เคียงเหล็กโครงสร้าง ส่วนซีรีส์ 7000 มีทั้งเกรดที่มีทองแดง เช่น 7075 ซึ่งอยู่ในกลุ่มที่แข็งแรงที่สุด และเกรดที่ไม่มีทองแดงสำหรับโครงสร้างเชื่อม เช่น 7N01

อะลูมิเนียมหล่อและไดแคสต์: ระบบรหัสแยกต่างหาก

ชิ้นงานไดแคสต์ที่พบมากในชิ้นส่วนเครื่องยนต์และตัวเรือน ใช้รหัสอีกแบบ เช่น ADC12 อะลูมิเนียมหล่อไม่มีระบบจดทะเบียนระหว่างประเทศแบบเดียวกับชนิด wrought รหัสจึงต่างกันไปในแต่ละประเทศ

ADC12 (JIS H 5302) มักถูกเทียบกับ 383 / A383 แต่ตารางที่เผยแพร่ไม่ตรงกัน และช่วงองค์ประกอบก็ต่างกัน จึงควรยืนยันเกรดที่ใกล้เคียงกับฝั่งญี่ปุ่น ชิ้นงานที่ตัดเฉือนจากแผ่นหรือแท่ง กับชิ้นงานที่หล่อขึ้นรูป เป็นระบบวัสดุคนละระบบกัน

เปรียบเทียบ A5052, A6061 และ A7075 ในภาพรวม

A5052, A6061 และ A7075 คือสามเกรดที่พบบ่อยที่สุดในชิ้นส่วนเครื่องจักร โครงอุปกรณ์ และ jig ทั้งสามอยู่คนละซีรีส์และได้ความแข็งแรงคนละวิธี จึงเริ่มจากดูภาพรวมก่อน

รูปที่ 3: A5052 เทียบกับ A6061 และ A7075

ยิ่งแข็งแรงมาก การเชื่อมและการทนการกัดกร่อนยิ่งมีข้อจำกัดมากขึ้น

A5052

A6061

A7075

ซีรีส์

5000 (Al-Mg)
ชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้

6000 (Al-Mg-Si)
ชุบแข็งด้วยความร้อนได้

7000 (Al-Zn-Mg-Cu)
ชุบแข็งด้วยความร้อนได้

ธาตุผสมหลัก

Mg 2.2–2.8%

Mg 0.8–1.2%, Si 0.40–0.8%, Cu เล็กน้อย

Zn 5.1–6.1%, Mg 2.1–2.9%, Cu 1.2–2.0%

Temper ที่ใช้บ่อย

H32, H34

T6, T651

T6, T651

ความแข็งแรง

ปานกลาง

สูง (yield ใกล้เคียงเหล็กโครงสร้าง)

อยู่ในกลุ่มสูงสุดของอะลูมิเนียมผสม

การทนการกัดกร่อน

ดี ทนน้ำทะเลได้ดีเยี่ยม

ดี

ต่ำกว่า

การเชื่อม

เหมาะ

เชื่อมได้ แต่ความแข็งแรงของรอยต่อลดลง

เชื่อมอาร์กแล้วแตกร้าวง่าย

การใช้งานหลัก

งานแผ่นโลหะทั่วไป เรือ ยานพาหนะ งานก่อสร้าง

โครงสร้าง ยานพาหนะ ชิ้นส่วนเครื่องจักร

อากาศยาน อุปกรณ์กีฬา ชิ้นส่วนความแข็งแรงสูง

ช่วงองค์ประกอบตาม JIS H 4000 สมบัติตาม Japan Aluminium Association "About Aluminum" และหมายเหตุสมบัติและตัวอย่างการใช้งานใน JIS H 4000 และ H 4040

ตารางถัดไปย่อให้เหลือความแข็งแรง การเชื่อม และเหตุผลในการเลือกแต่ละเกรด

	A5052	A6061	A7075
ซีรีส์	5000 (Al-Mg)	6000 (Al-Mg-Si)	7000 (Al-Zn-Mg-Cu)
วิธีเพิ่มความแข็งแรง	แปรรูปเย็น (H32, H34)	อบชุบความร้อน (T6)	อบชุบความร้อน (T6)
ความต้านแรงดึงของแผ่น (JIS)	215–265 MPa (H32)	ขั้นต่ำ 295 MPa (T6)	ขั้นต่ำ 540 MPa (T6)
การทนการกัดกร่อน	ดี รวมถึงน้ำทะเล	ดี	ต่ำกว่า
การเชื่อม	เหมาะ	เชื่อมได้ แต่บริเวณรอยเชื่อมเสียความแข็งแรง	เชื่อมอาร์กแล้วแตกร้าวง่าย
เลือกเมื่อ	งานแผ่นโลหะและชิ้นงานเชื่อม	โครงสร้างยึดด้วยสลักเกลียวและชิ้นส่วนเครื่องจักร	ส่วนที่ต้องการความแข็งแรงสูงสุด

JAA เรียก A5052 ว่า "เกรดตัวแทนที่สุด" ของตน เป็นเกรดความแข็งแรงปานกลาง ความล้า (fatigue strength) สูงเมื่อเทียบกับความแข็งแรงสถิต และทนน้ำทะเลได้ดี จึง เป็นตัวเลือกแรกที่นึกถึง เมื่อไม่มีเหตุผลพิเศษให้เลือกอย่างอื่น

A6061 เป็นเกรดชุบแข็งด้วยความร้อนได้ที่มีทองแดงเพิ่มเล็กน้อย การอบ T6 ทำให้ได้ yield ค่อนข้างสูง ส่วน A7075 พัฒนาในญี่ปุ่น และที่นั่นเป็นที่รู้จักในชื่อ ซุปเปอร์ดูราลูมินพิเศษ (chō-chō-jurarumin, "extra super duralumin") แข็งแรงที่สุดกลุ่มหนึ่งของอะลูมิเนียมผสม แต่ในสามเกรดนี้มีข้อจำกัดเรื่องการทนการกัดกร่อนและการเชื่อมมากที่สุด

รูปที่ 4: ความต้านแรงดึงและ yield ของแผ่น (JIS H 4000)

JIS รับประกันความต้านแรงดึงของแผ่น A7075-T6 มากกว่า A5052-H32 เกินสองเท่า

ความต้านแรงดึงYield (0.2%)

A5052-H32ความหนาเกิน 1.3 ถึง 2.9 mm

215–265 MPa

ขั้นต่ำ 155

A6061-T6ความหนาเกิน 0.5 ถึง 6.5 mm

ขั้นต่ำ 295

ขั้นต่ำ 245

A7075-T6ความหนาเกิน 1.5 ถึง 3.0 mm

ขั้นต่ำ 540

ขั้นต่ำ 470

ค่าจาก JIS H 4000 (แผ่นบาง แถบ และแผ่นหนา) ตารางที่ 3 เปลี่ยนไปตามช่วงความหนา ค่า yield ของ A5052P ใช้เฉพาะเมื่อผู้สั่งซื้อร้องขอ ค่าจริงให้ตรวจใน Mill Certificate

เมื่อเปรียบเทียบตัวเลข ต้องเทียบ temper และช่วงความหนาให้ตรงกันทั้งสองอย่าง A5052 สภาพอบอ่อน (O temper) กับ A5052-H34 มีความแข็งแรงต่างกันมาก และแม้ temper เดียวกัน ค่ากำหนดก็เปลี่ยนไปตามช่วงความหนา

Temper: H32 และ T6 เปลี่ยนวัสดุอย่างไร

รูปที่ 5: รหัส temper พื้นฐานและตัวอย่างที่พบบ่อย

รหัส temper บอกว่าการทำอะไรที่กำหนดสภาพของวัสดุที่ผลิตมา

F: สภาพตามที่ผลิตไม่มีการควบคุมพิเศษเรื่องการแข็งตัวจากการแปรรูปหรือการอบชุบความร้อน

กระบวนการที่กำหนดสภาพ

O: อบอ่อนสภาพอ่อนที่สุด เหมาะกับชิ้นงานที่ดัดหรือดึงลึกรุนแรง

H: แข็งตัวจากการแปรรูปใช้กับเกรดชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้ H32 = แข็งตัวจากการแปรรูป ทำให้เสถียร ระดับ 1/4 แข็ง

T: อบชุบความร้อนใช้กับเกรดชุบแข็งด้วยความร้อนได้ T6 = solution heat treatment แล้วอบบ่มเทียม

ตัวเลขหลังที่สองต่อจาก H คือระดับความแข็ง (2 = 1/4 แข็ง, 4 = 1/2 แข็ง, 6 = 3/4 แข็ง, 8 = แข็งเต็มที่) T651 คือ T6 ที่เพิ่มขั้นตอนดึงยืดเพื่อลดความเค้นตกค้าง

ที่มา: JIS H 0001 (รหัส temper) JIS ยังกำหนด W ซึ่งเป็นสภาพไม่เสถียรที่โลหะผสมบ่มตามธรรมชาติหลัง solution heat treatment

เลขเกรดบอกว่าวัสดุทำจากอะไร ส่วนรหัส temper หลังขีดบอกว่าทำให้วัสดุอยู่ในสภาพไหน JIS H 0001 กำหนดรหัสพื้นฐาน 5 ตัว คือ F, O, H, W และ T มาตรฐานนี้จัดทำโดยอิงกับ ISO 2107 และอ้างอิง ANSI H35.1 ซึ่งเป็นมาตรฐาน temper ของสหรัฐฯ ด้วย รหัสทั่วไปอย่าง H32, T6 และ T651 เขียนแบบเดียวกันใน AA แต่รหัสที่พบไม่บ่อยควรยืนยันกับฝั่งญี่ปุ่น

H temper: ความแข็งแรงจากการแปรรูปเย็น

H temper ใช้กับเกรดที่ชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้ ตัวเลขแรกบอกวิธีทำให้เสร็จ

• H1: แข็งตัวจากการแปรรูปอย่างเดียว
• H2: แข็งตัวจากการแปรรูป แล้วอบอ่อนบางส่วน
• H3: แข็งตัวจากการแปรรูป แล้วทำให้เสถียร (stabilized)

ตัวเลขที่สองคือระดับความแข็ง 2 คือ 1/4 แข็ง 4 คือ 1/2 แข็ง และ 8 คือแข็งเต็มที่ A5052-H32 กับ H34 ที่พบมากในงานแผ่นโลหะ เป็นวัสดุที่ทำให้เสถียรเหมือนกัน ต่างกันที่ 1/4 แข็งหรือ 1/2 แข็ง H34 แข็งแรงกว่า แต่ดัดยากกว่า

A5052-H32 กับ H34 เลือกอย่างไร

H32 หรือ H34 เป็นคำถามที่เจอบ่อยในแบบงานแผ่นโลหะและใบเสนอราคา ทั้งสองแข็งตัวจากการแปรรูปและทำให้เสถียรเหมือนกัน ต่างกันที่ระดับความแข็งเท่านั้น

JIS H 4000 กำหนดความต้านแรงดึงของ H32 ที่ 215–265 MPa และ H34 ที่ 235–285 MPa ช่วงของ H34 จึงสูงกว่าประมาณ 20 MPa ค่าที่แน่นอนขึ้นกับช่วงความหนา

• ชิ้นงานแผ่นโลหะที่ดัดหลายจุดหรือรัศมีดัดเล็ก: ใช้ H32 ที่ยืดได้มากกว่า โอกาสแตกร้าวน้อยกว่า
• ฝาครอบหรือแผงที่ใช้เป็นแผ่นเรียบและดัดน้อย: ใช้ H34 ถ้าต้องการความแข็งแรงและความทนการบุบเพิ่มอีกเล็กน้อย
• ความหาได้: temper ที่มีสต็อกต่างกันไปตามผู้จำหน่าย ตัวอย่างหนึ่งคือแผ่นบางส่วนใหญ่เป็น H34 และแผ่นหนากว่าประมาณ 6 mm ส่วนใหญ่เป็น H112 รีดร้อน (ผ่านการขึ้นรูปร้อนหรือแปรรูปเย็นเพียงเล็กน้อย และรับประกันสมบัติเชิงกล)

ถ้าแบบเขียนแค่ "A5052P" โดยไม่ระบุ temper ผู้ขายจะเป็นคนเลือกว่าส่งแบบไหน สำหรับชิ้นงานที่มีเงื่อนไขการดัดหรือความแข็งแรง ให้ระบุ temper และถ้าไม่แน่ใจ ให้ลองดัดชิ้นทดสอบดูว่าแตกหรือไม่ ถ้าได้รับแบบแบบนี้จากญี่ปุ่น ให้ถามว่าผู้ออกแบบตั้งใจใช้ temper ใด

T temper: ความแข็งแรงจากการอบชุบความร้อน

T temper ใช้กับเกรดที่ชุบแข็งด้วยความร้อนได้ T4 คือ solution heat treatment (ให้ความร้อนเพื่อละลายธาตุผสม แล้วทำให้เย็นเร็ว) จากนั้นบ่มที่อุณหภูมิห้อง ส่วน T6 คือ solution heat treatment แล้วให้ความร้อนเพื่ออบบ่มเทียม T6 เป็น temper ที่ใช้ทั่วไปของ A6061 และ A7075

กระบวนการนี้ต่างจากการชุบแข็งและอบคืนไฟเหล็ก การชุบแข็งเหล็กทำให้โครงสร้างของเหล็กแข็งขึ้น ส่วนอะลูมิเนียมผสมชนิดชุบแข็งด้วยความร้อนได้ จะแข็งแรงขึ้นเมื่อธาตุที่ละลายไว้ตอนทำให้เย็นเร็ว ตกตะกอนเป็นอนุภาคละเอียดในภายหลัง

T651 ที่พบมากในแผ่นหนาและแท่ง จะถูกดึงยืดหลัง solution heat treatment เพื่อลดความเค้นตกค้าง แล้วจึงอบบ่มเทียม สำหรับ ชิ้นงานความแม่นยำสูงที่ต้องการลดการบิดงอหลังตัดเฉือน ความต่างนี้ส่งผลต่อความแม่นยำของงานตัดเฉือน

เกรดเดียวกัน temper ต่างกัน คือวัสดุคนละอย่าง

ความผิดพลาดที่พบบ่อยในการเสนอราคาและสั่งซื้อ คือระบุแค่ "A6061" โดยไม่ระบุ temper 6061 สภาพอบอ่อน (O temper) คือสภาพที่อ่อนที่สุด เป็นวัสดุคนละอย่างกับ T6 ที่ผ่านกระบวนการเพื่อให้แข็งแรงสูงสุด

ให้ถือว่าช่องวัสดุคือ ข้อกำหนดเดียวที่ประกอบด้วยเกรด รูปทรงผลิตภัณฑ์ และ temper ถ้ายังไม่คุ้นกับแบบญี่ปุ่น ให้แยกสัญลักษณ์วัสดุเป็นส่วน ๆ แล้วตรวจทีละส่วน นิสัยนี้ช่วยป้องกันการสั่งผิด

เลือกตามความแข็งแรง น้ำหนัก และความแข็งเกร็ง

เหตุผลหลักที่เลือกอะลูมิเนียมคือน้ำหนักเบา JAA ระบุว่าอะลูมิเนียมมีความถ่วงจำเพาะ 2.7 ประมาณหนึ่งในสามของเหล็ก (7.8) การลดน้ำหนักให้ผลมากที่สุดกับชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ของอุปกรณ์ลำเลียง jig ที่ถือด้วยมือ และชิ้นส่วนยานพาหนะ

แต่เมื่อหน้าตัดเท่ากัน อะลูมิเนียมโก่งตัวมากกว่าเหล็ก ข้อมูลของ JAA ระบุว่าโมดูลัสของยัง (Young's modulus) ของอะลูมิเนียมบริสุทธิ์คือ 68.3 GPa

โมดูลัสของยังเปลี่ยนตามเกรดและ temper น้อยมาก เลือกเกรดที่แข็งแรงขึ้นก็ไม่ได้ทำให้ชิ้นงานแข็งเกร็งขึ้นอย่างเห็นได้ชัด จุดนี้มักถูกมองข้าม ถ้าปัญหาคือความแข็งเกร็ง การเพิ่มความหนาหรือเพิ่มซี่เสริม (rib) มักได้ผลกว่าการเปลี่ยนไปใช้ 7075

ในทางปฏิบัติ ให้ตรวจความแข็งแรงด้วย yield (ความเค้นพิสูจน์ 0.2% ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่ใช้ได้จริงว่าการเสียรูปถาวรเริ่มเมื่อไร) แทนความต้านแรงดึง และตรวจการโก่งตัวแยกอีกส่วนหนึ่ง

• ความแข็งแรงปานกลางพอ และชิ้นงานขึ้นรูปหรือเชื่อม: A5052
• ต้องการ yield ใกล้เคียงเหล็ก และยึดด้วยสลักเกลียว: A6061-T6
• ต้องการความแข็งแรงสูงสุดภายใต้ข้อจำกัดด้านน้ำหนักและขนาด: A7075-T6

เลือกตามการเชื่อม

การเชื่อมคือจุดที่สามเกรดนี้ต่างกันชัดที่สุด ควรตัดสินใจแต่เนิ่น ๆ ในขั้นเลือกวัสดุว่าชิ้นงานจะเชื่อมหรือไม่

รูปที่ 6: ความเหมาะกับการเชื่อมของแต่ละเกรด

ยิ่งเกรดพึ่งการอบชุบความร้อนเพื่อความแข็งแรงมาก ก็ยิ่งเสียความแข็งแรงจากความร้อนของการเชื่อมมาก

A5052

เหมาะกับโครงสร้างเชื่อมชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้ และเชื่อมง่าย ใช้กันกว้างขวางในงานประกอบแผ่นโลหะเชื่อม

A5083

เหมาะกับโครงสร้างเชื่อมเกรดที่ชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้ซึ่งแข็งแรงที่สุด ใช้กับโครงสร้างเชื่อมของเรือ ถังอุณหภูมิต่ำ และภาชนะรับความดัน

A6061-T6

ระวังความแข็งแรงลดที่รอยเชื่อมบริเวณใกล้รอยเชื่อมสูญเสียความแข็งแรงแบบ T6 รอยต่อเชื่อมจึงอ่อนกว่า ส่วนใหญ่จึงใช้กับโครงสร้างยึดด้วยสลักเกลียวหรือหมุดย้ำ

A7075-T6

ไม่เหมาะกับการเชื่อมอาร์กเกิดรอยแตกร้าวง่ายระหว่างที่โลหะแข็งตัว ควรวางแผนใช้การยึดด้วยกลไก

ที่มา: Japan Aluminium Association "About Aluminum", JIS H 4000 / H 4040, Q&A ของศูนย์ข้อมูลการเชื่อมสมาคมวิศวกรรมการเชื่อมญี่ปุ่น (JWES), Nature Communications (2019)

A5052 และ A5083 ชุบแข็งด้วยความร้อนไม่ได้ ความร้อนจากการเชื่อมจึงทำให้เสียความแข็งแรงค่อนข้างน้อย เหมาะกับโครงสร้างเชื่อม โครงสร้างเชื่อมขนาดใหญ่อย่างเรือและถังจึงใช้ซีรีส์ 5000 บ่อย ส่วน A6061-T6 เชื่อมได้ แต่ความร้อนทำให้ผลของการอบบ่มหายไป

Q&A ทางเทคนิคของ JWES ยกตัวอย่างการเชื่อมชนแผ่น 6061-T6 หนา 3.2 mm เนื้อโลหะฐานอ่อนตัวไปไกลถึงประมาณ 20 mm จากกึ่งกลางแนวเชื่อม และภายในประมาณ 10 mm จากกึ่งกลาง ความแข็งแรงเหลือประมาณ 60–70% ของก่อนเชื่อม

ถ้าสามารถอบ T6 ใหม่หลังเชื่อมได้ แหล่งเดียวกันรายงานว่าการลดลงนี้แทบหายไป

A7075 เป็นที่รู้กันว่าแตกร้าวง่ายเมื่อเชื่อมอาร์ก งานวิจัยใน Nature Communications ปี 2019 ที่พูดถึงโลหะผสมแข็งแรงสูงอย่าง 7075 ระบุว่ารอยแตกร้าวจากการเชื่อมเป็นอุปสรรคต่อการใช้งานที่กว้างขึ้น การออกแบบด้วย 7075 จึงมักวางแผนให้ยึดด้วยสลักเกลียวหรือหมุดย้ำ

เลือกตามผิวงาน การตัดเฉือน และรูปทรงผลิตภัณฑ์

หลังจากความแข็งแรงและการเชื่อม ปัจจัยถัดมาคือการเคลือบผิว ความง่ายในการตัดเฉือน และมีวัสดุในรูปทรงที่ต้องการหรือไม่

ชุบอะโนไดซ์ (Anodizing)

การชุบอะโนไดซ์ ซึ่งในญี่ปุ่นมักเรียกว่า arumaito เป็นการเคลือบผิวที่พบบ่อยของอะลูมิเนียม โดยสร้างชั้นออกไซด์ที่แข็งและหนาบนผิว เพื่อเพิ่มความทนการกัดกร่อนและการสึกหรอ ต่างจากการชุบโลหะบนชิ้นงานเหล็กที่เติมโลหะจากภายนอก อะโนไดซ์เปลี่ยนเนื้อโลหะฐานเองให้เป็นฟิล์ม

สีของฟิล์มขึ้นกับองค์ประกอบของโลหะผสม ข้อมูลของ JAA ระบุว่า A5056 เป็นเกรดที่อะโนไดซ์และย้อมสีได้ดี

บริษัทเคลือบผิวในญี่ปุ่นรายหนึ่งรายงานว่า A2017 และ A7075 ซึ่งมีทองแดงหรือสังกะสีสูง มีสีติดมาแม้อะโนไดซ์แบบไม่ย้อมสี สำหรับชิ้นงานที่เน้นรูปลักษณ์ ให้กำหนดวัสดุและเงื่อนไขการเคลือบพร้อมกัน

ความง่ายในการตัดเฉือน

ความง่ายในการตัดเฉือน (machinability) ต่างกันไปตามเกรด หมายเหตุสมบัติใน JIS H 4040 ระบุว่า 2017 ตัดเฉือนได้ดี ส่วน 2011 ซึ่งเป็นเกรดตัดเฉือนง่าย (free-machining) ตัดเฉือนได้ดีมาก ทั้งสองใช้ทำชิ้นส่วนเครื่องจักรและสกรู

บางครั้งงานตัดเฉือนเลือกเกรดซีรีส์ 2000 เหล่านี้เพราะตัดง่าย แต่ทั้งสองมีทองแดงมากและทนการกัดกร่อนต่ำ ต้องตัดสินใจว่า จะให้ความสำคัญกับความง่ายในการตัดเฉือนหรือการทนการกัดกร่อนมากกว่ากัน ความง่ายจริงขึ้นกับเครื่องมือตัดและเงื่อนไขการตัดด้วย จึงควรตัดสินใจร่วมกับโรงงานที่รับกลึงกัด

รูปทรงผลิตภัณฑ์และความหาได้

ให้ตรวจว่าเกรดนั้นมีขายในรูปทรงที่ต้องการหรือไม่ แผ่นบางนิยมใช้ A5052 ส่วนแผ่นหนาและแท่งพบ A6061, A2017 และ A7075 บ่อย

โปรไฟล์อัดรีดที่มีหน้าตัดซับซ้อน เช่น วงกบหน้าต่างและโครงเฟรม โดยทั่วไปใช้ A6063 แม้แข็งแรงน้อยกว่า 6061 แต่อัดรีดง่าย ทนการกัดกร่อนดี และเคลือบผิวได้ดี

ถ้าออกแบบด้วยโปรไฟล์ แนวทางที่ใช้ได้จริงคือ เลือกจากเกรดสำหรับอัดรีด เช่น 6063 หรือ 6N01 (6005C) 6061 และ 7075 อัดรีดยากกว่า 6063 จึงไม่เหมาะกับโปรไฟล์หน้าตัดซับซ้อน

ผังตัดสินใจ: เริ่มจากเกรดไหนดี

รูปที่ 7: ผังตัดสินใจเลือกอะลูมิเนียมผสม

ไล่จากบนลงล่าง แล้วเริ่มจากเกรดที่ตอบว่าใช่เป็นข้อแรก

Q1ชิ้นงานต้องเชื่อมหรือไม่

ใช่ → A5052 ถ้าต้องการความแข็งแรงมากขึ้นหรือทนน้ำทะเล ใช้ A5083

ไม่ → ไป Q2

Q2ต้องการโปรไฟล์อัดรีดหน้าตัดซับซ้อนหรือไม่

ใช่ → A6063 ถ้าไม่แข็งแรงพอ ใช้เกรดอัดรีดอย่าง 6N01

ไม่ → ไป Q3

Q3ต้องการ yield ใกล้เคียงเหล็กหรือไม่

ใช่ → A6061-T6 โครงสร้างยึดด้วยสลักเกลียวและชิ้นส่วนเครื่องจักร

ยังไม่พอ → ไป Q4

Q4ต้องการความแข็งแรงสูงสุดภายใต้ข้อจำกัดด้านน้ำหนักและขนาดหรือไม่

ใช่ → A7075-T6 ไม่เหมาะกับการเชื่อมอาร์ก จึงต้องวางแผนยึดด้วยกลไกและป้องกันการกัดกร่อน

เป็นหลักคร่าว ๆ การเลือกจริงต้องพิจารณาภาระ สภาพแวดล้อมการใช้งาน การเคลือบผิว ต้นทุน และสต็อกของซัพพลายเออร์ด้วย

สองข้อแรกที่ต้องตัดสินคือชิ้นงานจะเชื่อมหรือไม่ และมีรูปทรงอย่างไร สองคำตอบนี้ช่วยลดตัวเลือกลงมาก จากนั้นค่อยขยับไปเกรดที่แข็งแรงขึ้นเท่าที่ความแข็งแรงที่ต้องการจำเป็น

งานที่เหมาะกับ A5052

A5052 เหมาะกับชิ้นงานแผ่นโลหะที่ดัดหรือเชื่อม เช่น ฝาครอบ แผง ขายึด (bracket) และตัวเรือน ทนการกัดกร่อนดีและมีความล้าค่อนข้างสูง จึงเหมาะกับชิ้นส่วนยานพาหนะที่รับแรงสั่นสะเทือน และชิ้นส่วนกลางแจ้งหรือบริเวณที่เปียกน้ำ สำหรับงานแผ่นโลหะ A5052 คือจุดเริ่มต้นมาตรฐาน

งานที่เหมาะกับ A6061

A6061 เหมาะกับชิ้นส่วนโครงสร้างที่ยึดด้วยสลักเกลียว เช่น โครงอุปกรณ์ เบสเพลต jig และชิ้นส่วนเครื่องจักร หมายเหตุสมบัติใน JIS อธิบายว่าเป็นวัสดุโครงสร้างสำหรับรอยต่อแบบสลักเกลียวและหมุดย้ำเป็นหลัก และมักตัดเฉือนจากแผ่นหนาหรือแท่งกลม

งานที่เหมาะกับ A7075

A7075 เหมาะกับชิ้นส่วนที่ต้องการทั้งน้ำหนักเบาและแข็งแรงถึงขีดสุด เช่น ชิ้นส่วนอากาศยาน อุปกรณ์กีฬา แขนหุ่นยนต์ และ jig ที่รับภาระหนัก เนื่องจากทนการกัดกร่อนต่ำ เมื่อชุบอะโนไดซ์มักมีสีติด และไม่เหมาะกับการเชื่อมอาร์ก ควรใช้เฉพาะส่วนที่ต้องการความแข็งแรงระดับนั้นจริง ๆ

กรณีที่ควรมองเกรดอื่นนอกจากสามเกรดนี้

ตามการใช้งาน ตัวเลือกอื่นมีดังนี้

• ซีรีส์ 1000 สำหรับบัสบาร์และแผ่นระบายความร้อนที่ต้องนำไฟฟ้าหรือความร้อนดี
• ซีรีส์ 3000 สำหรับชิ้นงานแผ่นบางขึ้นรูป เช่น กระป๋องเครื่องดื่มและหลังคา
• 5083 สำหรับโครงสร้างเชื่อมขนาดใหญ่ที่สัมผัสน้ำทะเล

สำหรับชิ้นงานซับซ้อนที่ผลิตจำนวนมาก ไดแคสต์อย่าง ADC12 ก็ควรนำมาเทียบกับวัสดุ wrought ด้วย

นำไปใช้ได้ทันที: สิ่งที่ต้องยืนยันก่อนเปลี่ยนวัสดุ

เมื่อแบบหรือใบเสนอราคาจากญี่ปุ่นระบุเกรดอะลูมิเนียม JIS และคุณต้องการจัดซื้อในประเทศหรือยอมรับเกรดเทียบเท่าตาม AA/ASTM/มอก. ให้ยืนยันหัวข้อต่อไปนี้เป็นลายลักษณ์อักษรกับลูกค้า ผู้ออกแบบ หรือซัพพลายเออร์ฝั่งญี่ปุ่นก่อนสั่งซื้อ

• สัญลักษณ์ครบหรือไม่ ต้องมีเกรด รูปทรงผลิตภัณฑ์ และ temper ถ้าแบบเขียนแค่ "A5052P" หรือ "A6061" ให้ถามว่าผู้ออกแบบตั้งใจใช้ temper ใด
• ใช้ JIS ฉบับไหน H 4000 (แผ่น), H 4040 (แท่งและลวด) หรือ H 4100 (โปรไฟล์อัดรีด) จะบอกว่าควรเทียบกับ ASTM B209, B211 หรือ B221
• ยอมรับ ASTM, EN หรือ มอก. เทียบเท่าได้หรือไม่ ถ้าได้ วัสดุต้องผ่านค่าต่ำสุดของ JIS ด้วยหรือไม่ (เช่น ความต้านแรงดึง 295 MPa สำหรับ A6061P-T6 ที่ความหนา 0.5–6.5 mm) หรือผ่านเฉพาะมาตรฐานที่ใช้แทน
• ยอมรับ temper อื่นได้หรือไม่ เช่น H32 แทน H34 ถ้าของที่มีสต็อกเป็นแบบนั้น T651 แทน T6 หรือ H112 สำหรับแผ่นหนา
• ต้องรับรองสมบัติใดบ้าง สำหรับ A5052P JIS ใช้ค่า yield เฉพาะเมื่อร้องขอ ให้ยืนยันว่าต้องระบุและรายงานค่า yield หรือไม่
• ชิ้นงานจะถูกเชื่อม ชุบอะโนไดซ์เพื่อรูปลักษณ์ หรือตัดเฉือนมากหรือไม่ ข้อนี้กำหนดว่ายอมรับเกรดอื่นแทนได้หรือไม่ เช่น 2017 หรือ 7075 แทน 6061
• เกรดนี้เป็นเกรดเฉพาะของญี่ปุ่นหรือไม่ สำหรับเกรด N เช่น 7N01 หรืองานหล่ออย่าง ADC12 ให้ถามผู้ออกแบบว่ายอมรับเกรดใดแทนได้
• ต้องส่งเอกสารอะไร ปกติคือ Mill Certificate ที่ระบุมาตรฐาน และแสดงองค์ประกอบเคมีกับสมบัติเชิงกลจริง

ตัวอย่างข้อความสั้น ๆ (ภาษาอังกฤษ) สำหรับส่งถึงฝั่งญี่ปุ่น

"Drawing No. XXXX specifies A6061P-T6. We can source 6061-T6 plate to ASTM B209 locally. Is this acceptable? If so, must it also meet the JIS H 4000 minimums (tensile 295 MPa, yield 245 MPa)? Please also confirm whether a mill certificate stating the standard and actual test values is required."

ข้อจำกัดของบทความนี้

• การเทียบเลขเกรดอิงระบบการจดทะเบียนระหว่างประเทศ แต่มาตรฐานผลิตภัณฑ์ ค่าพิกัดความเผื่อ และขีดจำกัดสมบัติยังต่างกันระหว่าง JIS, ASTM และ มอก. และตารางเทียบแต่ละแหล่งก็ไม่ตรงกันเสมอไป
• ค่าสมบัติเป็นค่าต่ำสุดหรือช่วงค่าตามมาตรฐานจากแหล่งที่ระบุท้ายบทความ มาตรฐานมีการแก้ไข (JIS H 4000 แก้ไขในปี 2022) จึงควรตรวจฉบับปัจจุบันของ JIS, ASTM และ มอก. ก่อนใช้ตัวเลขใด ๆ
• มอก. 331 ที่ปรากฏในตารางเป็นการจับคู่ตามขอบเขตผลิตภัณฑ์เท่านั้น ยังไม่ได้เปรียบเทียบค่าสมบัติรายข้อกับ JIS H 4000 และไฟล์ที่พบยังไม่ระบุปีฉบับชัดเจน ควรตรวจฉบับปัจจุบันกับสำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (สมอ.)
• งานอากาศยาน อุปกรณ์รับความดัน โครงสร้างที่สร้างตามรหัสออกแบบ และงานควบคุมอื่น ๆ อาจกำหนดมาตรฐานเฉพาะ เจ้าของงาน ผู้ออกแบบ หรือหน่วยงานที่กำกับรหัสเป็นผู้ตัดสินว่ายอมรับวัสดุแทนได้หรือไม่
• ท่อ งานตีขึ้นรูป ฟอยล์ และงานหล่อ มีมาตรฐานของตัวเองและไม่ได้เทียบไว้ในบทความนี้
• ผังตัดสินใจและหัวข้อ "งานที่เหมาะกับ..." เป็นหลักคร่าว ๆ ไม่ใช่การแทนที่การทบทวนการออกแบบด้านภาระและสภาพการใช้งาน

สรุป

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

A5052 กับอะลูมิเนียม 5052 เป็นวัสดุเดียวกันหรือไม่

เป็นโลหะผสมเดียวกัน JIS A5052 ใช้เลขโลหะผสม 5052 ที่จดทะเบียนระหว่างประเทศ และ JAA ระบุว่าเลข 4 หลักเดียวกันหมายถึงองค์ประกอบเคมีเหมือนกันทุกประการ แต่มาตรฐานผลิตภัณฑ์ต่างกัน ขีดจำกัดสมบัติเชิงกลและค่าพิกัดความเผื่อจึงอาจต่างเล็กน้อยระหว่าง JIS H 4000 กับ ASTM B209

A5052P-H34 เทียบเท่า ASTM อะไร

ที่ใกล้เคียงที่สุดคือแผ่น 5052-H34 ตาม ASTM B209 (หรือ B209M ถ้าใช้ขีดจำกัดแบบเมตริก) ตัว "P" ใน JIS H 4000 หมายถึงแผ่นบาง แถบ หรือแผ่นหนา และ H34 หมายถึงแข็งตัวจากการแปรรูป ทำให้เสถียร และระดับ 1/2 แข็ง

A6061 กับ 6061 ต่างกันหรือไม่

องค์ประกอบเคมีเหมือนกัน แต่ค่าสมบัติต่ำสุดขึ้นกับมาตรฐาน สำหรับแผ่น T6 JIS H 4000 กำหนดความต้านแรงดึง 295 MPa และ yield 245 MPa ที่ความหนาเกิน 0.5 ถึง 6.5 mm ส่วนค่าต่ำสุดของ ASTM B209 ที่อ้างกันทั่วไปคือ 42 ksi (ประมาณ 290 MPa) และ 35 ksi (ประมาณ 241 MPa) ควรยืนยันว่าใช้มาตรฐานใดก่อนเปลี่ยนวัสดุ

มาตรฐาน ASTM ฉบับใดตรงกับ JIS H 4000

ASTM B209 (B209M แบบเมตริก) ใกล้เคียงที่สุด ทั้งสองครอบคลุมแผ่นบางและแผ่นหนาอะลูมิเนียมและอะลูมิเนียมผสม สำหรับแท่งและลวดตาม JIS H 4040 ให้เทียบกับ ASTM B221 (อัดรีด) หรือ B211 (รีดหรือผ่านการแต่งผิวเย็น) สำหรับโปรไฟล์อัดรีดตาม JIS H 4100 ให้เทียบกับ ASTM B221

H32 กับ H34 ต่างกันอย่างไร

ทั้งสองแข็งตัวจากการแปรรูปและทำให้เสถียร H32 คือ 1/4 แข็ง และ H34 คือ 1/2 แข็ง สำหรับแผ่น A5052 JIS H 4000 กำหนดความต้านแรงดึง 215–265 MPa สำหรับ H32 และ 235–285 MPa สำหรับ H34 H34 จึงแข็งแรงกว่า แต่ดัดมุมแคบได้ยากกว่า

แหล่งอ้างอิง

• ซีรีส์โลหะผสม กฎการตั้งรหัส สมบัติของเกรด และความถ่วงจำเพาะ: Japan Aluminium Association, "About Aluminum" (PDF, ภาษาญี่ปุ่น)
• ทะเบียนเลขโลหะผสมระหว่างประเทศ: The Aluminum Association, "Teal Sheets"
• องค์ประกอบและสมบัติเชิงกลของแผ่น: JIS H 4000 (ภาษาญี่ปุ่น)
• รหัสและสมบัติของแท่ง: JIS H 4040 (ภาษาญี่ปุ่น)
• โปรไฟล์อัดรีด: JIS H 4100 (ภาษาญี่ปุ่น)
• JIS ฉบับปัจจุบันและชื่อภาษาอังกฤษ: JIS H 4000:2022, JIS H 4040:2023, JIS H 4100:2022 (ตัวอย่างจาก Japanese Standards Association)
• รหัส temper: JIS H 0001 (ภาษาญี่ปุ่น)
• มาตรฐาน ASTM: ASTM B209, ASTM B211/B211M, ASTM B221
• ค่า ASTM B209 ของ 5052: Wikipedia "5052 aluminium alloy" / ค่าต่ำสุด T6 ของ 6061: Wikipedia "6061 aluminium alloy" / รหัสของ 7075: Wikipedia "7075 aluminium alloy"
• มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมไทย: มอก. 284-2560 อะลูมิเนียมเจืออัดรีดขึ้นรูป, มอก. 331 อะลูมิเนียมทรงแบนรีดเย็นสำหรับงานทั่วไปและงานขึ้นรูป (สมอ.)
• ความแข็งแรงที่ลดลงของรอยเชื่อม 6061-T6: JWES Welding Information Center Q&A Q-01-05-03 (ภาษาญี่ปุ่น)
• รอยแตกร้าวจากการเชื่อมของ 7075: Sokoluk et al., "Nanoparticle-enabled phase control for arc welding of unweldable aluminum alloy 7075," Nature Communications (2019)
• สีของอะโนไดซ์แบบไม่ย้อมสีตามเกรด: Koike Techno (ภาษาญี่ปุ่น)