Alumiini on maailman runsain metalli ja on kolmanneksi yleisin elementti, joka käsittää 8% maapallon kuoresta. Alumiinin monipuolisuus tekee siitä eniten käytetyn metallin teräksen jälkeen.

Alumiinin tuotanto

Alumiini on johdettu mineraalibauksiitista. Bauksiitti muunnetaan alumiinioksidiksi (alumiinioksidiksi) Bayer -prosessin kautta. Alumiinioksidi muunnetaan sitten alumiinimetalliksi käyttämällä elektrolyyttisiä soluja ja Hall-Heroult-prosessia.

Alumiinin vuosittainen kysyntä

Maailmanlaajuinen alumiinin kysyntä on noin 29 miljoonaa tonnia vuodessa. Noin 22 miljoonaa tonnia on uusi alumiini ja 7 miljoonaa tonnia kierrätetään alumiiniromua. Kierrätetyn alumiinin käyttö on taloudellisesti ja ympäristöystävällistä. Uuden alumiinin tuottaminen vie 14 000 kWh. Päinvastoin kuluu vain 5% tämän alumiinin yhden tonnin palauttamiseen ja kierrättämiseen. Neitsyt ja kierrätettyjen alumiiniseosten välillä ei ole eroa.

Alumiinin sovellukset

Puhdasalumiinion pehmeä, painava, korroosiokestävä ja sillä on korkea sähkönjohtavuus. Sitä käytetään laajasti folio- ja kapellikaapeleissa, mutta muiden elementtien seostaminen on välttämätöntä muihin sovelluksiin tarvittavien korkeampien vahvuuksien aikaansaamiseksi. Alumiini on yksi kevyimmistä tekniikan metalleista, joiden voimakkuus ja painosuhde on parempi kuin teräs.

Hyödyntämällä sen edullisten ominaisuuksien, kuten lujuuden, keveyden, korroosionkestävyyden, kierrätettävyyden ja muovattavuuden, yhdistelmiä, alumiinia käytetään jatkuvasti kasvavassa määrässä sovelluksia. Tämä tuotejoukko vaihtelee rakenteellisista materiaaleista ohuihin pakkauskalvoihin.

Seoksen nimitykset

Alumiini on yleisimmin seostettu kuparin, sinkin, magnesiumin, piin, mangaanin ja litiumin kanssa. Pieniä lisäyksiä kromista, titaanista, zirkoniumista, lyijystä, vismutista ja nikkeliä valmistetaan myös ja rautaa esiintyy aina pieninä määrinä.

Yleiskäyttöä on yli 300 takorseosta. Ne tunnistetaan yleensä neljän luvun järjestelmällä, joka on peräisin Yhdysvalloista ja joka on nyt yleisesti hyväksytty. Taulukko 1 kuvaa takoreosien järjestelmää. Näytetyillä seoksilla on samanlaiset nimitykset ja ne käyttävät viiden numeron järjestelmää.

Taulukko 1.Nimitykset taistetuille alumiiniseoksille.

Kaksi viimeistä numeroa, jotka on annettu seottamattomille taistetuille alumiini -seoksille 1xxx, edustavat metallin puhtautta. Ne vastaavat kahta viimeistä numeroa desimaalipisteen jälkeen, kun alumiinin puhtaus ilmaistaan ​​0,01 prosenttiin. Toinen numero osoittaa modifikaatiot epäpuhtausrajoissa. Jos toinen numero on nolla, se osoittaa, että seoston alumiini on luonnolliset epäpuhtausrajat ja 1–9, osoittavat yksittäiset epäpuhtaudet tai seostavat elementit.

2xxx - 8xxx -ryhmät kaksi viimeistä numeroa tunnistavat ryhmän erilaiset alumiiniseokset. Toinen numero ilmaisee seosmuutokset. Toinen nollan numero osoittaa, että alkuperäiset seokset ja kokonaisluvut 1 - 9 osoittavat peräkkäisiä seosmuutoksia.

Alumiinin fysikaaliset ominaisuudet

Alumiinin tiheys

Alumiinilla on tiheys noin kolmasosa terästä tai kuparista, joten se on yksi kevyimmistä kaupallisesti saatavissa olevista metalleista. Tuloksena oleva korkea vahvuus ja painosuhde tekee siitä tärkeän rakenteellisen materiaalin, joka mahdollistaa lisääntyneen hyötykuorman tai polttoainesäästön etenkin liikenneteollisuudelle.

Alumiinin vahvuus

Puhtaalla alumiinilla ei ole suurta vetolujuutta. Seostavien elementtien, kuten mangaanin, piin, kuparin ja magnesiumin, lisääminen voi kuitenkin lisätä alumiinin lujuusominaisuuksia ja tuottaa seoksen tiettyihin sovelluksiin räätälöityjen ominaisuuksien kanssa.

Alumiinisopii hyvin kylmiin ympäristöihin. Sillä on etu terästä verrattuna siinä, että sen vetolujuus kasvaa lämpötilan alentuessa säilyttäen sitkeytensä. Toisaalta teräksestä tulee hauras alhaisissa lämpötiloissa.

Alumiinin korroosioresistenssi

Ilmalle altistuessa alumiinioksidikerros muodostuu melkein heti alumiinin pinnalle. Tällä kerroksella on erinomainen vastus korroosiolle. Se on melko kestävä useimmille hapolle, mutta vähemmän vastustuskykyinen alkalille.

Alumiinin lämmönjohtavuus

Alumiinin lämmönjohtavuus on noin kolme kertaa suurempi kuin teräksen. Tämä tekee alumiinista tärkeän materiaalin sekä jäähdytys- että lämmityssovelluksille, kuten lämmönvaihtimille. Yhdistettynä siihen, että se on myrkyllinen, tämä ominaisuus tarkoittaa, että alumiinia käytetään laajasti keittovälineissä ja keittiövälineissä.

Alumiinin sähkönjohtavuus

Kuparin ohella alumiinilla on sähköjohto riittävän korkea sähköjohtimena. Vaikka yleisesti käytetyn johtavan seoksen (1350) johtavuus on vain noin 62% hehkutetusta kuparista, se on vain kolmasosa paino ja voi siksi johtaa kaksinkertaisesti sähköä verrattuna saman painon kupariin.

Alumiinin heijastuskyky

UV: stä infrapunaan alumiini on erinomainen säteilyenergian heijastin. Näkyvä valon heijastavuus on noin 80% tarkoittaa sitä laajasti valaisimissa. Samat heijastavuuden ominaisuudet tekevätalumiiniIhanteellinen eristävänä materiaalina, joka suojaa kesällä auringonsäteiltä, ​​eristäen samalla lämpöhäviötä talvella.

Taulukko 2.Alumiinin ominaisuudet.

Alumiinin mekaaniset ominaisuudet

Alumiini voidaan muodonmuutos vakavasti ilman epäonnistumista. Tämä mahdollistaa alumiinin muodostumisen rullaamalla, suulakepuristamalla, piirtämällä, työstöllä ja muilla mekaanisilla prosesseilla. Se voidaan myös heittää korkeaan toleranssiin.

Seostavaa, kylmää työpaikkaa ja lämmönkäsittelyä voidaan käyttää kaikki alumiinin ominaisuuksien räätälöimiseksi.

Puhtaan alumiinin vetolujuus on noin 90 MPa, mutta sitä voidaan nostaa yli 690 MPa: een joillekin lämpöä käsitteleville seoksille.

Alumiinistandardit

Vanha BS1470 -standardi on korvattu yhdeksällä EN -standardilla. EN -standardit on annettu taulukossa 4.

Taulukko 4.Fi -standardit alumiinille

EN -standardit eroavat vanhasta standardista, BS1470 seuraavilla alueilla:

• Kemialliset koostumukset - muuttumattomat.
• Aseosan numerointijärjestelmä - muuttumaton.
• Lämpökäsitettävissä olevien seoksien malttimerkinnät kattavat nyt laajemman valikoiman erityisiä temppuja. Enintään neljä numeroa t: n jälkeen on otettu käyttöön ei-standardi-sovelluksissa (esim. T6151).
• Ei lämpöä hoidettavissa olevien seoksien maltilliset nimitykset - nykyiset lempeät ovat muuttumattomia, mutta lempeät on nyt määritelty kattavammin niiden luomisen suhteen. Pehmeä (O) -peruus on nyt H111 ja välituote H112 on otettu käyttöön. Alloy 5251: n lempeät esitetään nyt H32/H34/H36/H38 (vastaa H22/H24: tä jne.). H19/H22 & H24 esitetään nyt erikseen.
• Mekaaniset ominaisuudet - pysyvät samanlaisina kuin aikaisemmat luvut. 0,2%: n todistusstressi on nyt lainata testitodistuksissa.
• Toleranssit on kiristynyt eri asteisiin.
  

  Alumiinin lämpökäsittely

  Alumiiniseoksissa voidaan soveltaa erilaisia ​​lämpökäsittelyjä:

  • Homogenointi - segregaation poistaminen kuumentamalla valun jälkeen.
  • Hehkutus-Käytetään kylmän työn jälkeen, jotta työvoimaa kovettavien seosten (1xxx, 3xxx ja 5xxx) pehmentämiseksi.
  • Sademäärä tai ikän kovettuminen (seokset 2xxx, 6xxx ja 7xxx).
  • Liuoslämpökäsittely ennen saostumisen kovettumisen seosten ikääntymistä.
  • Pinnoitteiden kovettuminen
  • Lämpökäsittelyn jälkeen nimeämisluvuihin lisätään jälkiliite.
  • Jälkiliite F tarkoittaa ”valmistettua”.
  • O tarkoittaa ”hehkutettuja takoraineita”.
  • T tarkoittaa, että se on käsitelty lämpöä.
  • W tarkoittaa, että materiaali on liuos lämmöllinen.
  • H viittaa muihin kuin lämmöille hoidettaviin seoksiin, jotka ovat ”kylmiä" tai "kanta kovettuneita".
  • Ei-lämmittämättömät hoidettavat seokset ovat 3xxx-, 4xxx- ja 5xxx-ryhmissä.