Aluminium er verdens mest rigelige metal og er det tredje mest almindelige element, der udgør 8% af jordens skorpe. Alsidigheden af ​​aluminium gør det til det mest anvendte metal efter stål.

Produktion af aluminium

Aluminium er afledt af mineralbauxiten. Bauxit omdannes til aluminiumoxid (aluminiumoxid) via Bayer -processen. Aluminiumoxidet omdannes derefter til aluminiumsmetal ved hjælp af elektrolytiske celler og hall-heroult-processen.

Årlig efterspørgsel efter aluminium

Verdensomspændende efterspørgsel efter aluminium er omkring 29 millioner tons om året. Cirka 22 millioner tons er nyt aluminium og 7 millioner tons genanvendt aluminiumskrot. Brugen af ​​genanvendt aluminium er økonomisk og miljømæssigt overbevisende. Det tager 14.000 kWh at producere 1 ton nyt aluminium. Omvendt tager det kun 5% af dette at remelte og genanvende et ton aluminium. Der er ingen forskel i kvalitet mellem jomfru og genanvendte aluminiumslegeringer.

Anvendelser af aluminium

Renaluminiumer blød, duktil, korrosionsbestandig og har en høj elektrisk ledningsevne. Det er vidt brugt til folie- og dirigentkabler, men legering med andre elementer er nødvendig for at give de højere styrker, der er nødvendige til andre anvendelser. Aluminium er et af de letteste tekniske metaller, der har et forhold mellem styrke og vægt overlegent end stål.

Ved at bruge forskellige kombinationer af dets fordelagtige egenskaber såsom styrke, lethed, korrosionsbestandighed, genanvendelighed og formbarhed anvendes aluminium i et stadigt stigende antal anvendelser. Denne række produkter varierer fra strukturelle materialer til tynde emballagefolier.

Legeringsbetegnelser

Aluminium er oftest legeret med kobber, zink, magnesium, silicium, mangan og lithium. Små tilsætninger af krom, titanium, zirkonium, bly, vismut og nikkel er også lavet, og jern er altid til stede i små mængder.

Der er over 300 smedende legeringer med 50 i almindelig brug. De identificeres normalt af et fire -talssystem, der stammer fra USA og nu er universelt accepteret. Tabel 1 beskriver systemet for smede legeringer. Støbte legeringer har lignende betegnelser og bruger et femcifret system.

Tabel 1.Betegnelser for smede aluminiumslegeringer.

For ikke -pågældende smede aluminiumslegeringer, der er betegnet 1xxx, repræsenterer de to sidste cifre renheden af ​​metallet. De svarer til de to sidste cifre efter decimalpunktet, når aluminiumrenhed udtrykkes til de nærmeste 0,01 procent. Det andet ciffer indikerer ændringer i urenhedsgrænser. Hvis det andet ciffer er nul, indikerer det ikke -påført aluminium med naturlige urenhedsgrænser og 1 til 9, indikerer individuelle urenheder eller legeringselementer.

For 2xxx til 8xxx -grupper identificerer de to sidste cifre forskellige aluminiumslegeringer i gruppen. Det andet ciffer angiver legeringsændringer. Et andet ciffer af nul indikerer den originale legering og heltal 1 til 9 indikerer på hinanden følgende legeringsændringer.

Fysiske egenskaber ved aluminium

Densitet af aluminium

Aluminium har en densitet omkring en tredjedel af stål eller kobber, hvilket gør det til en af ​​de letteste kommercielt tilgængelige metaller. Den resulterende højstyrke til vægtforhold gør det til et vigtigt strukturelt materiale, der tillader øget nyttelast eller brændstofbesparelser til transportindustrier især.

Styrke af aluminium

Rent aluminium har ikke en høj trækstyrke. Tilsætningen af ​​legeringselementer som mangan, silicium, kobber og magnesium kan imidlertid øge styrken af ​​aluminium og producere en legering med egenskaber, der er skræddersyet til bestemte anvendelser.

Aluminiumer velegnet til kolde miljøer. Det har fordelen over stål, idet dens trækstyrke øges med faldende temperatur, mens den bevarer sin sejhed. Stål på den anden side bliver sprød ved lave temperaturer.

Korrosionsmodstand af aluminium

Når det udsættes for luft, dannes et lag af aluminiumoxid næsten øjeblikkeligt på overfladen af ​​aluminium. Dette lag har fremragende modstand mod korrosion. Det er temmelig modstandsdygtigt over for de fleste syrer, men mindre resistente over for alkalier.

Termisk ledningsevne af aluminium

Den termiske ledningsevne af aluminium er cirka tre gange større end stål. Dette gør aluminium til et vigtigt materiale til både afkølings- og opvarmningsapplikationer såsom varmeudvekslere. Kombineret med at det er ikke-toksisk betyder denne egenskab, at aluminium bruges i vid udstrækning til madlavningsredskaber og køkkenudstyr.

Elektrisk ledningsevne af aluminium

Sammen med kobber har aluminium en elektrisk ledningsevne højt nok til brug som elektrisk leder. Selvom konduktiviteten af ​​den almindeligt anvendte ledende legering (1350) kun er omkring 62% af det udglødede kobber, er det kun en tredjedel af vægten og kan derfor udføre dobbelt så meget elektricitet sammenlignet med kobber med samme vægt.

Reflektivitet af aluminium

Fra UV til infrarød er aluminium en fremragende reflektor af strålende energi. Synlig lysreflektivitet på omkring 80% betyder, at den er vidt brugt i lysarmaturer. De samme egenskaber ved reflektivitet gøraluminiumIdeel som et isolerende materiale til at beskytte mod solens stråler om sommeren, mens isolering mod varmetab om vinteren.

Tabel 2.Egenskaber for aluminium.

Mekaniske egenskaber ved aluminium

Aluminium kan deformeres alvorligt uden fiasko. Dette gør det muligt at danne aluminium ved at rulle, ekstrudere, tegne, bearbejdning og andre mekaniske processer. Det kan også kastes til en høj tolerance.

Legering, koldt arbejde og varmebehandling kan alle bruges til at skræddersy egenskaberne ved aluminium.

Trækstyrken af ​​rent aluminium er omkring 90 MPa, men dette kan øges til over 690 MPa for nogle varmebehandlingslige legeringer.

Aluminiumsstandarder

Den gamle BS1470 -standarden er blevet erstattet af ni EN -standarder. EN -standarderne er angivet i tabel 4.

Tabel 4.En standarder for aluminium

EN -standarderne adskiller sig fra den gamle standard, BS1470 i følgende områder:

• Kemiske sammensætninger - uændret.
• Legeringsnummereringssystem - uændret.
• Temperbetegnelser for varmebehandlede legeringer dækker nu en bredere vifte af specielle frister. Op til fire cifre, efter at T er blevet introduceret til ikke-standardapplikationer (f.eks. T6151).
• Temperaturer for ikke -varmebehandlede legeringer - eksisterende frister er uændrede, men frister er nu mere omfattende defineret med hensyn til, hvordan de oprettes. Blød (O) temperament er nu H111, og et mellemliggende temperament H112 er blevet indført. For legering er 5251 tempere nu vist som H32/H34/H36/H38 (svarende til H22/H24 osv.). H19/H22 & H24 vises nu separat.
• Mekaniske egenskaber - forbliver ligner tidligere tal. 0,2% Proof Stress skal nu citeres på testcertifikater.
• Tolerancer er blevet strammet til forskellige grader.
  

  Varmebehandling af aluminium

  En række varmebehandlinger kan påføres aluminiumslegeringer:

  • Homogenisering - Fjernelse af adskillelse ved opvarmning efter støbning.
  • Udglødning-brugt efter koldt arbejde for at blødgøre arbejdshærgestyrer (1xxx, 3xxx og 5xxx).
  • Nedbør eller aldershærdning (legeringer 2xxx, 6xxx og 7xxx).
  • Løsning VARMEBEHANDLING Før aldring af nedbørshærdningslegeringer.
  • Stov til hærdning af belægninger
  • Efter varmebehandling føjes et suffiks til betegnelsesnumrene.
  • Suffikset f betyder "som fremstillet".
  • O betyder "udglødede smedeprodukter".
  • T betyder, at det er blevet ”varmebehandlet”.
  • W betyder, at materialet har været opløsningsvarmebehandlet.
  • H henviser til ikke -varmebehandlede legeringer, der er "koldt fungeret" eller "stamme hærdet".
  • De ikke-opvarmede behandelige legeringer er dem i grupperne 3xxx, 4xxx og 5xxx.