Алюміній - це найпоширеніший метал у світі і є третім за поширеним елементом, що складається з 8% земної кори. Універсальність алюмінію робить його найбільш широко використовуваним металом після сталі.

Виробництво алюмінію

Алюміній походить від мінерального бокситу. Боксит перетворюється на оксид алюмінію (глинозем) через процес Bayer. Потім глинозем перетворюють на алюмінієвий метал за допомогою електролітичних клітин та процесу залу-героула.

Щорічний попит на алюміній

Попит на алюміній у всьому світі становить близько 29 мільйонів тонн на рік. Близько 22 мільйонів тонн - це новий алюміній, а 7 мільйонів тонн - перероблений алюмінієвий брухт. Використання переробленого алюмінію є економічно та екологічно переконливим. Для отримання 1 тонни нового алюмінію потрібно 14 000 кВт / год. І навпаки, потрібно лише 5% цього, щоб відновити та переробити одну тонну алюмінію. Немає різниці в якості між незайманими та переробленими алюмінієвими сплавами.

Застосування алюмінію

Чистийалюмінійм'який, пластичний, стійкий до корозії і має високу електропровідність. Він широко використовується для кабелів фольги та провідників, але сперма з іншими елементами необхідна для забезпечення більш високих сил, необхідних для інших застосувань. Алюміній - один із найлегших інженерних металів, що має співвідношення сили до ваги, що перевершує сталь.

Використовуючи різні комбінації його вигідних властивостей, таких як міцність, легкість, корозійна стійкість, переробленість та формуваність, алюміній використовується у постійно зростаючій кількості застосувань. Цей масив продуктів коливається від структурних матеріалів до тонких упаковки.

Позначення сплаву

Алюміній найчастіше лежить з міддю, цинком, магнієм, кремнієм, марганцем та літієм. Невеликі доповнення хрому, титану, цирконію, свинцю, вісмуту та нікелю також виготовлені, а залізо незмінно присутнє в невеликих кількостях.

Існує понад 300 кованих сплавів із 50 -ти спільним використанням. Зазвичай вони ідентифікуються за чотирма фігурними системою, яка виникла в США і тепер є загальновизнаною. У таблиці 1 описано систему кованих сплавів. Касі сплави мають подібні позначення та використовують п’ятизначну систему.

Таблиця 1.Позначення для кованих алюмінієвих сплавів.

Для нелегованих кованих алюмінієвих сплавів, позначених 1xxx, останні два цифри представляють чистоту металу. Вони еквівалентні останнім двома цифрами після десяткової точки, коли чистота алюмінію виражається до найближчих 0,01 відсотка. Друга цифра вказує на зміни в межах домішок. Якщо друга цифра дорівнює нулю, вона вказує на нелегований алюміній, що має природні межі домішки та 1 - 9, вказують на індивідуальні домішки або лежачі елементи.

Для груп 2xxx до 8xxx останні два цифри ідентифікують різні алюмінієві сплави в групі. Друга цифра вказує на модифікації сплавів. Друга цифра нуля вказує на оригінальний сплав та цілі числа 1 - 9, вказує на послідовні модифікації сплаву.

Фізичні властивості алюмінію

Щільність алюмінію

Алюміній має щільність приблизно на третину, ніж сталь або мідь, що робить його одним із найлегших комерційно доступних металів. Отримане в результаті співвідношення високої міцності та ваги робить його важливим структурним матеріалом, що дозволяє збільшити корисні навантаження або економію палива для транспортної промисловості, зокрема.

Міцність алюмінію

Чистий алюміній не має великої міцності на розрив. Однак додавання легуючих елементів, таких як марганець, кремній, мідь та магній, може збільшити властивості сили алюмінію та створювати сплав із властивостями, пристосованими до певних застосувань.

АлюмінійДобре підходить для холодних умов. Він має перевагу перед сталевою в тому, що його "міцність на розрив збільшується зі зниженням температури, зберігаючи її міцність. З іншого боку, сталь стає крихкою при низьких температурах.

Корозійна стійкість алюмінію

При вплиді повітря на поверхні алюмінію утворюється шар оксиду алюмінію. Цей шар має відмінну стійкість до корозії. Він досить стійкий до більшості кислот, але менш стійкий до лугів.

Теплопровідність алюмінію

Теплопровідність алюмінію приблизно втричі більше, ніж у сталі. Це робить алюміній важливим матеріалом як для охолодження, так і для опалення, таких як теплообмінники. У поєднанні з нетоксичним це властивість означає, що алюміній широко використовується в кухонному посуді та кухонному посуді.

Електропровідність алюмінію

Поряд з міддю, алюміній має електричну провідність, достатньо високу для використання в якості електропровідника. Незважаючи на те, що провідність часто використовуваного провідного сплаву (1350) становить лише близько 62% відпаленої міді, це лише третина вага і, отже, може проводити вдвічі більше електроенергії в порівнянні з міддю однакової ваги.

Відбивна здатність алюмінію

Від УФ до інфра-червоного, алюміній є чудовим відбивачем променистої енергії. Відбиття видимого світла близько 80% означає, що вона широко використовується у світильниках. Такі ж властивості відбивної здатності роблятьалюмінійІдеальний як ізоляційний матеріал для захисту від сонячних променів влітку, при цьому ізоляції від втрати тепла взимку.

Таблиця 2.Властивості для алюмінію.

Механічні властивості алюмінію

Алюміній може бути сильно деформований без відмови. Це дозволяє утворювати алюміній шляхом прокатки, екструдування, малювання, обробки та інших механічних процесів. Це також може бути відкинуто на високу толерантність.

Легування, холодна робота та теплообробка можуть бути використані для адаптації властивостей алюмінію.

Міцність на розрив чистого алюмінію становить близько 90 МПа, але це може бути збільшено до понад 690 МПа для деяких сплавів, що піддаються термічній терапії.

Алюмінієві стандарти

Старий стандарт BS1470 був замінений на дев'ять стандартів EN. Стандарти EN наведені в таблиці 4.

Таблиця 4.En Стандарти для алюмінію

Стандарти EN відрізняються від старого стандарту, BS1470 у наступних областях:

• Хімічні композиції - незмінні.
• Система нумерації сплавів - незмінна.
• Позначення температури для сплавів, які піддаються лікуванню, тепер охоплюють більш широкий спектр спеціальних темпів. До чотирьох цифр після T було введено для невисередніх додатків (наприклад, T6151).
• Позначення температури для не теплообробки, що піддаються лікуванню, - існуючі темпи не змінюються, але температури тепер більш всебічно визначені з точки зору того, як вони створюються. М'яка (O) вдача зараз H111 і вводилася проміжна температура H112. Для сплаву 5251 температури тепер показані як H32/H34/H36/H38 (еквівалентний H22/H24 тощо). H19/H22 & H24 тепер показані окремо.
• Механічні властивості - залишаються подібними до попередніх фігур. Зараз на тестових сертифікатах слід навести 0,2% доказового напруження.
• Допуски були підтягнуті до різних ступенів.
  

  Термічна обробка алюмінію

  Для алюмінієвих сплавів можна наносити діапазон термічних процедур:

  • Гомогенізація - видалення сегрегації при нагріванні після лиття.
  • Відпал-використовується після холодної роботи для пом'якшення загартованих робочих сплавів (1xxx, 3xxx та 5xxx).
  • Опади або затвердіння віку (сплави 2xxx, 6xxx та 7xxx).
  • Обробка тепла розчину перед старінням сплавів, що затверджують опадів.
  • Покладання на затвердіння покриттів
  • Після термічної обробки додається суфікс до номерів позначення.
  • Суфікс F означає "як виготовлений".
  • O означає "відпалені ковані продукти".
  • T означає, що це було «термічним лікуванням».
  • W означає, що матеріал був оброблений розчином.
  • H посилається на нетеплологічні сплави, які "холодно працюють" або "загартовані".
  • Негірні сплави, які піддаються лікуванню,-це ті, що в групах 3xxx, 4xxx та 5xxx.