Алуминиумот е најобилниот метал во светот и е трет најчест елемент кој опфаќа 8% од Земјината кора. Разновидноста на алуминиумот го прави најкористениот метал по челик.

Производство на алуминиум

Алуминиумот е изведен од минералниот боксит. Бокситот се претвора во алуминиум оксид (алумина) преку процесот Баер. Алумина потоа се претвора во алуминиумски метал со употреба на електролитички клетки и процес на Хол-Хуроулт.

Годишна побарувачка на алуминиум

Побарувачката во светот за алуминиум е околу 29 милиони тони годишно. Околу 22 милиони тони е нов алуминиум и 7 милиони тони се рециклираат остатоци од алуминиум. Употребата на рециклиран алуминиум е економски и еколошки привлечна. Потребни се 14.000 kWh за производство на 1 тон нов алуминиум. Спротивно на тоа, потребни се само 5% од ова за да се потсети и да се рециклира еден тон алуминиум. Нема разлика во квалитетот помеѓу девицата и рециклираните легури на алуминиум.

Апликации на алуминиум

Чисталуминиуме мека, дуктилна, отпорна на корозија и има висока електрична спроводливост. Широко се користи за кабли за фолија и проводник, но легирањето со други елементи е неопходно за да се обезбедат повисоки јаки страни потребни за други апликации. Алуминиумот е еден од најлесните инженерски метали, со кој има сооднос на јачина до тежина супериорен во однос на челикот.

Користејќи разни комбинации на неговите поволни својства, како што се сила, леснотија, отпорност на корозија, рециклирање и формабилност, алуминиум се користи во сè поголем број апликации. Оваа низа на производи се движи од структурни материјали до тенки фолии за пакување.

Алуминиумски ознаки

Алуминиумот најчесто се лекува со бакар, цинк, магнезиум, силикон, манган и литиум. Исто така, се прават мали дополнувања на хром, титаниум, циркониум, олово, бизмут и никел, а железото е непроменливо присутно во мали количини.

Постојат над 300 ковани легури со 50 во заедничка употреба. Тие обично се идентификуваат со систем на четири фигури што потекнува од САД и сега е универзално прифатен. Табела 1 го опишува системот за ковани легури. Легурите на леата имаат слични ознаки и користат пет цифрен систем.

Табела 1.Ознаки за легури на ковано алуминиум.

За нелегалните ковани алуминиумски легури назначени 1xxx, последните две цифри претставуваат чистота на металот. Тие се еквивалентни на последните две цифри по децимална точка кога алуминиумската чистота се изразува до најблиските 0,01 проценти. Втората цифра означува модификации во границите на нечистотии. Ако втората цифра е нула, тоа укажува на нелегален алуминиум со природни граници на нечистотии и 1 до 9, укажува на индивидуални нечистотии или елементи за легура.

За групите 2xxx до 8xxx, последните две цифри идентификуваат различни алуминиумски легури во групата. Втората цифра означува модификации на легура. Втората цифра на нула означува оригинална легура и цели броеви од 1 до 9 укажуваат на последователни модификации на легурата.

Физички својства на алуминиум

Густина на алуминиум

Алуминиумот има густина околу една третина од челик или бакар што го прави еден од најлесните комерцијално достапни метали. Резултирачкиот однос на висока јачина на тежина го прави важен структурен материјал што овозможува зголемен товар или заштеда на гориво за транспортните индустрии особено.

Јачина на алуминиум

Чистиот алуминиум нема голема јачина на затегнување. Како и да е, додавањето на легирање елементи како манган, силикон, бакар и магнезиум може да ги зголеми својствата на јачината на алуминиумот и да произведе легура со својства прилагодени на одредени апликации.

Алуминиуме добро прилагодено на ладните околини. Има предност во однос на челикот со тоа што нејзината 'затегнување јачина се зголемува со намалување на температурата додека ја задржува својата цврстина. Челикот од друга страна станува кршлив на ниски температури.

Отпорност на корозија на алуминиум

Кога е изложен на воздух, слој на алуминиум оксид се формира скоро веднаш на површината на алуминиум. Овој слој има одличен отпор на корозија. Тој е прилично отпорен на повеќето киселини, но помалку отпорен на алкалиите.

Термичка спроводливост на алуминиум

Топлинската спроводливост на алуминиумот е околу три пати поголема од онаа на челикот. Ова го прави алуминиумот важен материјал и за апликации за ладење и за греење, како што се менувачи на топлина. Во комбинација со тоа што е нетоксичен, овој имот значи дека алуминиумот се користи широко во прибор за готвење и прибор за кукети.

Електрична спроводливост на алуминиум

Заедно со бакарот, алуминиумот има електрична спроводливост доволно висока за употреба како електричен спроводник. Иако спроводливоста на најчесто користената спроводлива легура (1350) е само околу 62% од Annealed бакар, таа е само една третина од тежината и затоа може да спроведе двојно поголема електрична енергија кога се споредува со бакар со иста тежина.

Рефлексивност на алуминиум

Од УВ до инфра-црвена, алуминиумот е одличен рефлектор на зрачна енергија. Видлива рефлексивност на светлината од околу 80% значи дека се користи во светлосни тела. Истите својства на рефлексивноста ги правиалуминиумИдеален како изолационен материјал за заштита од сончевите зраци во текот на летото, додека изолацијата од загуба на топлина во зима.

Табела 2.Својства за алуминиум.

Механички својства на алуминиум

Алуминиумот може сериозно да се деформира без неуспех. Ова овозможува да се формира алуминиум со тркалање, екструдирање, цртање, машинска обработка и други механички процеси. Исто така, може да се фрли на висока толеранција.

Алуминирање, ладно работење и третман на топлина може да се искористат за да се прилагодат својствата на алуминиумот.

Јачината на затегнување на чист алуминиум е околу 90 MPa, но ова може да се зголеми на над 690 MPa за некои легури што можат да се третираат со топлина.

Алуминиумски стандарди

Стариот стандард BS1470 е заменет со девет EN стандарди. Стандардите EN се дадени во Табела 4.

Табела 4.EN стандарди за алуминиум

Стандардите EN се разликуваат од стариот стандард, BS1470 во следниве области:

• Хемиски композиции - непроменети.
• Систем за нумерирање на легури - непроменет.
• Температурни ознаки за легури што можат да се лекуваат сега покриваат поширок спектар на специјални темпери. До четири цифри по воведувањето на Т за не-стандардни апликации (на пр. T6151).
• Температурни ознаки за легури што не се лекуваат со топлина - постојните температури се непроменети, но темперите сега се подебелно дефинирани во однос на тоа како се создаваат. Мекиот (О) темперамент сега е H111 и воведен е среден темперамент H112. За легура 5251 темперите сега се прикажани како H32/H34/H36/H38 (еквивалентно на H22/H24, итн.). H19/H22 & H24 сега се прикажани одделно.
• Механички својства - остануваат слични на претходните бројки. 0,2% доказ стрес сега мора да се цитира на сертификати за тестирање.
• Толеранциите се затегнати на различни степени.
  

  Топли третман на алуминиум

  Опсег на топлински третмани може да се примени на алуминиумските легури:

  • Хомогенизација - Отстранување на сегрегацијата со загревање по кастинг.
  • Annealing-Се користи по ладното работење за да ги омекне легурите за зацврстување на работата (1xxx, 3xxx и 5xxx).
  • Врнежи или зацврстување на возраста (легури 2xxx, 6xxx и 7xxx).
  • Решение за термичка обработка пред стареење на легури за зацврстување на врнежите.
  • Зачувување на лекувањето на облоги
  • После термичкиот третман, суфиксот се додава на броевите за означување.
  • Суфиксот F значи „како фабрикуван“.
  • O значи „Annealed ковани производи“.
  • Т значи дека е „третирано со топлина“.
  • W значи дека материјалот е третиран со топлина на раствор.
  • H се однесува на легури што не се лекуваат со топлина кои се „ладно работено“ или „зацврстено напрегање“.
  • Легурите што не се лекуваат се оние во групите 3xxx, 4xxx и 5xxx.