Aluminium is die wêreld se volopste metaal en is die derde algemeenste element wat 8% van die aardkors uitmaak. Die veelsydigheid van aluminium maak dit die mees gebruikte metaal na staal.

Produksie van aluminium

Aluminium is afgelei van die minerale bauxiet. Bauxiet word via die Bayer -proses omgeskakel na aluminiumoksied (alumina). Die alumina word dan omgeskakel na aluminiummetaal met behulp van elektrolitiese selle en die Hall-Heroult-proses.

Jaarlikse vraag na aluminium

Die wêreldwye vraag na aluminium is ongeveer 29 miljoen ton per jaar. Ongeveer 22 miljoen ton is 'n nuwe aluminium en 7 miljoen ton is aluminium -skroot herwin. Die gebruik van herwinde aluminium is ekonomies en omgewings dwingend. Dit neem 14.000 kWh om 1 ton nuwe aluminium te produseer. Omgekeerd neem dit slegs 5% hiervan om een ​​ton aluminium te herleef en te herwin. Daar is geen verskil in kwaliteit tussen maagdelike en herwinde aluminiumlegerings nie.

Aansoeke van aluminium

Suiweraluminiumis sag, rekbaar, korrosiebestand en het 'n hoë elektriese geleidingsvermoë. Dit word wyd gebruik vir foelie- en geleierkabels, maar legering met ander elemente is nodig om die hoër sterk punte te bied wat nodig is vir ander toepassings. Aluminium is een van die ligste ingenieursmetale, met 'n sterkte -tot -gewigsverhouding beter as staal.

Deur verskillende kombinasies van sy voordelige eienskappe soos sterkte, ligtheid, korrosie-weerstand, herwinbaarheid en vormbaarheid te gebruik, word aluminium gebruik in 'n toenemende aantal toepassings. Hierdie verskeidenheid produkte wissel van strukturele materiale tot dun verpakkingsfoelies.

Legeringsbenamings

Aluminium word meestal met koper, sink, magnesium, silikon, mangaan en litium geleg. Klein toevoegings van chroom, titaan, sirkonium, lood, bismut en nikkel word ook gemaak en yster is altyd in klein hoeveelhede teenwoordig.

Daar is meer as 300 bewegende legerings met 50 in algemene gebruik. Dit word normaalweg geïdentifiseer deur 'n vier -figuurstelsel wat in die VSA ontstaan ​​het en word nou universeel aanvaar. Tabel 1 beskryf die stelsel vir smee -legerings. Gooi legerings het soortgelyke benamings en gebruik 'n vyf -syfer -stelsel.

Tabel 1.Benamings vir bewerkte aluminiumlegerings.

Vir die ongeoorloofde bewerkte aluminiumlegerings wat 1xxx aangewys is, verteenwoordig die laaste twee syfers die suiwerheid van die metaal. Dit is gelykstaande aan die laaste twee syfers na die desimale punt wanneer aluminiumsuiwerheid tot die naaste 0,01 persent uitgedruk word. Die tweede syfer dui aan wysigings in onreinheidsbeperkings. As die tweede syfer nul is, dui dit daarop dat ongegeerde aluminium met natuurlike onreinheidsbeperkings en 1 tot 9, individuele onsuiwerhede of legeringselemente aandui.

Vir die 2xxx tot 8xxx -groepe identifiseer die laaste twee syfers verskillende aluminiumlegerings in die groep. Die tweede syfer dui op legeringsaanpassings. 'N Tweede syfer van nul dui op die oorspronklike legering en heelgetalle 1 tot 9 dui op opeenvolgende legeringsaanpassings aan.

Fisiese eienskappe van aluminium

Digtheid van aluminium

Aluminium het 'n digtheid van ongeveer een derde van staal of koper, wat dit een van die ligste kommersieel beskikbare metale maak. Die gevolglike verhouding met 'n hoë sterkte en gewig maak dit 'n belangrike strukturele materiaal wat veral verhoogde vragte of brandstofbesparing vir vervoerbedrywe moontlik maak.

Sterkte van aluminium

Suiwer aluminium het nie 'n hoë treksterkte nie. Die toevoeging van legeringselemente soos mangaan, silikon, koper en magnesium kan egter die sterkteienskappe van aluminium verhoog en 'n legering produseer met eienskappe wat aangepas is vir bepaalde toepassings.

Aluminiumis goed geskik vir koue omgewings. Dit het die voordeel bo staal deurdat sy treksterkte toeneem met dalende temperatuur, terwyl die taaiheid behou word. Staal aan die ander kant word bros by lae temperature.

Korrosieweerstand van aluminium

As dit aan lug blootgestel word, vorm 'n laag aluminiumoksied byna onmiddellik op die oppervlak van aluminium. Hierdie laag het uitstekende weerstand teen korrosie. Dit is redelik bestand teen die meeste sure, maar minder bestand teen alkalis.

Termiese geleidingsvermoë van aluminium

Die termiese geleidingsvermoë van aluminium is ongeveer drie keer groter as die van staal. Dit maak aluminium 'n belangrike materiaal vir verkoeling en verwarmingstoepassings soos hitte-uitruilers. Gekombineer daarmee dat dit nie giftig is nie, beteken dit dat aluminium breedvoerig in kookgereedskap en kombuisware gebruik word.

Elektriese geleidingsvermoë van aluminium

Saam met koper het aluminium 'n elektriese geleidingsvermoë hoog genoeg vir gebruik as elektriese geleier. Alhoewel die geleidingsvermoë van die algemeen gebruikte geleidende legering (1350) slegs ongeveer 62% van die uitgegloeide koper is, is dit slegs een derde van die gewig en kan dit dus twee keer soveel elektrisiteit in vergelyking met dieselfde gewig in vergelyking wees.

Reflektiwiteit van aluminium

Van UV tot infrarooi is aluminium 'n uitstekende weerkaatser van stralende energie. Sigbare ligreflektiwiteit van ongeveer 80% beteken dat dit wyd in ligte gebruik word. Dieselfde eienskappe van reflektiwiteit maakaluminiumIdeaal as 'n isolerende materiaal om in die somer teen die son se strale te beskerm, terwyl dit in die winter teen hitteverlies isoleer.

Tabel 2.Eienskappe vir aluminium.

Meganiese eienskappe van aluminium

Aluminium kan ernstig vervorm word sonder mislukking. Hiermee kan aluminium gevorm word deur te rol, te ekstruder, teken, bewerking en ander meganiese prosesse. Dit kan ook tot 'n hoë verdraagsaamheid gegiet word.

Legering, koue werk en hittebehandelings kan almal gebruik word om die eienskappe van aluminium aan te pas.

Die treksterkte van suiwer aluminium is ongeveer 90 MPa, maar dit kan verhoog word tot meer as 690 MPa vir sommige hittebehandelbare legerings.

Aluminiumstandaarde

Die ou BS1470 -standaard is volgens nege en standaarde vervang. Die EN -standaarde word in Tabel 4 gegee.

Tabel 4.EN -standaarde vir aluminium

Die EN -standaarde verskil van die ou standaard, BS1470 in die volgende gebiede:

• Chemiese samestellings - onveranderd.
• Legeringsnommerstelsel - onveranderd.
• Temperbenamings vir hittebehandelbare legerings dek nou 'n groter verskeidenheid spesiale tempers. Tot vier syfers nadat die T vir nie-standaardtoepassings bekendgestel is (bv. T6151).
• Temperbenamings vir nie -hitte -behandelbare legerings - bestaande tempers is onveranderd, maar tempels word nou meer omvattend gedefinieër in terme van hoe dit geskep word. Sagte (O) humeur is nou H111 en 'n tussentydse humeur H112 is bekendgestel. Vir legering 5251 word tempers nou getoon as H32/H34/H36/H38 (gelykstaande aan H22/H24, ens.). H19/H22 en H24 word nou afsonderlik getoon.
• Meganiese eienskappe - bly soortgelyk aan vorige syfers. 0,2% Bewysspanning moet nou op toetssertifikate aangehaal word.
• Verdraagsaamheid is in verskillende grade vasgemaak.
  

  Hittebehandeling van aluminium

  'N Reeks hittebehandelings kan op aluminiumlegerings toegepas word:

  • Homogenisering - die verwydering van segregasie deur te verhit na gietstuk.
  • Gloeiing-Word gebruik na koue werk om werkverhardingslegerings te versag (1xxx, 3xxx en 5xxx).
  • Neerslag of ouderdom verharding (legerings 2xxx, 6xxx en 7xxx).
  • Oplossing hittebehandeling voor veroudering van neerslagverhardende legerings.
  • Stowe vir die genesing van bedekkings
  • Na hittebehandeling word 'n agtervoegsel by die aanwysingsgetalle gevoeg.
  • Die agtervoegsel F beteken “soos vervaardig”.
  • O beteken “uitgegloeide smeedprodukte”.
  • T beteken dat dit 'hitte behandel' is.
  • W beteken dat die materiaal oplossingshitte behandel is.
  • H verwys na nie -hitte -behandelbare legerings wat 'koud gewerk' of 'verharde' is.
  • Die nie-hitte-behandelbare legerings is dié in die 3xxx-, 4xxx- en 5xxx-groepe.