Aliuminis yra gausiausias pasaulyje metalas ir yra trečias labiausiai paplitęs elementas, sudarytas iš 8% žemės plutos. Aliuminio universalumas daro jį plačiausiai naudojamu metalu po plieno.

Aliuminio gamyba

Aliuminis gaunamas iš mineralinio boksito. Boksitas per „Bayer“ procesą paverčiamas aliuminio oksidu (aliuminiu oksidu). Tada aliuminio oksidas paverčiamas į aliuminio metalą, naudojant elektrolitines ląsteles ir Hall-Heroult procesą.

Metinė aliuminio paklausa

Visame pasaulyje aliuminio paklausa yra apie 29 milijonai tonų per metus. Apie 22 milijonus tonų yra naujas aliuminis, o 7 milijonai tonų yra perdirbtas aliuminio laužu. Perdirbto aliuminio naudojimas yra ekonomiškai ir ekologiškai patrauklus. Norint pagaminti 1 toną naujo aliuminio, reikia 14 000 kWh. Ir atvirkščiai, reikia tik 5% to, kad būtų galima perdirbti ir perdirbti vieną toną aliuminio. Tarp nekaltybės ir perdirbtų aliuminio lydinių kokybės nesiskiria.

Aliuminio taikymas

Grynasaliuminisyra minkšta, elastinga, atspari korozijai ir turi aukštą elektrinį laidumą. Jis plačiai naudojamas folijos ir laidininko kabeliams, tačiau norint užtikrinti aukštesnes stipriąsias puses, reikalingas kitoms programoms, būtina legiruoti su kitais elementais. Aliuminis yra vienas lengviausių inžinerinių metalų, turinčių stiprumo ir svorio santykį, pranašesnį nei plienas.

Naudojant įvairius jo naudingų savybių derinius, tokias kaip stiprumas, lengvumas, atsparumas korozijai, perdirbamumui ir formavimui, aliuminis naudojamas vis didėjančiame skaičiuje. Šis produktų rinkinys svyruoja nuo konstrukcinių medžiagų iki plonos pakavimo folijos.

Lydinio pavadinimai

Aliuminis dažniausiai legiruotas vario, cinko, magnio, silicio, mangano ir ličio. Taip pat gaminami nedideli chromo, titano, cirkonio, švino, bismuto ir nikelio papildymai, o geležis visada yra mažais kiekiais.

Yra daugiau nei 300 kaltinių lydinių, kuriuose yra 50 įprastų. Paprastai jie atpažįstami pagal keturių figūrų sistemą, kuri atsirado JAV ir dabar yra visuotinai priimta. 1 lentelėje aprašyta kaltinių lydinių sistema. Laidiniai lydiniai turi panašius pavadinimus ir naudoja penkių skaitmenų sistemą.

1 lentelė.Kalvystės aliuminio lydinių pavadinimai.

Paskutiniai du skaitmenys, nurodyti 1xxx, neskaidytoms aluminio lydiniams, paskutiniai du skaitmenys žymi metalo grynumą. Jie yra lygiaverčiai paskutiniams dviem skaitmenims po dešimtainio taško, kai aliuminio grynumas išreiškiamas artimiausiu 0,01 procento. Antrasis skaitmuo rodo priemaišų ribų modifikacijas. Jei antrasis skaitmuo yra lygus nuliui, tai rodo, kad neliestas aliuminis turi natūralias priemaišų ribas ir nuo 1 iki 9, nurodo atskirus priemaišas ar legiruotus elementus.

2xxx iki 8xxx grupių paskutiniai du skaitmenys nustato skirtingus aliuminio lydinius grupėje. Antrasis skaitmuo nurodo lydinio modifikacijas. Antrasis nulio skaitmuo rodo originalų lydinį, o sveikieji skaičiai nuo 1 iki 9 rodo iš eilės iš eilės lydinio modifikacijas.

Fizinės aliuminio savybės

Aliuminio tankis

Aliuminio tankis yra maždaug trečdalis plieno ar vario, todėl jis yra vienas lengviausių komerciškai prieinamų metalų. Dėl didelio stiprumo ir svorio santykio ji tampa svarbia konstrukcine medžiaga, leidžianti padidinti naudingus krovinius ar sutaupyti degalų, ypač transporto pramonei.

Aliuminio stiprumas

Grynas aliuminis neturi didelio tempimo stiprumo. Tačiau pridedant legiruotų elementų, tokių kaip manganas, silicis, vario ir magnio, gali padidinti aliuminio stiprumo savybes ir sukurti lydinį su savybėmis, pritaikytomis tam tikroms reikmėms.

Aliuminisgerai tinka šaltai aplinkai. Jis turi pranašumą prieš plieną, nes jo tempimo stiprumas didėja mažėjant temperatūrai, išlaikant tvirtumą. Kita vertus, plienas tampa trapus esant žemai temperatūrai.

Aliuminio atsparumas korozijai

Esant veikiamam orui, aliuminio oksido sluoksnis beveik akimirksniu susidaro aliuminio paviršiuje. Šis sluoksnis turi puikų atsparumą korozijai. Jis yra gana atsparus daugumai rūgščių, tačiau mažiau atsparus šarmams.

Šiluminis aliuminio laidumas

Šilumos aliuminio laidumas yra maždaug tris kartus didesnis nei plieno. Tai daro aliuminį svarbia medžiaga tiek aušinimui, tiek šildymui, tokioms kaip šilumos keksiukai. Kartu su netoksiška ši savybė reiškia, kad aliuminis plačiai naudojamas virimo induose ir virtuvės reikmenimis.

Aliuminio elektrinis laidumas

Kartu su vario aliuminiu turi pakankamai aukštą elektros laidumą, kad būtų galima naudoti kaip elektrinį laidininką. Nors dažniausiai naudojamo laidumo laidumo laidumas (1350) yra tik apie 62% atkaitinto vario, jis yra tik trečdalis svorio, todėl gali atlikti dvigubai daugiau elektros energijos, palyginti su to paties svorio vario.

Aliuminio atspindėjimas

Nuo UV iki infraraudonųjų spindulių aliuminis yra puikus spinduliavimo energijos atšvaitas. Maždaug 80% matomas šviesos atspindėjimas reiškia, kad jis plačiai naudojamas šviestuvuose. Tos pačios atspindžio savybės daroaliuminisIdealiai kaip izoliacinė medžiaga, skirta apsaugoti nuo saulės spindulių vasarą, o žiemą izoliuodamas nuo šilumos nuostolių.

2 lentelė.Aliuminio savybės.

Aliuminio mechaninės savybės

Aliuminis gali būti smarkiai deformuotas be gedimo. Tai leidžia aliuminį suformuoti riedant, išspaudus, piešiant, apdirbant ir kitus mechaninius procesus. Tai taip pat gali būti atiduota aukštai tolerancijai.

Lydimas, šaltas veikimas ir šilumos apdorojimas gali būti naudojami siekiant pritaikyti aliuminio savybes.

Gryno aliuminio tempimo stipris yra apie 90 MPa, tačiau kai kuriems šilumos apdorotam lydiniams tai gali būti padidinta iki daugiau nei 690 MPa.

Aliuminio standartai

Senasis BS1470 standartas buvo pakeistas devyniais EN standartais. EN standartai pateikti 4 lentelėje.

4 lentelė.En aliuminio standartai

EN standartai skiriasi nuo senojo standarto, BS1470 šiose srityse:

• Cheminės kompozicijos - nepakitę.
• Lydinio numeravimo sistema - nepakitusi.
• Šilumos gydomųjų lydinių saikiniai žymėjimai dabar apima platesnį specialių laikiklių asortimentą. Iki keturių skaitmenų po to, kai buvo įvesta T, ne standartinės programos (pvz., T6151).
• Nereaguojančių lydinių, esančių ne termino, žymėjimas - esami gundytojai yra nepakituojami, tačiau dabar tempikliai yra išsamiau apibrėžti atsižvelgiant į tai, kaip jie kuriami. Dabar minkštas (O) nuotaika yra H111 ir buvo įvestas tarpinis „Timet H112“. Laido 5251 tempai dabar rodomi kaip H32/H34/H36/H38 (lygi H22/H24 ir kt.). H19/H22 ir H24 dabar rodomi atskirai.
• Mechaninės savybės - išlieka panašios į ankstesnius skaičius. 0,2% įrodymo stresas dabar turi būti cituojamas bandymo sertifikatuose.
• Tolerancijos buvo sugriežtintos įvairiais laipsniais.
  

  Šiluminis aliuminio apdorojimas

  Aliuminio lydiniams gali būti taikoma daugybė šilumos apdorojimo būdų:

  • Homogenizacija - segregacijos pašalinimas kaitinant po liejimo.
  • Atkaitinimas-naudojamas po šalčio, dirbant siekiant sušvelninti darbus kankinančius lydinius (1xxx, 3xxx ir 5xxx).
  • Krituliai ar amžiaus sukietėjimas (2xxx, 6xxx ir 7xxx lydiniai).
  • Tirpalo šilumos apdorojimas prieš senstant krituliams sukietinantiems lydiniams.
  • Kreipimas į dangų kietėjimą
  • Po terminio apdorojimo priesaga pridedama prie žymėjimo numerių.
  • Priesaga F reiškia „kaip pagaminta“.
  • O reiškia „atkaitintus kaltintus produktus“.
  • T reiškia, kad jis buvo „termiškai gydomas“.
  • W reiškia, kad medžiaga buvo gydoma tirpalu.
  • H reiškia ne termiškai gydomus lydinius, kurie yra „dirbami šaltai“ arba „sukietėjusio deformacijos“.
  • Nekaisite gydomi lydiniai yra 3xxx, 4xxx ir 5xxx grupėse.