Az alumínium a világ leggyakoribb féme, és a harmadik leggyakoribb elem, amely a Föld kéregének 8% -át tartalmazza. Az alumínium sokoldalúsága az acél után a legszélesebb körben használt fém.
Alumínium előállítása
Az alumínium az ásványi bauxitból származik. A bauxitot alumínium -oxidgá (alumínium -oxid) alakítják át a Bayer folyamaton keresztül. Az alumínium-oxidot ezután alumínium fémré alakítják elektrolitikus sejtek és a Hall-Heroult folyamat felhasználásával.
Alumínium éves kereslete
Az alumínium iránti kereslet évente körülbelül 29 millió tonna. Körülbelül 22 millió tonna új alumínium, 7 millió tonnát újrahasznosított alumíniumhulladék. Az újrahasznosított alumínium használata gazdasági és környezeti szempontból vonzó. 14 000 kWh -ra van szükség 1 tonna új alumínium előállításához. Ezzel szemben ennek csak 5% -át veszi igénybe, hogy egy tonna alumínium újjáépítését és újrahasznosítása legyen. Nincs különbség a minőségben a szűz és az újrahasznosított alumíniumötvözetek között.
Alumínium alkalmazása
Tisztaalumíniumpuha, gömbölyű, korrózióálló és nagy elektromos vezetőképességű. Széles körben használják a fólia és a vezetékkábelekhez, de más elemekkel való ötvözés szükséges ahhoz, hogy az egyéb alkalmazásokhoz szükséges magasabb szilárdságokat biztosítson. Az alumínium az egyik legkönnyebb mérnöki fém, amelynek szilárdsága és súly aránya jobb, mint az acél.
Az előnyös tulajdonságainak különféle kombinációinak felhasználásával, mint például az erősség, a könnyűség, a korrózióállóság, az újrahasznosíthatóság és a formálhatóság, az alumíniumot egyre növekvő számú alkalmazásban alkalmazzák. Ez a termékcsalád a szerkezeti anyagoktól a vékony csomagolási fóliákig terjed.
Ötvözött jelölések
Az alumínium leggyakrabban réz, cink, magnézium, szilícium, mangán és lítium ötvözi. A króm, a titán, a cirkónium, az ólom, a bizmut és a nikkel kis kiegészítései szintén elkészülnek, és a vas mindig kis mennyiségben jelen van.
Több mint 300 kovácsolt ötvözet van, akiknek általános felhasználása van. Általában egy négy figura rendszer azonosítja őket, amelyek az USA -ból származnak, és most egyetemesen elfogadják. Az 1. táblázat leírja a kovácsolt ötvözetek rendszerét. Az öntött ötvözetek hasonló megnevezéssel rendelkeznek, és öt számjegyű rendszert használnak.
1. táblázat.Megjelölés a kovácsolt alumíniumötvözetekhez.
| Ötvözött elem | Kidolgozott |
|---|---|
| Nincs (99%+ alumínium) | 1xxx |
| Réz | 2xxx |
| Mangán | 3xxx |
| Szilícium | 4xxx |
| Magnézium | 5xxx |
| Magnézium + szilícium | 6xxx |
| Cink | 7xxx |
| Lítium | 8xxx |
Az 1xxx -nek nevezett, nem megfelelő kovácsolt alumíniumötvözetek esetében az utolsó két számjegy a fém tisztaságát képviseli. Ezek megegyeznek a tizedes pont utáni utolsó két számjegygel, amikor az alumínium tisztaságát 0,01 százalékkal fejezik ki. A második számjegy a szennyezősági határok módosítását jelzi. Ha a második számjegy nulla, akkor ez azt jelzi, hogy a természetes szennyezősági határértékek és az 1–9 -es számú ötvözött alumínium az egyedi szennyeződéseket vagy az ötvözési elemeket jelzi.
A 2xxx - 8xxx csoportok esetében az utolsó két számjegy különböző alumíniumötvözeteket azonosít a csoportban. A második számjegy az ötvözött módosításokat jelzi. A nulla második számjegye az eredeti ötvözetet és az 1-9 egész számot jelzi az egymást követő ötvözet módosításait.
Alumínium fizikai tulajdonságai
Alumínium sűrűsége
Az alumínium sűrűsége körülbelül egyharmada az acél vagy a réznél, így az egyik legkönnyebb kereskedelemben kapható fém. Az ebből eredő nagy szilárdság -súlyarány fontos szerkezeti anyaggá teszi, amely lehetővé teszi a megnövekedett hasznos teher vagy az üzemanyag -megtakarításokat, különösen a közlekedési ipar számára.
Alumínium ereje
A tiszta alumíniumnak nincs magas szakítószilárdsága. Az olyan ötvöző elemek, mint a mangán, a szilícium, a réz és a magnézium hozzáadása azonban növeli az alumínium szilárdsági tulajdonságait, és olyan ötvözetet hozhat létre, amelyek tulajdonságai az egyes alkalmazásokhoz igazodtak.
Alumíniumjól alkalmazható a hideg környezethez. Ennek előnye az acélhoz képest, mivel a szakítószilárdsága a hőmérséklet csökkenésével növekszik, miközben megtartja a keménységét. Az acél viszont törékeny lesz alacsony hőmérsékleten.
Alumínium korrózióállóság
Ha levegőnek vannak kitéve, az alumínium -oxid réteg szinte azonnal képződik az alumínium felületén. Ez a réteg kiválóan ellenáll a korróziónak. Meglehetősen ellenálló a legtöbb savval szemben, de kevésbé rezisztens az lúgokkal szemben.
Alumínium hővezető képessége
Az alumínium hővezető képessége körülbelül háromszor nagyobb, mint az acélé. Ez az alumíniumot fontos anyaggá teszi mind a hűtési, mind a fűtési alkalmazások, például a hőcserélők számára. Kombinálva, ha nem mérgező, ez az ingatlan azt jelenti, hogy az alumíniumot széles körben használják a főzőedények és a konyhai eszközök számára.
Alumínium elektromos vezetőképessége
A réz mellett az alumínium elektromos vezetőképessége elég magas ahhoz, hogy elektromos vezetőként használja. Noha az általánosan használt vezető ötvözet (1350) vezetőképessége csak a lágyított réz körülbelül 62% -a, ez csak egyharmada a súly, ezért kétszer annyi villamos energiát tud viselni, mint az azonos súlyú réz.
Alumínium reflexiós képessége
Az UV-tól az infravörösig az alumínium a sugárzó energia kiváló reflektorja. Körülbelül 80% -os látható fényvisszaverődés azt jelenti, hogy széles körben használják a világítótestekben. Ugyanezek a reflexió tulajdonságaialumíniumIdeális szigetelő anyagként, hogy megvédje a nyári nap sugarait, miközben a téli hőveszteséget szigetel.
2. táblázat.Az alumínium tulajdonságai.
| Ingatlan | Érték |
|---|---|
| Atomszám | 13 |
| Atomtömeg (g/mol) | 26.98 |
| Vegyérték | 3 |
| Kristályszerkezet | FCC |
| Olvadási pont (° C) | 660.2 |
| Forráspont (° C) | 2480 |
| Átlagos specifikus hő (0-100 ° C) (cal/g. ° C) | 0,219 |
| Hővezető képesség (0-100 ° C) (cal/cms. ° C) | 0,57 |
| A lineáris tágulás együtthatása (0-100 ° C) (x10-6/° C) | 23.5 |
| Elektromos ellenállás 20 ° C -on (ω.cm) | 2.69 |
| Sűrűség (g/cm3) | 2.6898 |
| Rugalmassági modulus (GPA) | 68.3 |
| Poissons arány | 0,34 |
Alumínium mechanikai tulajdonságai
Az alumínium meghibásodás nélkül súlyosan deformálódhat. Ez lehetővé teszi az alumínium kialakulását gördítéssel, extrudálással, rajzolással, megmunkálással és más mechanikai folyamatokkal. Ez is magas toleranciát is le lehet dobni.
Az ötvözés, a hideg munka és a hőkezelés mind felhasználható az alumínium tulajdonságainak testreszabására.
A tiszta alumínium szakítószilárdsága körülbelül 90 MPa, de ez több mint 690 MPa-ra növelhető néhány hőkezelhető ötvözetnél.
Alumínium előírások
A régi BS1470 szabványt kilenc EN szabvány váltotta fel. Az EN szabványokat a 4. táblázat tartalmazza.
4. táblázat.En szabványok az alumíniumra
| Standard | Hatókör |
|---|---|
| EN485-1 | Az ellenőrzés és a kézbesítés technikai feltételei |
| EN485-2 | Mechanikai tulajdonságok |
| EN485-3 | A forró hengerelt anyag tűrései |
| EN485-4 | A hidegen hengerelt anyag tűrései |
| EN515 | Temperamentumok megnevezése |
| EN573-1 | Numerikus ötvözet -jelölési rendszer |
| EN573-2 | Kémiai szimbólumjelző rendszer |
| EN573-3 | Kémiai összetétel |
| EN573-4 | Terméki formák különböző ötvözetekben |
Az EN szabványok különböznek a régi szabványtól, a BS1470 -től a következő területeken:
- Kémiai kompozíciók - változatlan.
- Allvalle számozási rendszer - változatlan.
- A hőkezelhető ötvözetek hőmérsékleti megnevezése most a speciális hőmérséklet szélesebb körét fedi le. Legfeljebb négy számjegyet, miután a T-t bevezették a nem standard alkalmazásokhoz (pl. T6151).
- A nem hőkezelhető ötvözetek temperamentuma - a meglévő mérsékeltek változatlanok, de a mérsékeltek most átfogóbban vannak meghatározva annak létrehozása szempontjából. A puha (O) temperamentum most H111, és a H112 köztes hőmérsékletet vezettek be. Az 5251 ötvözetnél a hőmérsékleteket H32/H34/H36/H38 (H22/H24 stb. A H19/H22 és H24 most külön -külön látható.
- Mechanikai tulajdonságok - továbbra is hasonlóak a korábbi adatokhoz. A 0,2% -os bizonyítási stresszet most meg kell idézni a teszt tanúsítványokon.
- A tűréseket különböző fokokra szorították.
Alumínium hőkezelése
Az alumíniumötvözetekre számos hőkezelés alkalmazható:
- Homogenizáció - A szegregáció eltávolítása az öntés utáni melegítéssel.
- Lágyítás-hideg munka után használják a munka keményítő ötvözeteinek (1xxx, 3xxx és 5xxx) lágyítására.
- Csapadék vagy életkor megkeményedése (2xxx, 6xxx és 7xxx ötvözetek).
- Megoldás hőkezelés A csapadékkeményítő ötvözetek öregedése előtt.
- Kaszt a bevonatok kikeményedéséhez
- A hőkezelés után utótagot adnak a jelölési számokhoz.
- Az f utótag azt jelenti, hogy „gyártott”.
- O: „lágyított kovácsolt termékek”.
- T azt jelenti, hogy „hőkezelték”.
- W azt jelenti, hogy az anyagot oldat hőkezelték.
- H a nem hőkezelhető ötvözetekre utal, amelyek „hidegen működnek” vagy „megkeményedtek”.
- A nem melegíthető ötvözetek a 3xxx, 4xxx és 5xxx csoportokban szerepelnek.
A postai idő: június 16-2021