Alüminyum, dünyanın en bol metaldir ve Dünya kabuğunun% 8'ini içeren üçüncü en yaygın unsurdur. Alüminyumun çok yönlülüğü onu çelikten sonra en yaygın kullanılan metal yapar.

Alüminyum üretimi

Alüminyum mineral boksitten türetilmiştir. Boksit, Bayer işlemi yoluyla alüminyum okside (alümina) dönüştürülür. Alümina daha sonra elektrolitik hücreler ve Hall-Heroult işlemi kullanılarak alüminyum metale dönüştürülür.

Yıllık alüminyum talebi

Dünya çapında alüminyum talep yılda yaklaşık 29 milyon ton. Yaklaşık 22 milyon ton yeni alüminyum ve 7 milyon ton geri dönüştürülmüş alüminyum hurda. Geri dönüştürülmüş alüminyum kullanımı ekonomik ve çevresel olarak zorlayıcıdır. 1 ton yeni alüminyum üretmek 14.000 kWh alır. Tersine, bir ton alüminyum yeniden düzenlemek ve geri dönüştürmek bunun sadece% 5'i gerekir. Bakire ve geri dönüştürülmüş alüminyum alaşımları arasında kalite farkı yoktur.

Alüminyum uygulamaları

Safalüminyumyumuşak, sünek, korozyona dayanıklıdır ve yüksek elektriksel iletkenliğe sahiptir. Folyo ve iletken kabloları için yaygın olarak kullanılır, ancak diğer uygulamalar için gereken daha yüksek güçleri sağlamak için diğer elemanlar ile alaşım yapılması gereklidir. Alüminyum, çeliğin üstünde bir mukavemet / ağırlık oranına sahip en hafif mühendislik metallerinden biridir.

Mukavemet, hafiflik, korozyon direnci, geri dönüştürülebilirlik ve biçimlendirilebilirlik gibi avantajlı özelliklerinin çeşitli kombinasyonlarını kullanarak alüminyum, sürekli artan sayıda uygulamada kullanılmaktadır. Bu ürün dizisi yapısal malzemelerden ince ambalaj folyolarına kadar değişmektedir.

Alaşım atamaları

Alüminyum en yaygın olarak bakır, çinko, magnezyum, silikon, manganez ve lityum ile alaşımdır. Küçük krom, titanyum, zirkonyum, kurşun, bizmut ve nikel eklemeleri de yapılır ve demir her zaman küçük miktarlarda bulunur.

Ortak kullanımda 50'den fazla dövülmüş alaşım vardır. Normalde ABD'de ortaya çıkan ve şimdi evrensel olarak kabul edilen dört figür sistemi ile tanımlanırlar. Tablo 1, işlenmiş alaşımlar için sistem açıklanmaktadır. Dökme alaşımları benzer atamalara sahiptir ve beş haneli bir sistem kullanır.

Tablo 1.Farabalı alüminyum alaşımları için atamalar.

1xxx olarak adlandırılan alaşımsız dövülmüş alüminyum alaşımlar için, son iki basamak metalin saflığını temsil eder. Alüminyum saflığın en yakın yüzde 0.01'e ifade edildiğinde ondalık noktadan sonra son iki basamağa eşdeğerdir. İkinci basamak safsızlık sınırlarındaki değişiklikleri gösterir. İkinci basamak sıfırsa, doğal safsızlık sınırlarına ve 1 ila 9'a sahip alaşımsız alüminyum gösterir, bireysel safsızlıkları veya alaşım elemanlarını gösterir.

2xxx ila 8xxx grupları için, son iki basamak gruptaki farklı alüminyum alaşımlarını tanımlar. İkinci basamak alaşım değişikliklerini gösterir. İkinci bir sıfır basamağı, orijinal alaşım ve 1 ila 9 tamsayılarını gösterir. Ardışık alaşım modifikasyonlarını gösterir.

Alüminyumun fiziksel özellikleri

Alüminyum yoğunluğu

Alüminyum, çelik veya bakırın üçte biri civarında bir yoğunluğa sahiptir, bu da onu ticari olarak mevcut olan en hafif metallerden biridir. Sonuç olarak, yüksek mukavemet / ağırlık oranı, özellikle ulaşım endüstrileri için artan yüklere veya yakıt tasarrufuna izin veren önemli bir yapısal malzeme haline getirir.

Alüminyumun gücü

Saf alüminyum yüksek gerilme mukavemeti yoktur. Bununla birlikte, manganez, silikon, bakır ve magnezyum gibi alaşım elemanlarının eklenmesi, alüminyumun mukavemet özelliklerini artırabilir ve belirli uygulamalara göre uyarlanmış özelliklere sahip bir alaşım üretebilir.

Alüminyumsoğuk ortamlar için çok uygundur. Sertliğini korurken sıcaklığın azalmasıyla gerilme mukavemeti artar. Öte yandan çelik düşük sıcaklıklarda kırılgan hale gelir.

Alüminyumun korozyon direnci

Havaya maruz kaldığında, bir alüminyum oksit tabakası neredeyse anında alüminyum yüzeyinde oluşur. Bu katman korozyona karşı mükemmel bir dirence sahiptir. Çoğu aside oldukça dirençlidir, ancak alkalilere daha az dirençlidir.

Alüminyumun termal iletkenliği

Alüminyumun termal iletkenliği çeliğe yaklaşık üç kat daha fazladır. Bu, alüminyumun ısı eklemeleri gibi hem soğutma hem de ısıtma uygulamaları için önemli bir malzeme haline getirir. Toksik olmaması ile birlikte bu özellik, alüminyumun pişirme eşyalarında ve mutfak eşyalarında yaygın olarak kullanıldığı anlamına gelir.

Alüminyumun elektriksel iletkenliği

Bakır ile birlikte, alüminyum elektrik iletkeni olarak kullanılmak üzere yeterince yüksek bir elektrik iletkenliğine sahiptir. Yaygın olarak kullanılan iletken alaşımın (1350) iletkenliği tavlanmış bakırın sadece% 62'si olmasına rağmen, ağırlığın sadece üçte biridir ve bu nedenle aynı ağırlığın bakırına kıyasla iki kat daha fazla elektrik gerçekleştirebilir.

Alüminyumun yansıtıcılığı

UV'den kızılöteye kadar, alüminyum radyant enerjinin mükemmel bir reflektörüdür. Yaklaşık% 80'in görünür ışık yansıtma, ışık armatürlerinde yaygın olarak kullanıldığı anlamına gelir. Aynı yansıtma özellikleri yaparalüminyumYaz aylarında güneş ışınlarına karşı korumak için bir yalıtım malzemesi olarak idealdir, kışın ısı kaybına karşı yalıtım.

Tablo 2.Alüminyum için özellikler.

Alüminyumun mekanik özellikleri

Alüminyum başarısız olmadan ciddi şekilde deforme olabilir. Bu, alüminyumun haddeleme, ekstrüde, çizim, işleme ve diğer mekanik süreçlerle oluşturulmasını sağlar. Ayrıca yüksek bir toleransa atılabilir.

Alüminyumun özelliklerini uyarlamak için alaşım, soğuk çalışma ve ısı işlemi kullanılabilir.

Saf alüminyumun gerilme mukavemeti 90 MPa civarındadır, ancak bu, ısıl işlem görülebilir bazı alaşımlar için 690 MPa'nın üzerine çıkarılabilir.

Alüminyum standartları

Eski BS1470 standardının yerini dokuz EN standardı aldı. EN standartları Tablo 4'te verilmiştir.

Tablo 4.Alüminyum için EN Standartlar

EN standartları, aşağıdaki alanlarda eski standart, BS1470'den farklıdır:

• Kimyasal bileşimler - Değişmez.
• Alaşım Numaralandırma Sistemi - Değişmez.
• Isıya göre işlenebilir alaşımlar için temper atamaları artık daha geniş bir özel sıcaklık yelpazesini kapsamaktadır. Standart olmayan uygulamalar için T'den sonra dört basamaklı (örn. T6151).
• Isıya göre tedavi edilemeyen alaşımlar için temper atamaları - Mevcut sıcaklıklar değişmez, ancak sıcaklıklar artık nasıl yaratıldıkları açısından daha kapsamlı bir şekilde tanımlanmıştır. Yumuşak (O) öfkesi şimdi H111'dir ve bir ara sıcaklık H112 tanıtılmıştır. Alaşım için 5251 sıcaklıkları artık H32/H34/H36/H38 (H22/H24, vb. Eşdeğeri) olarak gösterilmektedir. H19/H22 ve H24 artık ayrı olarak gösteriliyor.
• Mekanik Özellikler - Önceki rakamlara benzer kalır. Test sertifikalarında artık% 0.2 kanıt stresi alıntılamalıdır.
• Toleranslar çeşitli derecelere kadar sıkılmıştır.
  

  Alüminyumun ısıl işlemi

  Alüminyum alaşımlarına bir dizi ısı tedavisi uygulanabilir:

  • Homojenleştirme - Dökümden sonra ısıtma ile ayrımcılığın çıkarılması.
  • Tavlama-İş sertleştirme alaşımlarını (1xxx, 3xxx ve 5xxx) yumuşatmak için soğuk çalışmadan sonra kullanılır.
  • Yağış veya yaş sertleştirme (alaşımlar 2xxx, 6xxx ve 7xxx).
  • Çözelti Yağış sertleşen alaşımların yaşlanmasından önce ısıl işlem.
  • Kaplamaların kürlenmesi için soba
  • Isıl işlemden sonra atama numaralarına bir sonek eklenir.
  • F eki “imal edildiği gibi” anlamına gelir.
  • O “tavlanmış işlenmiş ürünler” anlamına gelir.
  • T, “ısıl işlem görmüş” anlamına gelir.
  • W, malzemenin çözelti ısısına bağlı olduğu anlamına gelir.
  • H, “soğuk işlenmiş” veya “gerinim sertleştirilmiş” ısıl işlem görmeyen alaşımları ifade eder.
  • Isıtma tedavi edilemeyen alaşımlar 3xxx, 4xxx ve 5xxx gruplarındakilerdir.