Алюминий является самым распространенным металлом в мире и является третьим наиболее распространенным элементом, содержащим 8% земной коры. Универсальность алюминия делает его наиболее широко используемым металлом после стали.

Производство алюминия

Алюминий получен из минерального боксита. Боксит преобразуется в оксид алюминия (глинозем) через процесс Bayer. Алюминец затем преобразуется в алюминиевый металл с использованием электролитических ячеек и процесса Холла-Херулта.

Годовой спрос на алюминиевый

Всемирный спрос на алюминий составляет около 29 миллионов тонн в год. Около 22 миллионов тонн - это новый алюминий, а 7 миллионов тонн - переработанный алюминиевый лом. Использование переработанного алюминия экономически и экологически убедительно. Для производства 1 тонны нового алюминия требуется 14 000 кВтч. И наоборот, требуется всего 5%, чтобы переоборудовать и переработать одну тонну алюминия. Нет никакой разницы в качестве между девственными и переработанными алюминиевыми сплавами.

Приложения алюминия

Чистыйалюминиймягкий, пластичный, коррозионный устойчивый и обладает высокой электрической проводимостью. Он широко используется для фольги и кабелей -проводников, но для обеспечения более высоких сил, необходимых для других приложений. Алюминий является одним из самых легких инженерных металлов, имеющих соотношение прочности к весу, превосходящее сталь.

Используя различные комбинации его выгодных свойств, таких как сила, легкость, коррозионная стойкость, переработка и формируемость, алюминий используется в постоянно растущем числе приложений. Этот массив продуктов варьируется от структурных материалов до тонкой упаковочной фольги.

Обозначения сплава

Алюминий чаще всего спланирован меди, цинком, магнием, кремнием, марганцем и литием. Небольшие дополнения хрома, титана, циркония, свинца, висмута и никеля также сделаны, а железо неизменно присутствует в небольших количествах.

Существует более 300 кованых сплавов с 50 общим использованием. Они обычно идентифицируются четырех фигурной системой, которая возникла в США и в настоящее время общепринята. Таблица 1 описывает систему для кованых сплавов. Отдельные сплавы имеют аналогичные обозначения и используют пять цифр.

Таблица 1.Обозначения для кованых алюминиевых сплавов.

Для неплановых алюминиевых сплавов, обозначенных 1xxx, последние две цифры представляют чистоту металла. Они эквивалентны последними двумя цифрами после десятичной точки, когда чистота алюминия выражается в ближайшие 0,01 процента. Вторая цифра указывает на модификации в пределах примесей. Если вторая цифра равна нулю, это указывает на неплату от алюминия, имеющего естественные ограничения примесей и с 1 по 9, указывают на отдельные примеси или легирующие элементы.

Для групп от 2xxx до 8xxx последние две цифры идентифицируют различные алюминиевые сплавы в группе. Вторая цифра указывает на модификации сплава. Вторая цифра нуля указывает на исходный сплав, а целые числа от 1 до 9 указывают на последовательные модификации сплава.

Физические свойства алюминия

Плотность алюминия

Алюминий имеет плотность около трети стали или меди, что делает его одним из самых легких коммерчески доступных металлов. Результирующее соотношение высокой прочности к весу делает его важным структурным материалом, позволяющим увеличить полезные нагрузки или экономию топлива для транспортной промышленности, в частности.

Сила алюминия

Чистый алюминий не имеет высокой прочности на растяжение. Тем не менее, добавление легирующих элементов, таких как марганец, кремний, медь и магний, может увеличить прочность алюминия и производить сплав с свойствами, адаптированными к конкретным применениям.

Алюминийхорошо подходит для холодной среды. Он имеет преимущество перед сталью в том смысле, что его прочность на растяжение увеличивается с снижением температуры, сохраняя при этом ее вязкость. Сталь, с другой стороны, становится хрупкой при низких температурах.

Коррозионная стойкость алюминия

При воздействии воздуха слой оксида алюминия образуется почти мгновенно на поверхности алюминия. Этот слой обладает отличным сопротивлением коррозии. Он довольно устойчив к большинству кислот, но менее устойчив к щелочи.

Теплопроводность алюминия

Теплопроводность алюминия примерно в три раза больше, чем у стали. Это делает алюминий важным материалом как для охлаждения, так и для нагревания, таких как тепло-экс-экскангеры. В сочетании с нетоксичным, это свойство означает, что алюминий широко используется в кулинарной посуде и кухонной посуде.

Электрическая проводимость алюминия

Наряду с меди, алюминий обладает электрической проводимостью, достаточно высокой для использования в качестве электрического проводника. Хотя проводимость обычно используемого проводящего сплава (1350) составляет всего около 62% от отожженной меди, это всего лишь треть веса и, следовательно, может провести вдвое больше электричества по сравнению с медью того же веса.

Отражательная способность алюминия

От ультрафиолета до инфракрасного, алюминий является превосходным отражателем сияющей энергии. Видимый световой отражательность около 80% означает, что он широко используется в световых приспособлениях. Те же свойства отражательной способности делаюталюминийИдеально как изоляционный материал для защиты от солнечных лучей летом, в то же время изолируя от потери тепла зимой.

Таблица 2.Свойства для алюминия.

Механические свойства алюминия

Алюминий может быть строго деформирован без неудачи. Это позволяет сформировать алюминий путем прокатки, экструдирования, рисунка, обработки и других механических процессов. Это также может быть поднято на высокую терпимость.

Легирование, холодная работа и теплоемкость могут быть использованы для адаптации свойств алюминия.

Прочность на растяжение чистого алюминия составляет около 90 МПа, но это может быть увеличено до более чем 690 МПа для некоторых обработанных сплавами.

Алюминиевые стандарты

Старый стандарт BS1470 был заменен девятью стандартами EN. Стандарты EN приведены в таблице 4.

Таблица 4.EN Стандарты для алюминия

Стандарты EN отличаются от старого стандарта, BS1470 в следующих областях:

• Химические композиции - без изменений.
• Система нумерации сплавов - без изменений.
• Обозначения температуры для термообработанных сплавов теперь охватывают более широкий спектр специальных характеристик. До четырех цифр после того, как T были введены для нестандартных применений (например, T6151).
• Обозначения температуры для не поддающихся лечению сплавов. Существующие характеристики не изменяются, но экскурсии теперь более подробно определены с точки зрения того, как они создаются. Мягкий (O) Demper теперь H111, и был введен промежуточный характер H112. Для сплава 5251 Темпери теперь показаны как H32/H34/H36/H38 (эквивалентный H22/H24 и т. Д.). H19/H22 и H24 теперь показаны отдельно.
• Механические свойства - остаются похожими на предыдущие цифры. Теперь на 0,2% -ное доказательство должно быть указано в сертификатах испытаний.
• Допуски были затянуты до различных степеней.
  

  Термообработка алюминия

  Диапазон термообработков может быть применен к алюминиевым сплавам:

  • Гомогенизация - удаление сегрегации путем нагрева после литья.
  • Отжиг-используется после холода, работая для смягчения сплавов, ухаживающих за работой (1xxx, 3xxx и 5xxx).
  • Осадки или упрочнение возраста (сплавы 2xxx, 6xxx и 7xxx).
  • Тепловая обработка раствора перед старением сплавов укрепления осадков.
  • Охват для отверждения покрытий
  • После термической обработки к номерам обозначения добавляется суффикс.
  • Суффикс F означает «как сфабрикован».
  • O означает «отожженные кованые продукты».
  • T означает, что он был «обработан на тепло».
  • W означает, что материал был раствор.
  • H относится к необработанным сплавам, которые «холодно работают» или «устойчивы к напряжению».
  • Обработанные сплавы, не связанные с Heat, являются в группах 3xxx, 4xxx и 5xxx.