Aluminij je najobičniji metal na svijetu i treći je najčešći element koji sadrži 8% zemaljske kore. Svestranost aluminija čini ga najčešće korištenim metalom nakon čelika.

Proizvodnja aluminija

Aluminijum je izveden iz mineralnog boksita. Bauksit se pretvara u aluminijski oksid (alumina) putem Bayer procesa. Alumina se zatim pretvara u aluminijski metal pomoću elektrolitičkih ćelija i procesa Hall-Heroult.

Godišnja potražnja aluminija

Potražnja širom svijeta za aluminij iznosi oko 29 miliona tona godišnje. Oko 22 miliona tona je novi aluminijum, a 7 miliona tona je reciklirano aluminijumski otpad. Upotreba recikliranog aluminija ekonomski je i ekološki uvjerljiva. Potrebno je 14.000 kWh za proizvodnju 1 tonu novog aluminija. Suprotno tome, potrebno je samo 5% toga da se oseti i recikliraju jednu tonu aluminija. Ne postoji razlika u kvaliteti između djevičanskih i recikliranih legura aluminija.

Primjene aluminija

Čistaluminijumje mekan, duktilan, otporan na koroziju i ima visoku električnu provodljivost. Široko se koristi za kablove za foliju i dirigent, ali legiranje s drugim elementima potrebno je osigurati veće snage potrebne za ostale aplikacije. Aluminij je jedan od najlakših inženjerskih metala, koji ima snage za težinu superiorniji od čelika.

Upotrebom različitih kombinacija njegovih povoljnih svojstava poput snage, lakoće, otpornosti na koroziju, recikliranje i formibilnost, aluminijum se koristi u sve većem broju aplikacija. Ovaj niz proizvoda kreće se od konstrukcijskih materijala do tankog pakiranja folija.

Legure oznake

Aluminijum je najčešće legiran bakrama, cinkom, magnezijumom, silikonom, manganu i litijumom. Mali dodaci kroma, titanijuma, cirkonijuma, olova, bizmuta i nikla takođe su i željezo je nepromjenljivo prisutno u malim količinama.

Postoji preko 300 kovanih legura sa 50 u zajedničkoj upotrebi. Obično ih identificiraju sa četiri figurna sistema koja je nastala u SAD-u i sada je univerzalno prihvaćena. Tabela 1 opisuje sistem za kovane legure. Live legure imaju slične oznake i koriste pet cifre sistema.

Tabela 1.Oznake za kovane legure aluminija.

Za nelolične aluminijske legure označene 1xxx, posljednje dvije znamenke predstavljaju čistoću metala. Oni su ekvivalentne posljednje dvije znamenke nakon decimalnog mjesta kada se aluminijska čistoća izraže na najbliži 0,01 posto. Druga cifra ukazuje na izmjene u ograničenjima nečistoće. Ako je druga cifra nula, ukazuje na nelepirani aluminij koji ima prirodnu granicu nečistoće i 1 do 9, navedu pojedinačne nečistoće ili legirane elemente.

Za grupe 2xxx do 8xxx, posljednje dvije znamenke identificiraju različite aluminijske legure u grupi. Druga cifra ukazuje na izmjene odložnih legura. Druga cifra nule označava originalnu leguru i cijele brojeve 1 do 9 naznačuje uzastopne izmjene legure.

Fizička svojstva aluminija

Gustina aluminija

Aluminij ima gustoću oko trećine čelične ili bakra koja ga čini jednim od najlakših komercijalno dostupnih metala. Rezultat omjer velike čvrstoće na težinu čini ga važnim strukturalnim materijalom koji omogućava povećane korisne opterećenja ili uštedu goriva za transportne industrije posebno.

Snaga aluminija

Čisti aluminij nema visoku vlačnu čvrstoću. Međutim, dodavanje legiranih elemenata poput mangana, silicijuma, bakra i magnezijuma mogu povećati svojstva čvrstoće aluminija i proizvesti legure s svojstvima prilagođenim određenim aplikacijama.

Aluminijumdobro je prilagođen hladnim okruženjima. To ima prednost u odnosu na čelik u tome što je njegova "zatezna snaga povećava sa opadajućim temperaturama, zadržavajući njenu žilavost. Čelik s druge strane postaje krhka na niskim temperaturama.

Otpornost na koroziju aluminija

Kada je izložen zraku, sloj aluminijumskog oksida formira gotovo trenutno na površini aluminija. Ovaj sloj ima odličnu otpornost na koroziju. Prilično je otporan na većinu kiselina, ali manje otporan na alkalije.

Toplotna provodljivost aluminija

Toplinska provodljivost aluminija je oko tri puta veća od čelika. Zbog toga je aluminij važan materijal za primjenu hlađenja i grijanja kao što su izmjenjivači topline. U kombinaciji s njim netoksičnim ovom nekretninom znači da se aluminij intenzivno koristi u priboru za kuhanje i kuhinjskom priboru.

Električna provodljivost aluminija

Uz bakar, aluminij ima električnu provodljivost dovoljno visoka za upotrebu kao električni provodnik. Iako je provodljivost najčešće korištene legure (1350) samo oko 62% žarnog bakra, to je samo jedna trećina težina i može se stoga provesti dvostruko više električne energije u usporedbi s bakom iste težine.

Reflektivnost aluminija

Od UV do infracrvenog, aluminij je odličan reflektor blistave energije. Vidljiva svjetlosna reflektivnost oko 80% znači da se široko koristi u svjetlosnim čvorištima. Ista svojstva reflektivnosti činealuminijumIdealan je kao izolacijski materijal za zaštitu od sunčevih zraka ljeti, dok se izoliramo protiv gubitka topline zimi.

Tabela 2.Nekretnine za aluminij.

Mehanička svojstva aluminija

Aluminijum se može ozbiljno deformirati bez kvara. To omogućava da se aluminij formira valjanjem, ekstrudiranjem, crtežom, obradom i drugim mehaničkim procesima. Takođe se može baciti na visoku toleranciju.

Legiranje, hladno radno vrijeme i toplotno liječenje mogu se koristiti za prilagođavanje svojstava aluminija.

Zatezna čvrstoća čistog aluminija iznosi oko 90 MPa, ali to se može povećati na preko 690 MPa za neke toplinske legure.

Aluminijski standardi

Stari BS1470 standard zamijenjen je devet EN standarda. EN standardi su dati u tablici 4.

Tabela 4.EN Standardi za aluminij

EN standardi se razlikuju od starog standarda, BS1470 u sljedećim područjima:

• Hemijske kompozicije - nepromijenjene.
• Sustav numeriranja od legure - nepromijenjen.
• Oznake temperamenta za legure topline sada pokrivaju širi spektar posebnih temperatora. Do četiri znamenke nakon što su prethodno uvedeni za nestandardne aplikacije (npr. T6151).
• Oznake temperamenta za netrpeće legure - postojeće tempere su nepromijenjene, ali temperi su sada sveobuhvatnije definirane u pogledu kako su stvoreni. Meko (o) temperament je sada H111, a uveden je intermedijarni temperament H112. Za legure 5251 temperi su sada prikazane kao H32 / H34 / H36 / H38 (ekvivalent H22 / H24 itd.). H19 / H22 & H24 sada su prikazani odvojeno.
• Mehanička svojstva - ostaju slični prethodnim brojkama. 0,2% dokazni stres sada se mora citirati na testnim certifikatima.
• Tolerancije su zategnute na različite stepene.
  

  Toplinska obrada aluminija

  Na aluminijskim legurima može se primijeniti niz toplotnih tretmana:

  • Homogenizacija - uklanjanje segregacije grijanjem nakon livenja.
  • Žarki - koristi se nakon hladnoće radi na omekšavanju legura za otvrdnjavanje radova (1xxx, 3xxx i 5xxx).
  • Oborine ili starosno očvršćivanje (legure 2xxx, 6xxx i 7xxx).
  • Rastvor za toplotu prije starenja legura količine padavina.
  • Upućivanje za očvršćivanje premaza
  • Nakon termičke obrade dodaje se sufiks na brojeve oznake.
  • Sufiks f znači "kao izmišljen".
  • O znači "žarenje kovanih proizvoda".
  • T znači da je to "termička obrađena".
  • W znači da je materijal bio rješenje toplina.
  • H se odnosi na netrpeće legure koje su "hladno obrađene" ili "očvrsnute".
  • Legure ne-topline su one u grupama 3xxx, 4xxx i 5xxx.