Aluminium adalah logam yang paling banyak di dunia dan merupakan elemen ketiga yang paling biasa yang terdiri daripada 8% kerak bumi. Fleksibiliti aluminium menjadikannya logam yang paling banyak digunakan selepas keluli.

Pengeluaran aluminium

Aluminium berasal dari bauksit mineral. Bauxite ditukar kepada aluminium oksida (alumina) melalui proses Bayer. Alumina kemudian ditukar kepada logam aluminium menggunakan sel-sel elektrolitik dan proses Hall-Heroult.

Permintaan tahunan aluminium

Permintaan di seluruh dunia untuk aluminium adalah sekitar 29 juta tan setahun. Kira -kira 22 juta tan adalah aluminium baru dan 7 juta tan dikitar semula aluminium. Penggunaan aluminium kitar semula secara ekonomi dan alam sekitar menarik. Ia mengambil masa 14,000 kWh untuk menghasilkan 1 tan aluminium baru. Sebaliknya hanya 5% daripada ini untuk mengirim semula dan mengitar semula satu tan aluminium. Tidak ada perbezaan kualiti antara aloi aluminium dara dan kitar semula.

Aplikasi aluminium

Murnialuminiumadalah lembut, mulur, tahan kakisan dan mempunyai kekonduksian elektrik yang tinggi. Ia digunakan secara meluas untuk kabel foil dan konduktor, tetapi mengutuk dengan unsur -unsur lain adalah perlu untuk memberikan kekuatan yang lebih tinggi yang diperlukan untuk aplikasi lain. Aluminium adalah salah satu logam kejuruteraan yang paling ringan, mempunyai kekuatan untuk nisbah berat yang lebih tinggi daripada keluli.

Dengan menggunakan pelbagai kombinasi sifat-sifat yang berfaedah seperti kekuatan, ringan, rintangan kakisan, kitar semula dan kebolehbagaian, aluminium sedang digunakan dalam jumlah aplikasi yang semakin meningkat. Pelbagai produk ini berkisar dari bahan -bahan struktur melalui foil pembungkusan nipis.

Jawatan aloi

Aluminium paling sering diabaikan dengan tembaga, zink, magnesium, silikon, mangan dan litium. Penambahan kecil kromium, titanium, zirkonium, plumbum, bismut dan nikel juga dibuat dan besi selalu hadir dalam kuantiti yang kecil.

Terdapat lebih daripada 300 aloi tempa dengan 50 penggunaan biasa. Mereka biasanya dikenal pasti oleh empat sistem angka yang berasal dari Amerika Syarikat dan kini diterima secara universal. Jadual 1 menerangkan sistem untuk aloi tempa. Aloi cast mempunyai jawatan yang sama dan menggunakan sistem lima digit.

Jadual 1.Jawatan untuk aloi aluminium tempa.

Bagi aloi aluminium tempa yang ditetapkan 1xxx, dua digit terakhir mewakili kesucian logam. Mereka bersamaan dengan dua digit terakhir selepas titik perpuluhan apabila kesucian aluminium dinyatakan kepada 0.01 peratus yang terdekat. Digit kedua menunjukkan pengubahsuaian dalam had kekotoran. Sekiranya digit kedua adalah sifar, ia menunjukkan aluminium yang tidak disengajakan yang mempunyai had kekotoran semulajadi dan 1 hingga 9, menunjukkan kekotoran individu atau unsur -unsur aloi.

Untuk kumpulan 2xxx hingga 8xxx, dua digit terakhir mengenal pasti aloi aluminium yang berbeza dalam kumpulan. Digit kedua menunjukkan pengubahsuaian aloi. Digit kedua sifar menunjukkan aloi asal dan integer 1 hingga 9 menunjukkan pengubahsuaian aloi berturut -turut.

Sifat fizikal aluminium

Ketumpatan aluminium

Aluminium mempunyai ketumpatan sekitar satu pertiga daripada keluli atau tembaga yang menjadikannya salah satu logam yang tersedia secara komersil. Kekuatan tinggi yang dihasilkan kepada nisbah berat menjadikannya bahan struktur penting yang membolehkan peningkatan muatan atau penjimatan bahan api untuk industri pengangkutan khususnya.

Kekuatan aluminium

Aluminium tulen tidak mempunyai kekuatan tegangan yang tinggi. Walau bagaimanapun, penambahan unsur -unsur aloi seperti mangan, silikon, tembaga dan magnesium dapat meningkatkan sifat kekuatan aluminium dan menghasilkan aloi dengan sifat yang disesuaikan dengan aplikasi tertentu.

Aluminiumsangat sesuai untuk persekitaran sejuk. Ia mempunyai kelebihan ke atas keluli kerana 'kekuatan tegangannya meningkat dengan suhu menurun sambil mengekalkan ketangguhannya. Keluli di sisi lain menjadi rapuh pada suhu rendah.

Rintangan kakisan aluminium

Apabila terdedah kepada udara, lapisan aluminium oksida membentuk hampir seketika pada permukaan aluminium. Lapisan ini mempunyai rintangan yang sangat baik terhadap kakisan. Ia agak tahan terhadap kebanyakan asid tetapi kurang tahan terhadap alkali.

Kekonduksian terma aluminium

Kekonduksian terma aluminium adalah kira -kira tiga kali lebih besar daripada keluli. Ini menjadikan aluminium menjadi bahan penting untuk kedua-dua aplikasi penyejukan dan pemanasan seperti pelupusan haba. Digabungkan dengannya yang tidak toksik harta ini bermakna aluminium digunakan secara meluas dalam peralatan memasak dan peralatan dapur.

Kekonduksian elektrik aluminium

Bersama tembaga, aluminium mempunyai kekonduksian elektrik yang cukup tinggi untuk digunakan sebagai konduktor elektrik. Walaupun kekonduksian aloi yang biasa digunakan (1350) hanya sekitar 62% tembaga anil, ia hanya satu pertiga berat dan oleh itu boleh melakukan dua kali ganda lebih banyak elektrik berbanding dengan tembaga berat yang sama.

Reflektif aluminium

Dari UV ke Infra-Red, aluminium adalah reflektor tenaga berseri yang sangat baik. Reflektif cahaya yang kelihatan sekitar 80% bermakna ia digunakan secara meluas dalam lekapan cahaya. Sifat pemantulan yang sama membuataluminiumIdeal sebagai bahan penebat untuk melindungi terhadap sinar matahari pada musim panas, sambil menebat terhadap kehilangan haba pada musim sejuk.

Jadual 2.Sifat untuk aluminium.

Sifat mekanikal aluminium

Aluminium boleh cacat teruk tanpa kegagalan. Ini membolehkan aluminium dibentuk dengan melancarkan, meluap, melukis, pemesinan dan proses mekanikal yang lain. Ia juga boleh dibuang ke toleransi yang tinggi.

Pengaliran, kerja sejuk dan merawat haba boleh digunakan untuk menyesuaikan sifat-sifat aluminium.

Kekuatan tegangan aluminium tulen adalah sekitar 90 MPa tetapi ini boleh ditingkatkan kepada lebih dari 690 MPa untuk beberapa aloi yang boleh dirawat haba.

Piawaian aluminium

Piawaian BS1470 lama telah digantikan dengan sembilan piawai EN. Piawaian EN diberikan dalam Jadual 4.

Jadual 4.Piawaian en untuk aluminium

Piawaian EN berbeza daripada standard lama, BS1470 di kawasan berikut:

• Komposisi kimia - tidak berubah.
• Sistem penomboran aloi - tidak berubah.
• Jawatan Temper untuk aloi yang boleh dirawat dengan haba kini meliputi pelbagai kelebihan khas. Sehingga empat digit selepas T telah diperkenalkan untuk aplikasi bukan standard (contohnya T6151).
• Jawatan Temper untuk Alloys Non Heat yang Boleh Diperlakukan - Tempers sedia ada tidak berubah tetapi Tempers kini lebih jelas secara komprehensif dari segi bagaimana ia dicipta. Soft (O) Temper kini H111 dan temperamen pertengahan H112 telah diperkenalkan. Untuk aloi 5251 Tempers kini ditunjukkan sebagai H32/H34/H36/H38 (bersamaan dengan H22/H24, dll). H19/H22 & H24 kini ditunjukkan secara berasingan.
• Ciri -ciri mekanikal - kekal serupa dengan angka sebelumnya. Tekanan bukti 0.2% kini mesti dipetik pada sijil ujian.
• Toleransi telah diperketatkan ke pelbagai darjah.
  

  Rawatan haba aluminium

  Pelbagai rawatan haba boleh digunakan untuk aloi aluminium:

  • Homogenisasi - Penyingkiran pemisahan dengan pemanasan selepas pemutus.
  • Annealing-Digunakan selepas bekerja sejuk untuk melembutkan aloi pengerasan kerja (1xxx, 3xxx dan 5xxx).
  • Pemendakan atau pengerasan umur (aloi 2xxx, 6xxx dan 7xxx).
  • Rawatan haba penyelesaian sebelum penuaan aloi pengerasan hujan.
  • Menghadap sembuh salutan
  • Selepas rawatan haba, akhiran ditambah kepada nombor penetapan.
  • Akhiran f bermaksud "seperti yang dibuat".
  • O bermaksud "produk tempa annealed".
  • T bermaksud bahawa ia telah "dirawat panas".
  • W bermaksud bahan telah menjadi penyelesaian haba yang dirawat.
  • H merujuk kepada aloi yang tidak boleh dirawat haba yang "bekerja sejuk" atau "ketegangan keras".
  • Aloi yang tidak boleh dirawat adalah kumpulan 3xxx, 4xxx dan 5xxx.