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

Pengeluaran Aluminium

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

Permintaan Tahunan Aluminium

Permintaan seluruh dunia untuk aluminium adalah sekitar 29 juta tan setahun. Kira-kira 22 juta tan adalah aluminium baharu dan 7 juta tan adalah sekerap aluminium yang dikitar semula. Penggunaan aluminium kitar semula adalah menarik dari segi ekonomi dan alam sekitar. Ia mengambil 14,000 kWj untuk menghasilkan 1 tan aluminium baharu. Sebaliknya ia hanya memerlukan 5% daripada ini untuk mencairkan semula dan mengitar semula satu tan aluminium. Tiada perbezaan kualiti antara aloi aluminium dara dan kitar semula.

Aplikasi Aluminium

tulenaluminiumlembut, mulur, tahan kakisan dan mempunyai kekonduksian elektrik yang tinggi. Ia digunakan secara meluas untuk kabel foil dan konduktor, tetapi mengaloi dengan 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 nisbah kekuatan kepada berat yang lebih baik daripada keluli.

Dengan menggunakan pelbagai kombinasi sifat berfaedahnya seperti kekuatan, ringan, rintangan kakisan, kebolehkitar semula dan kebolehbentukan, aluminium digunakan dalam bilangan aplikasi yang semakin meningkat. Rangkaian produk ini terdiri daripada bahan struktur hingga ke kerajang pembungkusan nipis.

Penamaan Aloi

Aluminium paling biasa dialoi dengan kuprum, zink, magnesium, silikon, mangan dan litium. Penambahan kecil kromium, titanium, zirkonium, plumbum, bismut dan nikel juga dibuat dan besi sentiasa ada dalam kuantiti yang kecil.

Terdapat lebih 300 aloi tempa dengan 50 dalam kegunaan biasa. Mereka biasanya dikenal pasti oleh sistem empat angka yang berasal dari Amerika Syarikat dan kini diterima secara universal. Jadual 1 menerangkan sistem untuk aloi tempa. Aloi tuang mempunyai sebutan yang serupa dan menggunakan sistem lima digit.

Jadual 1.Jawatan untuk aloi aluminium tempa.

Untuk aloi aluminium tempa tanpa aloi yang ditetapkan 1XXX, dua digit terakhir mewakili ketulenan logam. Ia adalah bersamaan dengan dua digit terakhir selepas titik perpuluhan apabila ketulenan aluminium dinyatakan kepada 0.01 peratus terdekat. Angka kedua menunjukkan pengubahsuaian dalam had kekotoran. Jika digit kedua ialah sifar, ia menunjukkan aluminium tidak beraloi yang mempunyai had kekotoran semula jadi dan 1 hingga 9, menunjukkan kekotoran individu atau unsur mengaloi.

Untuk kumpulan 2XXX hingga 8XXX, dua digit terakhir mengenal pasti aloi aluminium yang berbeza dalam kumpulan itu. Angka 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 menjadikannya salah satu logam yang paling ringan tersedia secara komersial. Nisbah kekuatan kepada berat yang tinggi yang dihasilkan menjadikannya bahan struktur penting yang membolehkan muatan meningkat atau penjimatan bahan api untuk industri pengangkutan khususnya.

Kekuatan Aluminium

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

aluminiumsangat sesuai untuk persekitaran yang sejuk. Ia mempunyai kelebihan berbanding keluli kerana kekuatan tegangannya meningkat dengan penurunan suhu sambil mengekalkan keliatannya. Keluli sebaliknya menjadi rapuh pada suhu rendah.

Rintangan Kakisan Aluminium

Apabila terdedah kepada udara, lapisan aluminium oksida terbentuk hampir serta-merta pada permukaan aluminium. Lapisan ini mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap kakisan. Ia agak tahan terhadap kebanyakan asid tetapi kurang tahan terhadap alkali.

Kekonduksian Terma Aluminium

Kekonduksian haba aluminium adalah kira-kira tiga kali lebih besar daripada keluli. Ini menjadikan aluminium sebagai bahan penting untuk kedua-dua aplikasi penyejukan dan pemanasan seperti penukar haba. Digabungkan dengan sifat tidak toksik ini bermakna aluminium digunakan secara meluas dalam peralatan memasak dan peralatan dapur.

Kekonduksian Elektrik Aluminium

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

Pemantulan Aluminium

Daripada UV kepada inframerah, aluminium adalah pemantul tenaga sinaran yang sangat baik. Pemantulan cahaya boleh dilihat sekitar 80% bermakna ia digunakan secara meluas dalam lekapan lampu. Sifat pemantulan yang sama membuataluminiumsesuai sebagai bahan penebat untuk melindungi daripada sinaran matahari pada musim panas, manakala penebat terhadap kehilangan haba pada musim sejuk.

Jadual 2.Sifat untuk aluminium.

Sifat Mekanikal Aluminium

Aluminium boleh rosak teruk tanpa kegagalan. Ini membolehkan aluminium dibentuk dengan menggulung, menyemperit, melukis, pemesinan dan proses mekanikal lain. Ia juga boleh dilemparkan kepada toleransi yang tinggi.

Aloi, kerja sejuk dan rawatan haba semuanya boleh digunakan untuk menyesuaikan sifat aluminium.

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

Piawaian Aluminium

Piawaian BS1470 lama telah digantikan dengan sembilan piawaian EN. Piawaian EN diberikan dalam jadual 4.

Jadual 4.Piawaian EN untuk aluminium

Piawaian EN berbeza daripada piawaian lama, BS1470 dalam bidang berikut:

• Komposisi kimia - tidak berubah.
• Sistem penomboran aloi – tidak berubah.
• Penamaan temper untuk aloi boleh dirawat haba kini meliputi julat temper khas yang lebih luas. Sehingga empat digit selepas T diperkenalkan untuk aplikasi bukan standard (cth T6151).
• Penamaan temper untuk aloi yang tidak boleh dirawat haba – temper sedia ada tidak berubah tetapi temper kini ditakrifkan dengan lebih komprehensif dari segi cara ia dicipta. Perangai lembut (O) kini H111 dan perangai pertengahan H112 telah diperkenalkan. Untuk aloi 5251 temper kini ditunjukkan sebagai H32/H34/H36/H38 (bersamaan dengan H22/H24, dll). H19/H22 & H24 kini ditunjukkan secara berasingan.
• Sifat mekanikal - kekal serupa dengan angka sebelumnya. 0.2% Tekanan Bukti kini mesti disebut pada sijil ujian.
• Toleransi telah diperketatkan ke pelbagai peringkat.
  

  Rawatan Haba Aluminium

  Pelbagai rawatan haba boleh digunakan untuk aloi aluminium:

  • Homogenisasi - penyingkiran pengasingan dengan pemanasan selepas tuang.
  • Penyepuhlindapan – digunakan selepas kerja sejuk untuk melembutkan aloi pengerasan kerja (1XXX, 3XXX dan 5XXX).
  • Kerpasan atau pengerasan umur (aloi 2XXX, 6XXX dan 7XXX).
  • Rawatan haba penyelesaian sebelum penuaan aloi pengerasan kerpasan.
  • Stoving untuk pengawetan salutan
  • Selepas rawatan haba, akhiran ditambahkan pada nombor penetapan.
  • Akhiran F bermaksud "sebagai rekaan".
  • O bermaksud "produk tempa anil".
  • T bermakna ia telah "dirawat haba".
  • W bermakna bahan telah dirawat haba larutan.
  • H merujuk kepada aloi tidak boleh dirawat haba yang "dikerjakan dengan sejuk" atau "terkeras terikan".
  • Aloi tidak boleh dirawat haba ialah aloi dalam kumpulan 3XXX, 4XXX dan 5XXX.