Aluminio estas la plej abunda metalo en la mondo kaj estas la tria plej ofta elemento, konsistanta el 8% de la terkrusto. La multflankeco de aluminio igas ĝin la plej vaste uzata metalo post ŝtalo.

Produktado de aluminio

Aluminio devenas de la mineralo baŭksito. Baŭksito estas konvertita al aluminio-oksido (alumino-tero) per la Bayer-procezo. La alumino-tero estas poste konvertita al aluminio-metalo uzante elektrolizajn ĉelojn kaj la Hall-Heroult-procezon.

Jara Postulo de Aluminio

Tutmonda postulo je aluminio estas ĉirkaŭ 29 milionoj da tunoj jare. Ĉirkaŭ 22 milionoj da tunoj estas nova aluminio kaj 7 milionoj da tunoj estas reciklita aluminio-rubo. La uzo de reciklita aluminio estas ekonomie kaj ekologie alloga. Necesas 14 000 kWh por produkti 1 tunon da nova aluminio. Male, necesas nur 5% de tio por refandi kaj recikli unu tunon da aluminio. Ne ekzistas diferenco en kvalito inter virgaj kaj reciklitaj aluminiaj alojoj.

Aplikoj de aluminio

Puraaluminioestas mola, muldebla, korodorezista kaj havas altan elektran konduktivecon. Ĝi estas vaste uzata por folio- kaj konduktilaj kabloj, sed alojado kun aliaj elementoj estas necesa por provizi la pli altajn fortojn necesajn por aliaj aplikoj. Aluminio estas unu el la plej malpezaj inĝenieraj metaloj, havante rilatumon forto-pezo superan al ŝtalo.

Per uzado de diversaj kombinaĵoj de ĝiaj avantaĝaj ecoj kiel forto, malpezeco, korodrezisto, recikleblo kaj formeblo, aluminio estas uzata en ĉiam kreskanta nombro da aplikoj. Ĉi tiu aro da produktoj varias de strukturaj materialoj ĝis maldikaj pakfolioj.

Alojaj Nomoj

Aluminio estas plej ofte alojita kun kupro, zinko, magnezio, silicio, mangano kaj litio. Malgrandaj aldonoj de kromo, titanio, zirkonio, plumbo, bismuto kaj nikelo ankaŭ estas faritaj, kaj fero kutime ĉeestas en malgrandaj kvantoj.

Ekzistas pli ol 300 forĝitaj alojoj, el kiuj 50 estas ofte uzataj. Ili estas normale identigitaj per kvarcifera sistemo, kiu originis en Usono kaj nun estas universale akceptita. Tabelo 1 priskribas la sistemon por forĝitaj alojoj. Gisitaj alojoj havas similajn nomojn kaj uzas kvinciferan sistemon.

Tabelo 1.Nomoj por forĝitaj aluminiaj alojoj.

Por nealojitaj forĝitaj aluminiaj alojoj nomitaj 1XXX, la lastaj du ciferoj reprezentas la purecon de la metalo. Ili estas la ekvivalentoj al la lastaj du ciferoj post la decimala punkto kiam aluminiopureco estas esprimita al la plej proksima 0,01 procento. La dua cifero indikas modifojn en malpuraĵlimoj. Se la dua cifero estas nulo, ĝi indikas nealojitan aluminion havantan naturajn malpuraĵlimojn kaj 1 ĝis 9 indikas individuajn malpuraĵojn aŭ alojajn elementojn.

Por la grupoj 2XXX ĝis 8XXX, la lastaj du ciferoj identigas malsamajn aluminiajn alojojn en la grupo. La dua cifero indikas alojajn modifojn. Dua cifero de nulo indikas la originalan alojon kaj entjeroj 1 ĝis 9 indikas sinsekvajn alojajn modifojn.

Fizikaj ecoj de aluminio

Denseco de aluminio

Aluminio havas densecon ĉirkaŭ trionon de tiu de ŝtalo aŭ kupro, igante ĝin unu el la plej malpezaj komerce haveblaj metaloj. La rezulta alta proporcio inter forto kaj pezo igas ĝin grava struktura materialo, permesante pliigitajn utilajn ŝarĝojn aŭ ŝparadon de fuelo precipe por transportindustrioj.

Forto de aluminio

Pura aluminio ne havas altan tirreziston. Tamen, la aldono de alojaj elementoj kiel mangano, silicio, kupro kaj magnezio povas pliigi la rezistecojn de aluminio kaj produkti alojon kun ecoj adaptitaj al specifaj aplikoj.

Aluminiobone taŭgas por malvarmaj medioj. Ĝi havas la avantaĝon super ŝtalo, ke ĝia streĉrezisto pliiĝas kun malkreskanta temperaturo, samtempe konservante sian durecon. Ŝtalo, aliflanke, fariĝas fragila je malaltaj temperaturoj.

Kororezisto de aluminio

Kiam eksponita al aero, tavolo de aluminio-oksido formiĝas preskaŭ tuj sur la surfaco de aluminio. Ĉi tiu tavolo havas bonegan reziston al korodo. Ĝi estas sufiĉe rezistema al plej multaj acidoj sed malpli rezistema al alkaloj.

Termika Konduktiveco de Aluminio

La varmokondukteco de aluminio estas ĉirkaŭ trioble pli granda ol tiu de ŝtalo. Tio faras aluminion grava materialo por kaj malvarmigaj kaj hejtaj aplikoj, kiel ekzemple varmointerŝanĝiloj. Kombinite kun ĝia netoksa, ĉi tiu eco signifas, ke aluminio estas vaste uzata en kuiriloj kaj kuirilaro.

Elektra konduktiveco de aluminio

Kune kun kupro, aluminio havas sufiĉe altan elektran konduktivecon por uzo kiel elektra konduktilo. Kvankam la konduktiveco de la ofte uzata kondukta alojo (1350) estas nur ĉirkaŭ 62% de tiu de kalcinigita kupro, ĝi pezas nur trionon kaj tial povas kondukti duoble pli da elektro kompare kun kupro de la sama pezo.

Reflektiveco de aluminio

De UV ĝis infraruĝa, aluminio estas bonega reflektoro de radianta energio. Videbla lumreflektiveco de ĉirkaŭ 80% signifas, ke ĝi estas vaste uzata en lumigiloj. La samaj ecoj de reflektiveco faras...aluminioideala kiel izola materialo por protekti kontraŭ la sunradioj somere, dum izolado kontraŭ varmoperdo vintre.

Tabelo 2.Ecoj de aluminio.

Mekanikaj ecoj de aluminio

Aluminio povas esti grave deformita sen difekto. Tio permesas formi aluminion per rulado, eltrudado, tirado, maŝinado kaj aliaj mekanikaj procezoj. Ĝi ankaŭ povas esti fandita laŭ alta toleremo.

Alojado, malvarma prilaborado kaj varmotraktado ĉiuj povas esti uzataj por adapti la ecojn de aluminio.

La streĉo-rezisto de pura aluminio estas ĉirkaŭ 90 MPa, sed tio povas esti pliigita ĝis pli ol 690 MPa por iuj varmotrakteblaj alojoj.

Aluminiaj Normoj

La malnova normo BS1470 estis anstataŭigita per naŭ EN-normoj. La EN-normoj estas donitaj en tabelo 4.

Tabelo 4.EN-normoj por aluminio

La EN-normoj diferencas de la malnova normo, BS1470, en la jenaj areoj:

• Kemiaj konsistoj - senŝanĝaj.
• Aloja numera sistemo - senŝanĝa.
• Nomoj pri stato por varme trakteblaj alojoj nun kovras pli vastan gamon da specialaj statoj. Ĝis kvar ciferoj post la T estis enkondukitaj por nenormaj aplikoj (ekz. T6151).
• Nomoj de stato por ne-varme trakteblaj alojoj - ekzistantaj statoj restas senŝanĝaj, sed statoj nun estas pli amplekse difinitaj laŭ kiel ili estas kreitaj. Mola (O) stato nun estas H111 kaj meza stato H112 estis enkondukita. Por alojo 5251, statoj nun estas montritaj kiel H32/H34/H36/H38 (ekvivalenta al H22/H24, ktp.). H19/H22 kaj H24 nun estas montritaj aparte.
• Mekanikaj ecoj - restas similaj al antaŭaj ciferoj. 0,2%-a eltenstreso nun devas esti citita sur testatestiloj.
• Toleremoj estis plistriktitaj je diversaj gradoj.
  

  Varmotraktado de Aluminio

  Diversaj varmotraktadoj povas esti aplikitaj al aluminiaj alojoj:

  • Homogenigo - la forigo de apartigo per varmigo post gisado.
  • Kalcinado - uzata post malvarma prilaborado por moligi labor-malmoligajn alojojn (1XXX, 3XXX kaj 5XXX).
  • Precipitaĵo aŭ aĝmalmoliĝo (alojoj 2XXX, 6XXX kaj 7XXX).
  • Solva varmotraktado antaŭ maljuniĝo de precipitaĵaj malmoliĝantaj alojoj.
  • Fornado por la hardado de tegaĵoj
  • Post varmotraktado oni aldonas sufikson al la nomnumeroj.
  • La sufikso F signifas "kiel fabrikite".
  • O signifas "kalcinigitaj forĝitaj produktoj".
  • T signifas, ke ĝi estis "varme traktita".
  • W signifas, ke la materialo estis solvaĵvarme traktita.
  • H rilatas al ne-varmotrakteblaj alojoj, kiuj estas "malvarme prilaboritaj" aŭ "streĉo-harditaj".
  • La ne-varmece trakteblaj alojoj estas tiuj en la grupoj 3XXX, 4XXX kaj 5XXX.