Aluminio estas la plej abunda metalo de la mondo kaj estas la tria plej ofta elemento, kiu enhavas 8% de la tero -ŝelo. La versatileco de aluminio igas ĝin la plej uzata metalo post ŝtalo.
Produktado de aluminio
Aluminio estas derivita de la minerala bauxito. Bauxito estas konvertita al aluminia rusto (alumino) per la procezo Bayer. La alumino tiam estas konvertita al aluminia metalo uzante elektrolitajn ĉelojn kaj la Halo-Heroult-procezon.
Ĉiujara 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 aluminia skrapo. La uzo de reciklita aluminio estas ekonomie kaj ekologie konvinka. Ĝi bezonas 14.000 kWh por produkti 1 tunon da nova aluminio. Aliflanke necesas nur 5% de ĉi tio por rememori kaj recikligi unu tunon da aluminio. Estas neniu diferenco en kvalito inter virgaj kaj reciklitaj aluminiaj alojoj.
Aplikoj de aluminio
Puraaluminioestas mola, duktila, koroda imuna kaj havas altan elektran konduktivecon. Ĝi estas vaste uzata por kabloj de folio kaj kondukto, sed alojo kun aliaj elementoj estas necesa por provizi la pli altajn fortojn necesajn por aliaj aplikoj. Aluminio estas unu el la plej malpezaj inĝenieristikaj metaloj, havante forton al peza rilatumo supera al ŝtalo.
Uzante diversajn kombinaĵojn de ĝiaj avantaĝaj proprietoj kiel forto, malpezeco, koroda rezisto, reciklebleco kaj formaleco, aluminio estas uzata en ĉiam pli kreskanta nombro de aplikoj. Ĉi tiu aro de produktoj iras de strukturaj materialoj ĝis maldikaj pakaj folioj.
Alojo -nomumoj
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 estas nevarie ĉeestanta en malgrandaj kvantoj.
Estas pli ol 300 forĝitaj alojoj kun 50 en ofta uzo. Ili estas kutime identigitaj per kvar -cifera sistemo, kiu originis de Usono kaj nun estas universale akceptita. Tabelo 1 priskribas la sistemon por forĝitaj alojoj. Fiksitaj alojoj havas similajn nomumojn kaj uzas kvin -ciferan sistemon.
Tabelo 1.Nomumoj por forĝitaj aluminiaj alojoj.
| Aloja elemento | Farita |
|---|---|
| Neniu (99%+ aluminio) | 1xxx |
| Kupro | 2xxx |
| Mangano | 3xxx |
| Silicio | 4xxx |
| Magnezio | 5xxx |
| Magnezio + silicio | 6xxx |
| Zinko | 7xxx |
| Litio | 8xxx |
Por neatenditaj aluminiaj alojoj nomumitaj 1xxx, la lastaj du ciferoj reprezentas la purecon de la metalo. Ili samvaloras al la lastaj du ciferoj post la dekuma punkto, kiam aluminia pureco estas esprimita al la plej proksima 0,01 procento. La dua cifero indikas modifojn en malpurecaj limoj. Se la dua cifero estas nulo, ĝi indikas neatingitan aluminion kun naturaj malpurecaj limoj kaj 1 ĝis 9, indikas individuajn malpuraĵojn aŭ alojajn elementojn.
Por la 2xxx ĝis 8xxx -grupoj, la lastaj du ciferoj identigas malsamajn aluminiajn alojojn en la grupo. La dua cifero indikas alojo -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 unu triono de ŝtalo aŭ kupro, igante ĝin unu el la plej malpezaj komerce haveblaj metaloj. La rezulta alta forto al peza proporcio igas ĝin grava struktura materialo permesanta pliigitajn ŝarĝojn aŭ ŝparadon de brulaĵoj por transportaj industrioj precipe.
Forto de aluminio
Pura aluminio ne havas altan streĉan forton. Tamen, la aldono de alojaj elementoj kiel mangano, silicio, kupro kaj magnezio povas pliigi la fortajn proprietojn de aluminio kaj produkti alojon kun propraĵoj adaptitaj al apartaj aplikoj.
Aluminiobone taŭgas por malvarmaj medioj. Ĝi havas la avantaĝon super ŝtalo en tio, ke ĝia 'streĉa forto pliiĝas kun malpliiĝanta temperaturo konservante sian malmolecon. Ŝtalo aliflanke fariĝas frapita ĉe malaltaj temperaturoj.
Koroda rezisto de aluminio
Kiam elmontrita al aero, tavolo de aluminia rusto formiĝas preskaŭ senprokraste sur la surfaco de aluminio. Ĉi tiu tavolo havas bonegan reziston al korodo. Ĝi estas sufiĉe imuna al plej multaj acidoj sed malpli imuna al alkaloj.
Termika konduktiveco de aluminio
La termika konduktiveco de aluminio estas ĉirkaŭ trioble pli granda ol tiu de ŝtalo. Ĉi tio faras aluminion gravan materialon por ambaŭ malvarmigaj kaj hejtantaj aplikoj kiel varmo-interŝanĝiloj. Kombinita kun ĝi ne-toksa ĉi tiu posedaĵo signifas, ke aluminio estas uzata vaste en kuirado de uzaĵoj kaj kuirejoj.
Elektra konduktiveco de aluminio
Kune kun kupro, aluminio havas elektran konduktivecon sufiĉe altan por uzi kiel elektra konduktilo. Kvankam la konduktiveco de la ofte uzata kondukanta alojo (1350) estas nur ĉirkaŭ 62% de kovrita kupro, ĝi estas nur unu triono de la pezo kaj tial povas konduki 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 malpeza reflektiveco de ĉirkaŭ 80% signifas, ke ĝi estas vaste uzata en malpezaj aparatoj. La samaj ecoj de reflektiveco farasaluminioIdeala kiel izolanta materialo por protekti kontraŭ la radioj de la suno somere, dum izolado kontraŭ varmoperdo vintre.
Tabelo 2.Ecoj por aluminio.
| Posedaĵo | Valoro |
|---|---|
| Atomnumero | 13 |
| Atoma pezo (g/mol) | 26.98 |
| Valenco | 3 |
| Kristala strukturo | FCC |
| Fandpunkto (° C) | 660.2 |
| Bolanta punkto (° C) | 2480 |
| Meza specifa varmego (0-100 ° C) (Cal/g. ° C) | 0.219 |
| Termika konduktiveco (0-100 ° C) (Cal/cms. ° C) | 0,57 |
| Ko-efika de lineara ekspansio (0-100 ° C) (x10-6/° C) | 23.5 |
| Elektra rezistiveco je 20 ° C (Ω.cm) | 2.69 |
| Denseco (g/cm3) | 2.6898 |
| Modulo de elasteco (GPA) | 68.3 |
| Poissons -proporcio | 0.34 |
Mekanikaj ecoj de aluminio
Aluminio povas esti severe deformita sen fiasko. Ĉi tio permesas aluminion formiĝi per ruliĝado, elĉerpado, desegnado, maŝinado kaj aliaj mekanikaj procezoj. Ĝi ankaŭ povas esti ĵetita al alta toleremo.
Allegado, malvarma laborado kaj varmotraktado povas ĉiuj esti uzataj por adapti la propraĵojn de aluminio.
La streĉa forto de pura aluminio estas ĉirkaŭ 90 MPa, sed ĉi tio povas esti pliigita al pli ol 690 MPa por iuj varm-traktataj alojoj.
Aluminiaj Normoj
La malnova BS1470 -normo estis anstataŭigita per naŭ EN -normoj. La EN -normoj estas donitaj en Tabelo 4.
Tabelo 4.En normoj por aluminio
| Normo | Amplekso |
|---|---|
| EN485-1 | Teknikaj kondiĉoj por inspektado kaj liverado |
| EN485-2 | Mekanikaj proprietoj |
| EN485-3 | Toleremoj por varma rulita materialo |
| EN485-4 | Toleremoj por malvarma rulita materialo |
| EN515 | Temperaj nomumoj |
| EN573-1 | Nombra alojo -nomumada sistemo |
| EN573-2 | Kemia Simbola Nomada Sistemo |
| EN573-3 | Kemiaj komponaĵoj |
| EN573-4 | Produktaj formoj en malsamaj alojoj |
La EN -normoj diferencas de la malnova normo, BS1470 en la sekvaj areoj:
- Kemiaj komponaĵoj - senŝanĝaj.
- Numerado de Alojo - Senŝanĝa.
- Temperaj nomumoj por varmaj trakteblaj alojoj nun kovras pli larĝan gamon de specialaj temoj. Ĝis kvar ciferoj post kiam la T estis enkondukitaj por ne-normaj aplikoj (ekz. T6151).
- Temperaj nomumoj por ne -varmaj trakteblaj alojoj - ekzistantaj temperoj estas senŝanĝaj, sed temperoj nun estas pli kompreneme difinitaj rilate al kiel ili estas kreitaj. Milda (O) tempeco nun estas H111 kaj intera tempeco H112 estis enkondukita. Por alojo 5251 temperoj nun estas montritaj kiel H32/H34/H36/H38 (ekvivalenta al H22/H24, ktp). H19/H22 kaj H24 nun estas montritaj aparte.
- Mekanikaj proprietoj - restas similaj al antaŭaj ciferoj. 0,2% pruva streĉo nun devas esti citita sur testaj atestiloj.
- Toleremoj streĉiĝis al diversaj gradoj.
Varmotraktado de aluminio
Gamo da varmaj traktadoj povas esti aplikata al aluminiaj alojoj:
- Homogenigo - la forigo de apartigo per hejtado post gisado.
- Annealing-Uzita post malvarmo laboranta por mildigi labor-hardajn alojojn (1xxx, 3xxx kaj 5xxx).
- Precipitaĵo aŭ aĝa hardado (alojoj 2xxx, 6xxx kaj 7xxx).
- Solva varmotraktado antaŭ maljuniĝo de precipitaĵaj hardantaj alojoj.
- Subtenado por kuracado de tegaĵoj
- Post varmotraktado sufikso estas aldonita al la nomumaj nombroj.
- La sufikso F signifas "kiel fabrikita".
- O signifas "kovritaj produktoj".
- T signifas, ke ĝi estis "varmegata".
- W signifas, ke la materialo estis solva varmo traktita.
- H rilatas al ne varmegaj trakteblaj alojoj, kiuj estas "malvarme laboritaj" aŭ "streĉitaj".
- La ne-varmaj trakteblaj alojoj estas tiuj en la 3xxx, 4xxx kaj 5xxx-grupoj.
Afiŝotempo: Jun-16-2021