L-aluminju huwa l-aktar metall abbundanti fid-dinja u huwa t-tielet l-iktar element komuni li jinkludi 8% tal-qoxra tad-dinja. Il-versatilità tal-aluminju tagħmilha l-aktar metall użat ħafna wara l-azzar.
Produzzjoni ta 'aluminju
L-aluminju huwa derivat mill-bauxite minerali. Il-bauxite jinbidel għal ossidu tal-aluminju (alumina) permezz tal-proċess ta 'Bayer. L-alumina mbagħad tiġi kkonvertita għal metall tal-aluminju bl-użu ta 'ċelloli elettrolitiċi u l-proċess Hall-Heroult.
Domanda annwali tal-aluminju
Id-domanda mad-dinja kollha għall-aluminju hija ta 'madwar 29 miljun tunnellata fis-sena. Madwar 22 miljun tunnellata huwa aluminju ġdid u 7 miljun tunnellata hija ruttam tal-aluminju riċiklat. L-użu ta 'aluminju riċiklat huwa ekonomikament u ambjentalment konvinċenti. Huwa jieħu 14,000 kWh biex jipproduċi 1 tunnellata ta 'aluminju ġdid. Bil-maqlub jieħu biss 5% ta 'dan biex jitneħħa u jirriċikla tunnellata ta' aluminju. M'hemm l-ebda differenza fil-kwalità bejn ligi tal-aluminju verġni u riċiklati.
Applikazzjonijiet tal-aluminju
Puraluminjuhuwa artab, duttili, reżistenti għall-korrużjoni u għandu konduttività elettrika għolja. Huwa użat ħafna għall-kejbils tal-fojl u tal-kondutturi, iżda l-liga ma 'elementi oħra hija meħtieġa biex tipprovdi s-saħħiet ogħla meħtieġa għal applikazzjonijiet oħra. L-aluminju huwa wieħed mill-eħfef metalli tal-inġinerija, li għandu proporzjon ta 'saħħa għall-piż superjuri għall-azzar.
Billi tuża diversi kombinazzjonijiet tal-proprjetajiet vantaġġjużi tagħha bħalma huma s-saħħa, il-ħeffa, ir-reżistenza għall-korrużjoni, ir-riċiklabilità u l-formabilità, l-aluminju qed jintuża f'numru dejjem jiżdied ta 'applikazzjonijiet. Din il-firxa ta 'prodotti tvarja minn materjali strutturali permezz ta' fuljetti ta 'ppakkjar irqaq.
Denominazzjonijiet tal-liga
L-aluminju huwa l-aktar li huwa liga bir-ram, iż-żingu, il-manjeżju, is-silikon, il-manganiż u l-litju. Żidiet żgħar ta 'kromju, titanju, żirkonju, ċomb, bismut u nikil huma wkoll magħmula u l-ħadid huwa dejjem preżenti fi kwantitajiet żgħar.
Hemm aktar minn 300 liga maħduma b'50 f'użu komuni. Normalment huma identifikati minn sistema ta 'erba' figuri li oriġinat fl-Istati Uniti u issa hija aċċettata b'mod universali. It-Tabella 1 tiddeskrivi s-sistema għal-ligi maħduma. Ligi mitfugħa għandhom indikazzjonijiet simili u jużaw sistema ta 'ħames ċifri.
Tabella 1.Denominazzjonijiet għal ligi tal-aluminju maħdum.
| Element tal-liga | Maħdum |
|---|---|
| Xejn (99% + aluminju) | 1xxx |
| Ram | 2xxx |
| Manganiż | 3xxx |
| Silikon | 4xxx |
| Manjesju | 5xxx |
| Manjesju + silikon | 6xxx |
| Żingu | 7xxx |
| Litju | 8xxx |
Għal ligi tal-aluminju maħduma mhux imlewna magħżula 1xxx, l-aħħar żewġ numri jirrappreżentaw il-purità tal-metall. Huma l-ekwivalenti għall-aħħar żewġ ċifri wara l-punt deċimali meta l-purità tal-aluminju hija espressa għall-eqreb 0.01 fil-mija. It-tieni ċifra tindika modifiki fil-limiti ta 'impurità. Jekk it-tieni ċifra hija żero, tindika l-aluminju mhux allokat li għandu limiti ta 'impurità naturali u minn 1 sa 9, jindika impuritajiet individwali jew elementi ta' liga.
Għall-gruppi 2xxx sa 8xxx, l-aħħar żewġ numri jidentifikaw ligi tal-aluminju differenti fil-grupp. It-tieni ċifra tindika modifiki tal-liga. It-tieni ċifra ta 'żero tindika li l-liga oriġinali u l-interi 1 sa 9 jindikaw modifiki konsekuttivi tal-liga.
Propjetajiet fiżiċi tal-aluminju
Densità ta 'l-aluminju
L-aluminju għandu densità madwar terz dak ta 'l-azzar jew tar-ram li jagħmilha waħda mill-aktar ħfief metalli disponibbli kummerċjalment. Il-proporzjon ta 'saħħa għall-piż għoli li jirriżulta jagħmilha materjal strutturali importanti li jippermetti żieda fit-tagħbija jew iffrankar tal-fjuwil għall-industriji tat-trasport b'mod partikolari.
Qawwa tal-aluminju
L-aluminju pur m'għandux saħħa ta 'tensjoni għolja. Madankollu, iż-żieda ta 'elementi ta' liga bħal manganiż, silikon, ram u manjeżju tista 'żżid il-proprjetajiet ta' saħħa ta 'l-aluminju u tipproduċi liga bi proprjetajiet imfassla għal applikazzjonijiet partikolari.
Aluminjuhuwa adattat tajjeb għal ambjenti kesħin. Għandu l-vantaġġ fuq l-azzar billi s-saħħa tat-tensjoni tagħha tiżdied bit-temperatura li tonqos filwaqt li żżomm l-ebusija tagħha. L-azzar min-naħa l-oħra jsir fraġli f'temperaturi baxxi.
Reżistenza għall-korrużjoni tal-aluminju
Meta jkun espost għall-arja, saff ta 'ossidu tal-aluminju jifforma kważi istantanjament fuq il-wiċċ ta' l-aluminju. Dan is-saff għandu reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni. Huwa pjuttost reżistenti għall-biċċa l-kbira tal-aċidi iżda inqas reżistenti għall-alkali.
Konduttività termali tal-aluminju
Il-konduttività termali tal-aluminju hija madwar tliet darbiet akbar minn dik tal-azzar. Dan jagħmel l-aluminju materjal importanti kemm għat-tkessiħ kif ukoll għall-applikazzjonijiet tat-tisħin bħalma huma s-sħana. Magħquda magħha li mhix tossika din il-proprjetà tfisser li l-aluminju jintuża b'mod estensiv fl-utensili tat-tisjir u l-oġġetti tal-kċina.
Konduttività elettrika tal-aluminju
Flimkien mar-ram, l-aluminju għandu konduttività elettrika għolja biżżejjed għall-użu bħala konduttur elettriku. Għalkemm il-konduttività tal-liga tat-tmexxija użata komunement (1350) hija biss madwar 62% tar-ram ittemprat, huwa biss terz il-piż u għalhekk jista 'jmexxi darbtejn aktar minn elettriku meta mqabbel mar-ram tal-istess piż.
Riflettività tal-aluminju
Mill-UV għal infra-aħmar, l-aluminju huwa riflettur eċċellenti ta 'enerġija radjanti. Riflettività tad-dawl viżibbli ta 'madwar 80% tfisser li tintuża ħafna fl-attrezzaturi tad-dawl. L-istess proprjetajiet ta 'riflettività jagħmlualuminjuIdeali bħala materjal iżolanti biex jipproteġi kontra r-raġġi tax-xemx fis-sajf, waqt li jiżola kontra telf ta 'sħana fix-xitwa.
Tabella 2.Propjetajiet għall-aluminju.
| Proprjetà | Valur |
|---|---|
| Numru atomiku | 13 |
| Piż atomiku (g / mol) | 26.98 |
| Valenza | 3 |
| Struttura tal-kristall | FCC |
| Punt tat-tidwib (° C) | 660.2 |
| Punt tat-togħlija (° C) | 2480 |
| Sħana speċifika medja (0-100 ° C) (cal / g. ° C) | 0.219 |
| Konduttività termali (0-100 ° C) (Cal / cms. ° C) | 0.57 |
| Ko-effiċjenti ta 'espansjoni lineari (0-100 ° C) (x10-6 / ° C) | 23.5 |
| Reżistività elettrika f'20 ° C (ω.cm) | 2.69 |
| Densità (g / cm3) | 2.6898 |
| Modulu ta 'Elastiċità (GPA) | 68.3 |
| Proporzjon Poissons | 0.34 |
Propjetajiet mekkaniċi tal-aluminju
L-aluminju jista 'jiġi deformat ħafna mingħajr falliment. Dan jippermetti li l-aluminju jiġi ffurmat permezz ta 'rolling, estrużjoni, tpinġija, magni u proċessi mekkaniċi oħra. Jista 'wkoll jitfa' għal tolleranza għolja.
Liga, xogħol kiesaħ u trattament tas-sħana jistgħu kollha jintużaw biex jitfasslu l-proprjetajiet tal-aluminju.
Is-saħħa tat-tensjoni ta 'l-aluminju pur hija ta' madwar 90 MPa iżda dan jista 'jiżdied għal aktar minn 690 MPa għal xi ligi li jistgħu jiġu trattati bis-sħana.
Standards tal-aluminju
L-istandard il-qadim BS1470 ġie sostitwit minn disa 'standards EN. L-istandards EN huma mogħtija fit-Tabella 4.
Tabella 4.En Standards għall-Aluminju
| Standard | Ambitu |
|---|---|
| En485-1 | Kundizzjonijiet Tekniċi għall-Ispezzjoni u l-Kunsinna |
| En485-2 | Propjetajiet mekkaniċi |
| EN485-3 | Tolleranzi għal materjal irrumblat sħun |
| En485-4 | Tolleranzi għal materjal irrumblat kiesaħ |
| EN515 | Denominazzjonijiet tat-Tempesta |
| En573-1 | Sistema ta 'denominazzjoni ta' liga numerika |
| En573-2 | Sistema ta 'denominazzjoni ta' simboli kimiċi |
| EN573-3 | Kompożizzjonijiet kimiċi |
| EN573-4 | Formoli tal-prodott f'ligi differenti |
L-istandards EN huma differenti mill-istandard il-qadim, BS1470 fiż-żoni li ġejjin:
- Kompożizzjonijiet Kimiċi - Mhux mibdula.
- Sistema ta 'numerazzjoni tal-liga - mhux mibdula.
- Id-denominazzjonijiet tat-temperaġġ għal ligi li jistgħu jiġu ttrattati s-sħana issa jkopru firxa usa 'ta' tempers speċjali. Sa erba 'ċifri wara li ġew introdotti għal applikazzjonijiet mhux standard (eż. T6151).
- Denominazzjonijiet ta 'Temper għal ligi li ma jistgħux jiġu ttrattati bis-sħana - It-tempers eżistenti ma jinbidlux iżda t-tempers issa huma definiti b'mod aktar komprensiv f'termini ta' kif huma maħluqa. Temper artab (O) issa huwa H111 u ġie introdott temper intermedju H112. Għal liga 5251 it-tempers issa huma murija bħala H32 / H34 / H36 / H38 (ekwivalenti għal H22 / H24, eċċ). H19 / H22 & H24 issa huma murija separatament.
- Propjetajiet mekkaniċi - jibqgħu simili għal figuri preċedenti. 0.2% L-istress tal-prova issa għandu jkun ikkwotat fuq ċertifikati tat-test.
- It-tolleranzi ġew issikkati sa diversi gradi.
Trattament tas-sħana tal-aluminju
Firxa ta 'trattamenti tas-sħana jistgħu jiġu applikati għal ligi tal-aluminju:
- Omoġenizzazzjoni - It-tneħħija tas-segregazzjoni billi ssaħħan wara l-ikkastjar.
- Tnaqqis - użat wara xogħol kiesaħ biex ittaffi l-ligi tat-twebbis tax-xogħol (1xxx, 3xxx u 5xxx).
- Preċipitazzjoni jew ebusija tal-età (ligi 2xxx, 6xxx u 7xxx).
- Soluzzjoni ta 'trattament tas-sħana qabel ix-xjuħija ta' ligi li jwebbsu l-preċipitazzjoni.
- Stufi għall-ikkurar tal-kisi
- Wara t-trattament tas-sħana suffiss huwa miżjud man-numri tal-ħatra.
- Is-suffiss F ifisser “kif iffabbrikat”.
- O tfisser "prodotti maħduma bl-ittemprar".
- T tfisser li ġie "trattat bis-sħana".
- W tfisser li l-materjal ġie trattat bis-sħana.
- H tirreferi għal ligi li jistgħu jiġu ttrattati bis-sħana li huma "maħduma kesħin" jew "imwebbes tar-razza".
- Il-ligi li ma jistgħux jiġu ttrattati bis-sħana huma dawk fil-gruppi 3xxx, 4xxx u 5xxx.
Ħin ta 'wara: 16-2021 ta' Ġunju