Ang aluminyo ay ang pinakamaraming metal sa mundo at ito ang pangatlo sa pinakakaraniwang elemento na binubuo ng 8% ng crust ng mundo. Ang versatility ng aluminyo ay ginagawa itong pinakamalawak na ginagamit na metal pagkatapos ng bakal.

Produksyon ng Aluminum

Ang aluminyo ay nagmula sa mineral na bauxite. Ang Bauxite ay na-convert sa aluminum oxide (alumina) sa pamamagitan ng Bayer Process. Ang alumina ay pagkatapos ay na-convert sa aluminyo metal gamit ang mga electrolytic cell at ang Hall-Heroult Process.

Taunang Demand ng Aluminum

Ang pandaigdigang pangangailangan para sa aluminyo ay humigit-kumulang 29 milyong tonelada bawat taon. Humigit-kumulang 22 milyong tonelada ay bagong aluminyo at 7 milyong tonelada ay recycled aluminum scrap. Ang paggamit ng recycled na aluminyo ay matipid at nakakaakit sa kapaligiran. Kailangan ng 14,000 kWh upang makagawa ng 1 tonelada ng bagong aluminyo. Sa kabaligtaran, 5% lang nito ang kailangan para ma-remelt at ma-recycle ang isang toneladang aluminyo. Walang pagkakaiba sa kalidad sa pagitan ng virgin at recycled aluminum alloys.

Aplikasyon ng Aluminum

dalisayaluminyoay malambot, ductile, corrosion resistant at may mataas na electrical conductivity. Ito ay malawakang ginagamit para sa mga kable ng foil at conductor, ngunit ang pagsasama sa iba pang mga elemento ay kinakailangan upang magbigay ng mas mataas na lakas na kinakailangan para sa iba pang mga aplikasyon. Ang aluminyo ay isa sa mga pinakamagagaan na metal na inhinyero, na may ratio ng lakas sa timbang na higit sa bakal.

Sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang kumbinasyon ng mga kapaki-pakinabang na katangian nito tulad ng lakas, liwanag, paglaban sa kaagnasan, recyclability at formability, ang aluminyo ay ginagamit sa patuloy na pagtaas ng bilang ng mga aplikasyon. Ang hanay ng mga produkto na ito ay mula sa istrukturang materyales hanggang sa manipis na packaging foil.

Mga pagtatalaga ng haluang metal

Ang aluminyo ay karaniwang pinaghalo sa tanso, sink, magnesiyo, silikon, mangganeso at lithium. Ang mga maliliit na karagdagan ng chromium, titanium, zirconium, lead, bismuth at nickel ay ginagawa din at ang iron ay palaging naroroon sa maliliit na dami.

Mayroong higit sa 300 wrought alloy na may 50 na karaniwang ginagamit. Karaniwang nakikilala ang mga ito sa pamamagitan ng isang sistemang may apat na pigura na nagmula sa USA at ngayon ay tinatanggap ng lahat. Inilalarawan ng talahanayan 1 ang sistema para sa mga haluang metal. Ang mga cast alloy ay may katulad na mga pagtatalaga at gumagamit ng limang digit na sistema.

Talahanayan 1.Mga pagtatalaga para sa mga haluang metal na gawa sa aluminyo.

Para sa unalloyed wrought aluminum alloys na itinalagang 1XXX, ang huling dalawang digit ay kumakatawan sa kadalisayan ng metal. Ang mga ito ay katumbas ng huling dalawang digit pagkatapos ng decimal point kapag ang aluminum purity ay ipinahayag sa pinakamalapit na 0.01 percent. Ang pangalawang digit ay nagpapahiwatig ng mga pagbabago sa mga limitasyon ng karumihan. Kung ang pangalawang digit ay zero, ito ay nagpapahiwatig ng hindi pinaghalo na aluminyo na may mga likas na limitasyon sa karumihan at 1 hanggang 9, ay nagpapahiwatig ng mga indibidwal na impurities o mga elemento ng alloying.

Para sa 2XXX hanggang 8XXX na mga grupo, ang huling dalawang digit ay tumutukoy sa iba't ibang aluminum alloy sa grupo. Ang pangalawang digit ay nagpapahiwatig ng mga pagbabago sa haluang metal. Ang pangalawang digit ng zero ay nagpapahiwatig ng orihinal na haluang metal at ang mga integer 1 hanggang 9 ay nagpapahiwatig ng magkakasunod na pagbabago ng haluang metal.

Mga Pisikal na Katangian ng Aluminum

Densidad ng Aluminum

Ang aluminyo ay may densidad na humigit-kumulang isang katlo ng bakal o tanso na ginagawa itong isa sa mga pinakamagagaan na metal na magagamit sa komersyo. Ang nagreresultang mataas na ratio ng lakas sa timbang ay ginagawa itong isang mahalagang materyal sa istruktura na nagbibigay-daan sa pagtaas ng mga kargamento o pagtitipid ng gasolina para sa partikular na mga industriya ng transportasyon.

Lakas ng Aluminum

Ang purong aluminyo ay walang mataas na lakas ng makunat. Gayunpaman, ang pagdaragdag ng mga elemento ng haluang metal tulad ng mangganeso, silikon, tanso at magnesiyo ay maaaring magpapataas ng mga katangian ng lakas ng aluminyo at makabuo ng isang haluang metal na may mga katangiang iniayon sa mga partikular na aplikasyon.

aluminyoay angkop sa malamig na kapaligiran. Ito ay may kalamangan sa bakal dahil ang lakas ng makunat nito ay tumataas kasabay ng pagbaba ng temperatura habang pinapanatili ang tibay nito. Ang bakal sa kabilang banda ay nagiging malutong sa mababang temperatura.

Corrosion Resistance ng Aluminum

Kapag nakalantad sa hangin, ang isang layer ng aluminum oxide ay nabubuo halos kaagad sa ibabaw ng aluminum. Ang layer na ito ay may mahusay na pagtutol sa kaagnasan. Ito ay medyo lumalaban sa karamihan ng mga acid ngunit hindi gaanong lumalaban sa alkalis.

Thermal Conductivity ng Aluminum

Ang thermal conductivity ng aluminyo ay halos tatlong beses na mas malaki kaysa sa bakal. Ginagawa nitong mahalagang materyal ang aluminyo para sa parehong mga aplikasyon ng pagpapalamig at pag-init tulad ng mga heat-exchanger. Kasabay ng pagiging hindi nakakalason, ang ari-arian na ito ay nangangahulugan na ang aluminyo ay malawakang ginagamit sa mga kagamitan sa pagluluto at kagamitan sa kusina.

Electrical Conductivity ng Aluminum

Kasama ng tanso, ang aluminyo ay may de-koryenteng kondaktibiti na sapat na mataas para magamit bilang isang de-koryenteng konduktor. Bagama't ang conductivity ng karaniwang ginagamit na conducting alloy (1350) ay halos 62% lamang ng annealed na tanso, ito ay isang ikatlo lamang ng timbang at samakatuwid ay maaaring magsagawa ng dalawang beses na mas maraming kuryente kung ihahambing sa tanso na may parehong timbang.

Reflectivity ng Aluminum

Mula sa UV hanggang infra-red, ang aluminyo ay isang mahusay na reflector ng nagliliwanag na enerhiya. Ang visible light reflectivity na humigit-kumulang 80% ay nangangahulugang malawak itong ginagamit sa mga light fixture. Ang parehong mga katangian ng reflectivity ay gumagawaaluminyoperpekto bilang isang insulating material upang maprotektahan laban sa sinag ng araw sa tag-araw, habang insulating laban sa pagkawala ng init sa taglamig.

Talahanayan 2.Mga katangian para sa aluminyo.

Mga Mekanikal na Katangian ng Aluminum

Ang aluminyo ay maaaring maging malubhang deformed nang walang pagkabigo. Ito ay nagpapahintulot sa aluminyo na mabuo sa pamamagitan ng rolling, extruding, drawing, machining at iba pang mekanikal na proseso. Maaari rin itong i-cast sa isang mataas na tolerance.

Maaaring gamitin ang lahat ng alloying, cold working at heat-treating upang maiangkop ang mga katangian ng aluminyo.

Ang tensile strength ng purong aluminyo ay nasa paligid ng 90 MPa ngunit ito ay maaaring tumaas sa higit sa 690 MPa para sa ilang mga heat-treatable alloys.

Mga Pamantayan sa Aluminum

Ang lumang pamantayan ng BS1470 ay pinalitan ng siyam na pamantayan ng EN. Ang mga pamantayan ng EN ay ibinigay sa talahanayan 4.

Talahanayan 4.Mga pamantayan ng EN para sa aluminyo

Ang mga pamantayan ng EN ay naiiba sa lumang pamantayan, BS1470 sa mga sumusunod na lugar:

• Mga komposisyon ng kemikal - hindi nagbabago.
• Alloy numbering system – hindi nagbabago.
• Sinasaklaw na ngayon ng mga pagtatalaga ng temper para sa heat treatable alloys ang mas malawak na hanay ng mga espesyal na temper. Hanggang sa apat na digit pagkatapos maipakilala ang T para sa hindi karaniwang mga aplikasyon (hal. T6151).
• Mga pagtatalaga ng init ng ulo para sa mga haluang hindi magagamot sa init – hindi nagbabago ang mga umiiral na temper ngunit mas komprehensibong tinukoy na ngayon ang mga temper sa mga tuntunin kung paano nilikha ang mga ito. Ang malambot (O) temper ay H111 na ngayon at isang intermediate temper na H112 ang ipinakilala. Para sa haluang metal 5251 tempers ay ipinapakita na ngayon bilang H32/H34/H36/H38 (katumbas ng H22/H24, atbp). Ang H19/H22 at H24 ay ipinapakita nang hiwalay.
• Mga mekanikal na katangian - mananatiling katulad ng mga nakaraang figure. Ang 0.2% Proof Stress ay dapat na ngayong ma-quote sa mga test certificate.
• Ang mga pagpaparaya ay hinigpitan sa iba't ibang antas.
  

  Heat Treatment ng Aluminum

  Ang isang hanay ng mga heat treatment ay maaaring ilapat sa mga aluminyo na haluang metal:

  • Homogenization – ang pag-alis ng segregation sa pamamagitan ng pag-init pagkatapos ng paghahagis.
  • Annealing – ginagamit pagkatapos ng malamig na pagtatrabaho upang mapahina ang mga haluang nagpapatigas sa trabaho (1XXX, 3XXX at 5XXX).
  • Pag-ulan o pagtigas ng edad (mga haluang metal 2XXX, 6XXX at 7XXX).
  • Solusyon init paggamot bago pagtanda ng precipitation hardening alloys.
  • Stoving para sa paggamot ng mga coatings
  • Pagkatapos ng heat treatment, may idinaragdag na suffix sa mga designation number.
  • Ang suffix F ay nangangahulugang "bilang gawa-gawa".
  • Ang ibig sabihin ng O ay "annealed wrought products".
  • Nangangahulugan ang T na ito ay "ginagamot sa init".
  • Ang ibig sabihin ng W ay ang materyal ay na-init na solusyon.
  • Ang H ay tumutukoy sa mga non-heat treatable alloys na "cold worked" o "strain hardened".
  • Ang mga non-heat treatable alloys ay ang mga nasa 3XXX, 4XXX at 5XXX na grupo.