Alumini është metali më i bollshëm në botë dhe është elementi i tretë më i zakonshëm që përbën 8% të kores së tokës. Shumëllojshmëria e aluminit e bën atë metalin më të përdorur gjerësisht pas çelikut.

Prodhimi i aluminit

Alumini rrjedh nga minerali boksit. Boksiti shndërrohet në oksid alumini (aluminë) nëpërmjet Procesit Bayer. Alumini më pas shndërrohet në alumin metalik duke përdorur qeliza elektrolitike dhe Procesin Hall-Heroult.

Kërkesa vjetore për alumini

Kërkesa botërore për alumin është rreth 29 milionë ton në vit. Rreth 22 milionë ton janë alumin i ri dhe 7 milionë ton janë skrap alumini i ricikluar. Përdorimi i aluminit të ricikluar është ekonomikisht dhe mjedisor bindës. Duhen 14,000 kWh për të prodhuar 1 ton alumin të ri. Anasjelltas, vetëm 5% e kësaj shume duhet për të shkrirë dhe ricikluar një ton alumin. Nuk ka ndryshim në cilësi midis lidhjeve të aluminit të virgjër dhe atyre të ricikluara.

Zbatimet e aluminit

I pastëraluminiështë i butë, i duktil, rezistent ndaj korrozionit dhe ka përçueshmëri të lartë elektrike. Përdoret gjerësisht për fletë metalike dhe kabllo përçuese, por lidhja me elementë të tjerë është e nevojshme për të siguruar fortësitë më të larta të nevojshme për aplikime të tjera. Alumini është një nga metalet më të lehta inxhinierike, duke pasur një raport fortësie ndaj peshës më të lartë se çeliku.

Duke shfrytëzuar kombinime të ndryshme të vetive të tij të dobishme, të tilla si forca, lehtësia, rezistenca ndaj korrozionit, riciklueshmëria dhe formueshmëria, alumini po përdoret në një numër gjithnjë e në rritje aplikimesh. Kjo gamë produktesh varion nga materialet strukturore deri te fletët e holla të paketimit.

Emërtimet e aliazheve

Alumini më së shpeshti aliazhohet me bakër, zink, magnez, silic, mangan dhe litium. Gjithashtu bëhen shtesa të vogla të kromit, titanit, zirkonit, plumbit, bizmutit dhe nikelit dhe hekuri është gjithmonë i pranishëm në sasi të vogla.

Ekzistojnë mbi 300 aliazhe të farkëtuara, me 50 prej tyre në përdorim të zakonshëm. Ato normalisht identifikohen nga një sistem me katër shifra, i cili e ka origjinën në SHBA dhe tani është pranuar universalisht. Tabela 1 përshkruan sistemin për aliazhet e farkëtuara. Aliazhet e derdhura kanë emërtime të ngjashme dhe përdorin një sistem me pesë shifra.

Tabela 1.Emërtimet për lidhjet e aluminit të farkëtuara.

Për lidhjet e aluminit të papërpunuar të farkëtuar të përcaktuara me 1XXX, dy shifrat e fundit përfaqësojnë pastërtinë e metalit. Ato janë ekuivalente me dy shifrat e fundit pas pikës dhjetore kur pastërtia e aluminit shprehet me afërsisht 0.01 përqind. Shifra e dytë tregon modifikime në kufijtë e papastërtive. Nëse shifra e dytë është zero, kjo tregon alumin të papërpunuar që ka kufij natyralë papastërtish dhe 1 deri në 9 tregojnë papastërti individuale ose elementë lidhës.

Për grupet 2XXX deri në 8XXX, dy shifrat e fundit identifikojnë lidhjet e ndryshme të aluminit në grup. Shifra e dytë tregon modifikimet e lidhjeve. Një shifër e dytë zero tregon lidhjen origjinale dhe numrat e plotë nga 1 deri në 9 tregojnë modifikimet e njëpasnjëshme të lidhjeve.

Vetitë fizike të aluminit

Dendësia e aluminit

Alumini ka një dendësi rreth një të tretën e asaj të çelikut ose bakrit, duke e bërë atë një nga metalet më të lehta në dispozicion në treg. Raporti i lartë i fortësisë ndaj peshës që rezulton e bën atë një material të rëndësishëm strukturor që lejon rritjen e ngarkesave të dobishme ose kursimin e karburantit për industritë e transportit në veçanti.

Fortësia e aluminit

Alumini i pastër nuk ka një rezistencë të lartë në tërheqje. Megjithatë, shtimi i elementëve aliazhues si mangani, silici, bakri dhe magnezi mund të rrisë vetitë e rezistencës së aluminit dhe të prodhojë një aliazh me veti të përshtatura për aplikime të veçanta.

Aluminiështë shumë i përshtatshëm për mjedise të ftohta. Ka avantazhin ndaj çelikut në atë që rezistenca e tij në tërheqje rritet me uljen e temperaturës, duke ruajtur njëkohësisht fortësinë e tij. Çeliku, nga ana tjetër, bëhet i brishtë në temperatura të ulëta.

Rezistenca ndaj korrozionit të aluminit

Kur ekspozohet ndaj ajrit, një shtresë oksidi alumini formohet pothuajse menjëherë në sipërfaqen e aluminit. Kjo shtresë ka rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit. Është mjaft rezistente ndaj shumicës së acideve, por më pak rezistente ndaj alkaleve.

Përçueshmëria termike e aluminit

Përçueshmëria termike e aluminit është rreth tre herë më e madhe se ajo e çelikut. Kjo e bën aluminin një material të rëndësishëm si për aplikimet e ftohjes ashtu edhe për ngrohjen, siç janë shkëmbyesit e nxehtësisë. I kombinuar me faktin se është jo-toksik, kjo veti do të thotë që alumini përdoret gjerësisht në enët e gatimit dhe në enët e kuzhinës.

Përçueshmëria elektrike e aluminit

Së bashku me bakrin, alumini ka një përçueshmëri elektrike mjaftueshëm të lartë për t’u përdorur si përçues elektrik. Edhe pse përçueshmëria e lidhjes përçuese të përdorur zakonisht (1350) është vetëm rreth 62% e bakrit të pjekur, ajo është vetëm një e treta e peshës dhe për këtë arsye mund të përçojë dy herë më shumë energji elektrike në krahasim me bakrin me të njëjtën peshë.

Reflektiviteti i aluminit

Nga rrezet UV tek infra të kuqe, alumini është një reflektor i shkëlqyer i energjisë rrezatuese. Reflektimi i dritës së dukshme prej rreth 80% do të thotë se përdoret gjerësisht në pajisjet ndriçuese. Të njëjtat veti të reflektimit e bëjnë...aluminiIdeal si material izolues për të mbrojtur nga rrezet e diellit në verë, ndërsa izolon kundër humbjes së nxehtësisë në dimër.

Tabela 2.Vetitë e aluminit.

Vetitë Mekanike të Aluminit

Alumini mund të deformohet rëndë pa dështuar. Kjo lejon që alumini të formohet me anë të petëzimit, nxjerrjes, tërheqjes, përpunimit mekanik dhe proceseve të tjera mekanike. Ai gjithashtu mund të derdhet me një tolerancë të lartë.

Lidhjet, përpunimi i ftohtë dhe trajtimi termik mund të përdoren të gjitha për të përshtatur vetitë e aluminit.

Rezistenca në tërheqje e aluminit të pastër është rreth 90 MPa, por kjo mund të rritet në mbi 690 MPa për disa lidhje të trajtueshme me nxehtësi.

Standardet e aluminit

Standardi i vjetër BS1470 është zëvendësuar nga nëntë standarde EN. Standardet EN jepen në tabelën 4.

Tabela 4.Standardet EN për aluminin

Standardet EN ndryshojnë nga standardi i vjetër, BS1470, në fushat e mëposhtme:

• Përbërjet kimike - të pandryshuara.
• Sistemi i numërimit të aliazhit - i pandryshuar.
• Përcaktimet e temperaturës për lidhjet e trajtueshme me nxehtësi tani mbulojnë një gamë më të gjerë të temperaturave speciale. Deri në katër shifra pas T janë futur për aplikime jo standarde (p.sh. T6151).
• Përcaktimet e temperaturës për lidhjet që nuk trajtohen me nxehtësi - temperaturat ekzistuese janë të pandryshuara, por temperaturat tani përcaktohen më plotësisht në lidhje me mënyrën se si krijohen. Temperatura e butë (O) tani është H111 dhe është futur një temperaturë e ndërmjetme H112. Për lidhjen 5251, temperaturat tani tregohen si H32/H34/H36/H38 (ekuivalente me H22/H24, etj.). H19/H22 dhe H24 tani tregohen veçmas.
• Vetitë mekanike – mbeten të ngjashme me shifrat e mëparshme. Tani duhet të citohet 0.2% Stres i Përshtatshëm në certifikatat e testimit.
• Tolerancat janë shtrënguar në shkallë të ndryshme.
  

  Trajtimi termik i aluminit

  Një gamë e gjerë trajtimesh termike mund të aplikohet në lidhjet e aluminit:

  • Homogjenizimi – heqja e segregacionit me anë të ngrohjes pas derdhjes.
  • Pjekja – përdoret pas përpunimit në të ftohtë për të zbutur lidhjet që forcohen me anë të punës (1XXX, 3XXX dhe 5XXX).
  • Reshjet ose forcimi me anë të moshës (aliazhet 2XXX, 6XXX dhe 7XXX).
  • Trajtimi termik me tretësirë ​​para plakjes së lidhjeve të forta me reshje.
  • Skuqje për tharjen e veshjeve
  • Pas trajtimit termik, një prapashtesë i shtohet numrave të emërtimit.
  • Prapashtesa F do të thotë "si e fabrikuar".
  • O do të thotë "produkte të farkëtuara të pjekura me kalitje".
  • T do të thotë se është "trajtuar me nxehtësi".
  • W do të thotë që materiali është trajtuar me nxehtësi në tretësirë.
  • H i referohet lidhjeve që nuk trajtohen me nxehtësi dhe që janë "të punuara në të ftohtë" ose "të forcuara me deformim".
  • Aliazhet që nuk trajtohen me nxehtësi janë ato në grupet 3XXX, 4XXX dhe 5XXX.