Aluminium en aluminiumlegeringen

Aluminium is het meest gebruikte en commercieel beschikbare metaal. Het is licht gewicht en de hoge sterkte-gewichtsverhouding maken het een goede keuze voor alles van vliegtuigen tot zaklampen tot mallen en zo'n beetje alles wat je nog meer uit metaal kunt maken. Zuiver aluminiumvoornamelijk te zien in de 1xxx-serie van smeedwerk aluminiumlegeringenheeft weinig sterkte, maar bezit een hoog elektrisch geleidingsvermogen, reflectievermogen en corrosiebestendigheid. Daarom is er een grote verscheidenheid aan aluminiumlegeringen ontwikkeld.

aluminium is een zilverachtig wit metaal dat goed bestand is tegen corrosie en is net als goud vrij kneedbaar. Het is een relatief licht metaal in vergelijking met metalen zoals staal, nikkel, messingen koper met een soortelijk gewicht van 2,7. Aluminium is gemakkelijk machinaal te bewerken en kan een grote verscheidenheid aan materialen hebben. oppervlakafwerking. Het heeft ook een goede elektrische en thermische geleiding en is zeer reflecterend voor warmte en licht. Bij extreem hoge temperaturen (200-250°C) hebben aluminiumlegeringen de neiging om wat van hun sterkte te verliezen. Maar bij temperaturen onder nul temperatuurneemt hun kracht toe met behoud van hun ductiliteitwaardoor aluminium een zeer nuttige legering is bij lage temperaturen.

Aluminiumlegeringen hebben een sterke weerstand tegen corrosie dat het resultaat is van een oxidehuid die zich vormt als gevolg van reacties met de atmosfeer. Deze corrosieve huid beschermt aluminium tegen de meeste chemicaliën, weersomstandigheden en zelfs veel zuren, maar alkalische stoffen kunnen de beschermende huid binnendringen en het metaal aantasten.

Aluminium heeft ook een vrij hoog elektrisch geleidingsvermogen, waardoor het nuttig is als geleider. Koper is de meest gebruikte geleider, met een geleidingsvermogen van ongeveer 161% dat van Aluminium. Aluminium connectoren hebben de neiging om los te raken na herhaaldelijk gebruik, wat leidt tot vonken en brand, wat extra voorzorgsmaatregelen en een speciaal ontwerp vereist bij het gebruik van aluminium bedrading in gebouwen.

Aluminium is een zeer veelzijdig metaal en kan in elke bekende vorm gegoten worden. Het kan worden gewalst, gestempeld, getrokken, gesponnen, gerold, gehamerd en gesmeed. Het metaal kan geëxtrudeerd worden in verschillende vormen en kan gedraaid, gefreesd en geboord worden tijdens het machinale bewerkingsproces. Aluminium kan geklonken, gelast, gesoldeerd of met hars verbonden worden. Voor de meeste toepassingen heeft aluminium geen beschermende coating nodig omdat het afgewerkt kan worden om er goed uit te zien, maar het wordt vaak geanodiseerd om de kleur en sterkte te verbeteren.

1100 | 3003 | 5005 | 5052 | 5083 | 5086 | 5454 | 2011 | 2024 | 6061 | 6101 | 6063 | 6262 | 7075 | Aluminium | Aluminium Tempers | CEN-identificatie | Zuiver aluminium | Hard werken | Warmtebehandelbaar | Mechanische eigenschappen van aluminiumlegeringen | Fysische eigenschappen van aluminiumlegeringen | Chemische samenstelling aluminiumlegeringen | Specificaties Standaard | Corrosiebestendigheid van aluminium voor platen-vin-warmtewisselaars | Aluminium Buizen Sterkte voor Mechanica | Vergelijkingstabel aluminiumlegeringen | Aluminium Dichtheid Soortelijk gewicht

Niet-warmtebehandelbare legeringen

1100 - Commercieel zuiver aluminium. Uitstekend corrosiebestendigheidVerwerkbaarheid en lasbaarheid. 14.000 tot 24.000 psi .

3003 - Gelegeerd met 1,2% mangaan. Zeer goed verwerkbaar, lasbaar en corrosiebestendig. Treksterkte bereik 17.000 tot 30.000 psi .

5005 - Gelegeerd met .8% magnesium. Uitstekende verwerkbaarheid, lasbaarheid en corrosiebestendigheid. Treksterktebereik 18.000 tot 30.000 psi.

5052 - Gelegeerd met 2,5% magnesium. Zeer goede corrosiebestendigheid, goede verwerkbaarheid, lasbaarheid en sterkte. Treksterkte tussen 31.000 en 44.000 psi.

5083 - Gelegeerd met 4,45% magnesium, .65 % mangaan en .15% chroom. Uitstekende lasbaarheid, licht gewicht en goede =corrosiebestendigheid. Treksterkte tussen 40.000 en 59.000 psi .

5086 - Gelegeerd met 4,0% magnesium, .45% mangaan en .15% chroom. Zeer goed corrosiebestendigheidGoede verwerkbaarheid. Treksterkte tussen 40.000 en 54.000 psi.

5454 - Gelegeerd met 2,7% magnesium, 0,8% mangaan en 0,12% chroom. Goede vervormbaarheid, lasbaarheid en corrosiebestendigheid. Vaak gebruikt voor drukvaten. Treksterkte tussen 36.000 en 47.000 psi.

Warmtebehandelbare legeringen

2011- is de meest bewerkbare van de algemeen beschikbare aluminiumlegeringen.

2024 - Gelegeerd met 4,5% koper. Redelijke verwerkbaarheid en corrosiebestendigheid. Gebruikt voor structurele toepassingen.  Treksterkte tussen 30.000 en 63.000 psi.

6061 - gelegeerd met 1,0% magnesium en 0,6% silicium. Goede vervormbaarheid, lasbaarheid en corrosiebestendigheid. Zeer goed machinaal verwerkbaar.  Opbrengst tussen 7.000 en 39.000 psi.

6101 is het meest geschikt voor toepassingen met een gemiddelde sterkte en een maximaal elektrisch geleidingsvermogen.

6063 - Goede vervormbaarheid, vaak architecturaal aluminium genoemd

6262 is ontworpen als een aluminiumlegering voor bewerkingen waarbij aanzienlijke bewerkingen nodig zijn.

7075 - Gelegeerd met zink, magnesium, koper en chroom. Slecht vervormbaar, goed machinaal te bewerken.  Opbrengst tussen 32.000 en 76.000 psi.

De eigenschappen van aluminium die bijdragen aan het wijdverbreide gebruik ervan zijn:

• Aluminium is licht; de dichtheid is slechts een derde van die van staal.
• Aluminium is bestand tegen weersinvloeden, veel voorkomende atmosferische gassen en een groot aantal vloeistoffen.
• Aluminium kan in contact komen met een groot aantal voedingsmiddelen.
• Aluminium heeft een hoog reflectievermogen en wordt daarom gebruikt in een aantal decoratieve toepassingen.
• Aluminiumlegeringen kunnen de sterkte van normaal constructiestaal evenaren of zelfs overtreffen.
• Aluminium heeft een hoge elasticiteit, wat een voordeel is bij constructies onder schokbelastingen.
• Aluminium behoudt zijn taaiheid tot zeer lage temperaturen, zonder broos te worden zoals koolstofstaal.
• Aluminium is gemakkelijk te bewerken en te vormen; het kan tot zeer dun materiaal worden gewalst. meter.
• Aluminium geleidt elektriciteit en warmte bijna net zo goed als koper.

Zuiver aluminium is zacht, buigzaam, corrosiebestendig en heeft een hoog elektrisch geleidingsvermogen, zie Tabel 1. Het wordt daarom veel gebruikt voor folie en geleiders. Daarom wordt het veel gebruikt voor folie en geleidende kabels, maar legeren met andere elementen is nodig om de hogere sterktes te verkrijgen die nodig zijn voor andere toepassingen.

Tabel 1. Typische eigenschappen voor aluminium

Aanduidingen voor smeed- en gietaluminiumlegeringen

De belangrijkste legeringselementen zijn koper, zink, magnesium, silicium, mangaan en lithium. Er worden ook kleine hoeveelheden chroom, titanium, zirkonium, lood, bismut en nikkel toegevoegd en ijzer is altijd in kleine hoeveelheden aanwezig. Er zijn meer dan 300 smeedlegeringen waarvan er 50 algemeen gebruikt worden. Ze worden gewoonlijk geïdentificeerd door een systeem met vier cijfers dat oorspronkelijk uit de VS komt en nu universeel geaccepteerd is. Tabel 2 beschrijft het systeem voor smeedlegeringen. Gietlegeringen hebben vergelijkbare benamingen en gebruiken een systeem met vijf cijfers (tabel 2). Tabel 3 geeft een overzicht van de benamingen, eigenschappen, algemene toepassingen en vormen van enkele veelgebruikte legeringen.

Tabel 2. Aanduidingen voor gelegeerde smeed- en gietaluminiumlegeringen.

Tabel 3. Enkele veel voorkomende aluminiumlegeringen, hun eigenschappen en veelgebruikte toepassingen.

Waarbij: * = meest gebruikte legeringen, S = plaat, P = plaat en E = extrusieAanduidingen voor smeedlegeringen

Deze legeringen vallen in twee verschillende categorieën

1. Degene die hun eigenschappen ontlenen aan het uitharden.
2. Degene die afhankelijk zijn van oplossingswarmtebehandeling en verouderen.Work geharde aluminiumlegeringen

De eigenschappen van legeringen uit de series 1000, 3000 en 5000 worden aangepast door koud bewerken, meestal door koudwalsen.

De eigenschappen van deze legeringen hangen af van de mate van koudbewerking en of er een gloei- of stabiliserende warmtebehandeling volgt op de koudbewerking. Er wordt een gestandaardiseerde nomenclatuur gebruikt om deze condities te beschrijven.

Het gebruikt een letter, O, F of H gevolgd door een of meer getallen. Ze wordt in samengevatte vorm weergegeven in tabel 4 en gedefinieerd in tabel 6.

Tabel 4. Standaardnomenclatuur voor veredelde aluminiumlegeringen.

Tabel 5. Verklaring van de gebruikte symbolen in tabel 4.

Om dit te illustreren, kunnen we aan de hand van de tabellen 2 en 4 zien dat 3103-0 een aluminium-mangaanlegering is in zacht gegloeide toestand en 3103-H16 dezelfde legering driekwart hard is.

Met de flexibiliteit van samenstellingen, mate van koudvervormen en variatie van gloeien en temperatuur kan een breed scala aan mechanische eigenschappen worden bereikt, vooral in plaatproducten.Oplosgegloeid en verouderd aluminiumlegeringen

De legeringen van de series 2000, 4000, 6000, 7000 en 8000 reageren op deze manier.

Door de ruime keuze aan legeringssamenstellingen, temperaturen en tijden van warmtebehandelingen, afkoelsnelheden, de keuze van de kunstmatige verouderingsbehandeling en de mate waarin het eindproduct is vervormd, kan een breed scala aan eigenschappen worden bereikt. Er wordt een systeem van standaardaanduidingen gebruikt, gebaseerd op de letter T gevolgd door een nummer na de aanduiding van de legering, om de verschillende condities te beschrijven. Deze zijn gedefinieerd in tabel 6.

Tabel 6. Definitie van warmtebehandelingsaanduidingen voor aluminium en aluminiumlegeringen.