Aluminiu și aliaje de aluminiu

Aluminiul este metalul cel mai frecvent utilizat și disponibil în comerț. Este ușor greutate și raportul rezistență-greutate ridicat îl fac o alegere bună pentru orice, de la avioane la lanterne, de la jig-uri la aproape orice altceva pe care îl puteți face din metal. Aluminiu pur, observate în principal în seria 1xxx de piese forjate aliaje de aluminiu, are o rezistență redusă, dar posedă o conductivitate electrică ridicată, reflectivitate și rezistență la coroziune. Astfel, a fost dezvoltată o mare varietate de aliaje de aluminiu.

aluminiul este un metal alb-argintiu care are o rezistență puternică la coroziune și, ca și aurul, este destul de maleabil. Este un metal relativ ușor în comparație cu metale precum oțelul, nichelul, alamă, și cupru, cu o greutate specifică de 2,7. Aluminiul este ușor prelucrabil și poate avea o mare varietate de finisaj de suprafață. De asemenea, are o bună conductivitate electrică și termică și este foarte reflectorizant la căldură și lumină. La temperaturi extrem de ridicate (200-250°C), aliajele de aluminiu tind să își piardă o parte din rezistență. Cu toate acestea, la temperaturi sub zero grade temperatură, rezistența lor crește, păstrându-și în același timp ductilitate, făcând din aluminiu un aliaj extrem de util la temperaturi scăzute.

Aliajele de aluminiu au o rezistență puternică la coroziune care este rezultatul unui strat de oxid care se formează ca urmare a reacțiilor cu atmosfera. Această piele corozivă protejează aluminiul de majoritatea substanțelor chimice, de condițiile meteorologice și chiar de mulți acizi, însă se știe că substanțele alcaline penetrează pielea protectoare și corodează metalul.

De asemenea, aluminiul are o conductivitate electrică destul de ridicată, ceea ce îl face util ca conductor. Cuprul este cel mai utilizat conductor, având o conductivitate de aproximativ 161% față de cea a aluminiului. Conectorii din aluminiu au tendința de a se slăbi în urma utilizării repetate, ceea ce duce la apariția arcurilor electrice și a incendiilor, ceea ce necesită precauții suplimentare și o proiectare specială atunci când se utilizează cabluri din aluminiu în clădiri.

Aluminiul este un metal foarte versatil și poate fi turnat în orice formă cunoscută. Poate fi laminat, ștanțat, tras, filat, laminat, ciocănit și forjat. Metalul poate fi extrudat într-o varietate de forme și poate fi strunjit, frezat și găurit în procesul de prelucrare. Aluminiul poate fi nituit, sudat, lipit sau lipit cu rășină. Pentru majoritatea aplicațiilor, aluminiul nu are nevoie de un strat protector, deoarece poate fi finisat pentru a arăta bine, însă este adesea anodizat pentru a îmbunătăți culoarea și rezistența.

1100 | 3003 | 5005 | 5052 | 5083 | 5086 | 5454 | 2011 | 2024 | 6061 | 6101 | 6063 | 6262 | 7075 | Aluminiu | Temperaturi de aluminiu | Identificare CEN | Aluminiu pur | Întărirea muncii | Tratabil termic | Proprietăți mecanice ale aliajelor de aluminiu | Proprietăți fizice ale aliajelor de aluminiu | Compoziția chimică a aliajelor de aluminiu | Specificații Standard | Rezistența la coroziune a aluminiului pentru schimbătoarele de căldură cu plăci și aripioare | Rezistența tuburilor din aluminiu pentru mecanică | Tabelul comparativ al aliajelor de aluminiu | Aluminiu Densitate Gravitație specifică

Aliaje netratabile termic

1100 - Aluminiu pur comercial. Excelent rezistență la coroziune, prelucrabilitate și sudabilitate. 14,000 la 24,000 psi .

3003 - Aliate cu mangan 1,2%. Foarte bună prelucrabilitate, sudabilitate și rezistență la coroziune. Rezistența la tracțiune interval 17,000 la 30,000 psi .

5005 - Aliați cu magneziu .8%. Lucrabilitate excelentă, sudabilitate și rezistență la coroziune. Gama de rezistență la tracțiune 18,000 la 30,000 psi.

5052 - Aliați cu magneziu 2.5%. Foarte bună rezistență la coroziune, bună prelucrabilitate, sudabilitate și rezistență. Rezistența la tracțiune între 31.000 și 44.000 psi.

5083 - Aliate cu 4.45% magneziu, .65 % mangan și .15% crom. Sudabilitate excelentă, greutate redusă și bună =rezistență la coroziune. Rezistența la tracțiune între 40,000 și 59,000 psi .

5086 - Aliate cu 4,0% magneziu, .45% mangan și .15% crom. Foarte bun rezistență la coroziune, lucrabilitate bună. Rezistența la tracțiune între 40.000 și 54.000 psi.

5454 - Aliate cu 2,7% magneziu, 0,8% mangan și 0,12% crom. Formabilitate bună, sudabilitate și rezistență la coroziune. Adesea utilizate pentru recipiente sub presiune. Rezistența la tracțiune între 36.000 și 47.000 psi.

Aliaje tratabile termic

2011- este cel mai prelucrabil dintre aliajele de aluminiu disponibile în mod obișnuit.

2024 - Aliate cu cupru 4.5%. Lucrabilitate corectă și rezistență la coroziune. Folosit pentru aplicații structurale.  Rezistența la tracțiune între 30.000 și 63.000 psi.

6061 - aliate cu magneziu 1.0% și siliciu 0.6%. Formabilitate bună, sudabilitate și rezistență la coroziune. Capacitate de prelucrare foarte bună.  Randament între 7,000 și 39,000 psi.

6101 este cel mai potrivit pentru aplicații care implică rezistență moderată și conductivitate electrică maximă.

6063 - Formabilitate bună, adesea numit aluminiu arhitectural

6262 a fost conceput ca un aliaj de aluminiu pentru operațiuni în care este necesară o prelucrare semnificativă.

7075 - Aliate cu zinc, magneziu, cupru și crom. Formabilitate slabă, capacitate bună de prelucrare.  Randament între 32.000 și 76.000 psi.

The proprietăți de aluminiu care contribuie la utilizarea sa pe scară largă sunt:

• Aluminiul este ușor; densitatea sa este de numai o treime din cea a oțelului.
• Aluminiul este rezistent la intemperii, la gazele atmosferice comune și la o gamă largă de lichide.
• Aluminiul poate fi utilizat în contact cu o gamă largă de produse alimentare.
• Aluminiul are o reflectivitate ridicată și, ca urmare, este utilizat într-o serie de aplicații decorative.
• Aliajele de aluminiu pot egala sau chiar depăși rezistența oțelului de construcție obișnuit.
• Aluminiul are o elasticitate ridicată, ceea ce reprezintă un avantaj în cazul structurilor supuse unor sarcini de șoc.
• Aluminiul își păstrează duritatea până la temperaturi foarte scăzute, fără a deveni fragil ca oțelul carbon.
• Aluminiul este ușor de prelucrat și de modelat; poate fi laminat în forme foarte subțiri gabarit.
• Aluminiul conduce electricitatea și căldură aproape la fel de bine ca cuprul.

Aluminiul pur este moale, ductil, rezistent la coroziune și are o conductivitate electrică ridicată, a se vedea tabelul 1. În consecință, acesta este utilizat pe scară largă pentru folii și cabluri conductoare, dar este necesară alierea cu alte elemente pentru a obține rezistențele mai mari necesare pentru alte aplicații.

Tabelul 1. Proprietăți tipice pentru aluminiu

Denumiri pentru aliajele de aluminiu forjat și turnat

Principalele elemente de aliere sunt cuprul, zincul, magneziul, siliciul, manganul și litiul. De asemenea, se fac mici adaosuri de crom, titan, zirconiu, plumb, bismut și nichel, iar fierul este invariabil prezent în cantități mici. Există peste 300 de aliaje forjate, dintre care 50 sunt utilizate în mod curent. În mod normal, acestea sunt identificate printr-un sistem cu patru cifre care își are originea în SUA și care este în prezent universal acceptat. Tabelul 2 descrie sistemul pentru aliajele forjate. Aliajele turnate au denumiri similare și utilizează un sistem cu cinci cifre (tabelul 2). Tabelul 3 enumeră denumirile, caracteristicile, utilizările comune și formele unor aliaje utilizate pe scară largă.

Tabelul 2. Denumiri pentru aliajele de aluminiu forjat și turnat aliate.

Tabelul 3. Unele aliaje comune de aluminiu, caracteristicile și utilizările lor comune.

În cazul în care: * = cele mai frecvent utilizate aliaje, S = tablă, P = placă și E = extrudateDesemnări pentru aliaje forjate

Aceste aliaje se împart în două categorii distincte

1. Cele care își obțin proprietățile prin călire.
2. Cele care depind de tratamentul termic prin soluție și de călirea prin îmbătrânire.Aliaje de aluminiu călite prin muncă

Proprietățile aliajelor din seriile 1000, 3000 și 5000 sunt ajustate prin prelucrare la rece, de obicei prin laminare la rece.

Proprietățile acestor aliaje depind de gradul de prelucrare la rece și de tratamentul termic de recoacere sau stabilizare care urmează prelucrării la rece. O nomenclatură standardizată este utilizată pentru a descrie aceste condiții.

Acesta utilizează o literă, O, F sau H, urmată de unul sau mai multe numere. Acesta este prezentat sub formă de rezumat în tabelul 4 și definit în tabelul 6.

Tabelul 4. Nomenclatura standard pentru aliajele de aluminiu călite la lucru.

Tabelul 5. Explicații ale simbolurilor utilizate în tabelul 4.

Pentru a ilustra acest lucru, prin referire la tabelele 2 și 4, putem vedea că 3103-0 este un aliaj de aluminiu și mangan în stare moale recoaptă și 3103-H16 este același aliaj trei sferturi dur.

Prin flexibilitatea compozițiilor, a gradului de prelucrare la rece și a variației recoacerii și a temperaturii, se poate obține o gamă largă de proprietăți mecanice, în special în cazul produselor din tablă.Aliaje de aluminiu tratate termic în soluție și întărite în vârstă

Aliajele din seriile 2000, 4000, 6000, 7000 și 8000 răspund în acest fel.

Gama largă de compoziții ale aliajelor, temperaturile și duratele tratamentelor termice în soluție, ratele de stingere de la temperatură, alegerea tratamentului de îmbătrânire artificială și gradul de deformare a produsului final permit obținerea unei game largi de proprietăți. Se utilizează un sistem de desemnări standard, bazat pe litera T urmată de un număr după denumirea aliajului, pentru a descrie diferitele condiții. Acestea sunt definite în tabelul 6.

Tabelul 6. Definirea denumirilor tratamentelor termice pentru aluminiu și aliaje de aluminiu.