Aluminium ass dat weltwäit am meeschte verbreet Metall an ass dat drëttmeescht verbreet Element, dat 8% vun der Äerdkuuscht ausmécht. Duerch seng Villfältegkeet ass Aluminium dat am meeschte verbreet Metall no Stol.
Produktioun vun Aluminium
Aluminium gëtt aus dem Mineral Bauxit gewonnen. Bauxit gëtt iwwer de Bayer-Prozess an Aluminiumoxid (Aluminiumoxid) ëmgewandelt. D'Aluminiumoxid gëtt dann mat Hëllef vun elektrolyteschen Zellen an dem Hall-Heroult-Prozess an Aluminiummetall ëmgewandelt.
Jährlech Nofro fir Aluminium
Déi weltwäit Nofro no Aluminium läit bei ongeféier 29 Milliounen Tonnen pro Joer. Ongeféier 22 Milliounen Tonnen sinn neien Aluminium a 7 Milliounen Tonnen sinn recycléierten Aluminiumschrott. D'Benotzung vu recycléiertem Aluminium ass wirtschaftlech an ëmweltfrëndlech. Et brauch 14.000 kWh fir 1 Tonn neien Aluminium ze produzéieren. Am Géigesaz dozou brauch et nëmme 5% dovun fir eng Tonn Aluminium nei ze schmëlzen an ze recycléieren. Et gëtt keen Ënnerscheed an der Qualitéit tëscht neien an recycléierten Aluminiumlegierungen.
Uwendungen vun Aluminium
RengAluminiumass mëll, duktil, korrosiounsbeständeg an huet eng héich elektresch Leetfäegkeet. Et gëtt wäit verbreet fir Folie- a Leiterkabel benotzt, awer Legierunge mat aneren Elementer ass néideg fir déi méi héich Festigkeiten ze kréien, déi fir aner Uwendungen gebraucht ginn. Aluminium ass ee vun de liichtste Baumetaller a huet e besser Festigkeits-Gewiichtsverhältnis wéi Stol.
Duerch d'Notzung vu verschiddene Kombinatioune vu senge virdeelhafte Eegeschafte wéi Stäerkt, Liichtegkeet, Korrosiounsbeständegkeet, Recycléierbarkeet a Formbarkeet gëtt Aluminium an enger ëmmer méi grousser Zuel vun Uwendungen agesat. Dës Palette vu Produkter geet vu Strukturmaterialien bis zu dënne Verpackungsfolien.
Legierungsbezeechnungen
Aluminium gëtt am heefegsten mat Koffer, Zink, Magnesium, Silizium, Mangan a Lithium legéiert. Kleng Zousätz vu Chrom, Titan, Zirkonium, Blei, Wismut an Néckel ginn och gemaach an Eisen ass ëmmer a klenge Quantitéiten präsent.
Et gëtt iwwer 300 schmiedelegierungen, mat 50 déi allgemeng benotzt ginn. Si gi meeschtens duerch e véierstellege System identifizéiert, dat aus den USA staamt an elo universell akzeptéiert ass. Tabelle 1 beschreift de System fir schmiedelegierungen. Gosslegierungen hunn ähnlech Bezeechnungen a benotzen e fënnefstellege System.
Tabelle 1.Bezeechnunge fir geschmiedte Aluminiumlegierungen.
| Legierungselement | Schmiedeg |
|---|---|
| Keen (99%+ Aluminium) | 1XXX |
| Koffer | 2XXX |
| Mangan | 3XXX |
| Silizium | 4XXX |
| Magnesium | 5XXX |
| Magnesium + Silizium | 6XXX |
| Zink | 7XXX |
| Lithium | 8XXX |
Fir onlegéiert geschmied Aluminiumlegierungen, déi als 1XXX bezeechent ginn, stellen déi lescht zwou Zifferen d'Reinheet vum Metall duer. Si sinn gläichwäerteg mat den leschten zwou Zifferen nom Dezimalpunkt, wann d'Aluminiumreinheet op déi nächst 0,01 Prozent ausgedréckt gëtt. Déi zweet Ziffer weist Ännerungen an den Onreinheetsgrenzen un. Wann déi zweet Ziffer Null ass, weist se onlegéiert Aluminium mat natierlechen Onreinheetsgrenzen un an 1 bis 9 weisen individuell Onreinheeten oder Legierungselementer un.
Fir d'Gruppen 2XXX bis 8XXX identifizéieren déi lescht zwou Zifferen déi verschidden Aluminiumlegierungen an der Grupp. Déi zweet Ziffer weist Legierungsmodifikatiounen un. Eng zweet Ziffer vun Null weist déi ursprénglech Legierung un an d'ganz Zuelen 1 bis 9 weisen hannereneen Legierungsmodifikatiounen un.
Physikalesch Eegeschafte vun Aluminium
Dicht vun Aluminium
Aluminium huet eng Dicht vu ronn engem Drëttel vun där vu Stol oder Koffer, wat et zu engem vun de liichtste kommerziell verfügbare Metaller mécht. Dat resultéierend héicht Verhältnes zu Festigkeit mécht et zu engem wichtege Strukturmaterial, wat besonnesch fir d'Transportindustrie eng erhéicht Notzlaascht oder Brennstoffspuerméiglechkeeten erméiglecht.
Stäerkt vun Aluminium
Rengt Aluminium huet keng héich Zuchfestigkeit. Wéi och ëmmer, kann d'Zousätzlech vun Legierungselementer wéi Mangan, Silizium, Koffer a Magnesium d'Festigkeitseigenschaften vum Aluminium erhéijen an eng Legierung mat Eegeschafte produzéieren, déi op spezifesch Uwendungen zougeschnidden sinn.
Aluminiumass gutt geegent fir kal Ëmfeld. Et huet de Virdeel géintiwwer Stol, datt seng Zuchfestigkeit mat ofhuelender Temperatur eropgeet, während seng Zähheet behält. Stol dogéint gëtt bei niddregen Temperaturen brécheg.
Korrosiounsbeständegkeet vun Aluminium
Wann et der Loft ausgesat ass, bilt sech bal direkt eng Schicht Aluminiumoxid op der Uewerfläch vum Aluminium. Dës Schicht huet eng exzellent Korrosiounsbeständegkeet. Si ass zimmlech resistent géint déi meescht Säure, awer manner resistent géint Alkalien.
Wärmeleitfäegkeet vun Aluminium
D'Wärmeleitfäegkeet vun Aluminium ass ongeféier dräimol méi grouss wéi déi vu Stol. Dëst mécht Aluminium zu engem wichtege Material fir souwuel Kill- wéi och Heizungsapplikatiounen, wéi zum Beispill Wärmetauscher. Zesumme mat senger net-gëfteger Eegeschaft gëtt Aluminium extensiv a Kachgeschir a Kichenartikelen benotzt.
Elektresch Konduktivitéit vun Aluminium
Zesumme mat Koffer huet Aluminium eng elektresch Leetfäegkeet, déi héich genuch ass fir als elektresche Leeder ze benotzen. Och wann d'Leetfäegkeet vun der üblecher leetender Legierung (1350) nëmmen ongeféier 62% vun där vu geglühtem Koffer ass, ass et nëmmen en Drëttel vum Gewiicht a kann dofir duebel sou vill Elektrizitéit leeden am Verglach mat Koffer vum selwechte Gewiicht.
Reflexivitéit vun Aluminium
Vun UV bis Infrarout ass Aluminium e ganz gudde Reflektor vun der Stralungsenergie. Eng siichtbar Liichtreflektioun vu ronn 80% bedeit, datt et wäit verbreet a Luuchten agesat gëtt. Déiselwecht Eegeschafte vun der Reflektioun maachenAluminiumideal als Isolatiounsmaterial fir am Summer géint d'Sonnestrahlen ze schützen an am Wanter géint Hëtzverloscht ze isoléieren.
Tabelle 2.Eegeschafte fir Aluminium.
| Immobilie | Wäert |
|---|---|
| Atomzuel | 13 |
| Atomgewiicht (g/mol) | 26,98 |
| Valenz | 3 |
| Kristallstruktur | FCC |
| Schmelzpunkt (°C) | 660,2 |
| Kachpunkt (°C) | 2480 |
| Duerchschnëttlech spezifesch Hëtzt (0-100°C) (cal/g.°C) | 0,219 |
| Wärmeleitfäegkeet (0-100°C) (cal/cm² °C) | 0,57 |
| Koeffizienz vun der linearer Expansioun (0-100°C) (x10-6/°C) | 23,5 |
| Elektresche Widderstand bei 20°C (Ω.cm) | 2,69 |
| Dicht (g/cm3) | 2,6898 |
| Elastizitéitsmodul (GPa) | 68,3 |
| Poisson-Verhältnis | 0,34 |
Mechanesch Eegeschafte vun Aluminium
Aluminium kann ouni Feeler staark deforméiert ginn. Dëst erlaabt Aluminium duerch Walzen, Extrudéieren, Zéien, Bearbechtung an aner mechanesch Prozesser ze formen. Et kann och mat enger héijer Toleranz gegoss ginn.
Legierungen, Kaltveraarbechtung a Wärmebehandlung kënnen all benotzt ginn, fir d'Eegeschafte vun Aluminium unzepassen.
D'Zuchfestigkeit vu purem Aluminium ass ongeféier 90 MPa, awer dës kann fir verschidde wärmebehandelbar Legierungen op iwwer 690 MPa erhéicht ginn.
Aluminiumstandarden
Déi al BS1470 Norm gouf duerch néng EN Normen ersat. D'EN Norme sinn an der Tabell 4 uginn.
Tabelle 4.EN-Normen fir Aluminium
| Standard | Ëmfang |
|---|---|
| EN485-1 | Technesch Konditioune fir d'Inspektioun an d'Liwwerung |
| EN485-2 | Mechanesch Eegeschaften |
| EN485-3 | Toleranzen fir waarmgewalzt Material |
| EN485-4 | Toleranzen fir kaltgewalzt Material |
| EN515 | Temperbezeechnungen |
| EN573-1 | Numerescht Legierungsbezeechnungssystem |
| EN573-2 | System fir d'Bezeechnung vu chemesche Symboler |
| EN573-3 | Chemesch Zesummesetzungen |
| EN573-4 | Produktformen a verschiddene Legierungen |
D'EN-Normen ënnerscheede sech vun der aler Norm, BS1470, a folgende Beräicher:
- Chemesch Zesummesetzung – onverännert.
- Legierungsnummeréierungssystem – onverännert.
- D'Bezeechnunge vun der Härtungsbeständegkeet fir hëtzebehandelbar Legierungen decken elo e méi breede Spektrum vun speziellen Härtungsbeständegkeeten of. Bis zu véier Zifferen nom T goufen fir net-Standardapplikatiounen agefouert (z.B. T6151).
- Anhärtungsbezeechnungen fir net-hëtzebehandelbar Legierungen – existent Anhärtungen bleiwen onverännert, awer d'Anhärtungen sinn elo méi ëmfaassend definéiert wat d'Herstellung ugeet. Weich Anhärtung (O) ass elo H111 an eng mëttler Anhärtung H112 gouf agefouert. Fir d'Legierung 5251 ginn d'Anhärtungen elo als H32/H34/H36/H38 ugewisen (gläichwäerteg mat H22/H24, etc.). H19/H22 & H24 ginn elo separat ugewisen.
- Mechanesch Eegeschaften – bleiwen ähnlech wéi virdrun. 0,2% Proof Stress muss elo op Testzertifikater uginn ginn.
- D'Toleranzen goufen a verschiddene Grad verschäerft.
Hëtztbehandlung vun Aluminium
Eng Rei vun Hëtztbehandlungen kënnen op Aluminiumlegierungen ugewannt ginn:
- Homogeniséierung – d'Ewechhuele vun der Segregatioun duerch Erhëtzen nom Goss.
- Glühen – gëtt no Kaltveraarbechtung benotzt fir d'Härtung vu Legierungen duerch d'Deformatioun (1XXX, 3XXX an 5XXX) ze mëllen.
- Nidderschlag oder Alterungshärtung (Legierungen 2XXX, 6XXX an 7XXX).
- Léisungswärmebehandlung virum Alterung vun Nidderschlagshärtungslegierungen.
- Ofhëtzen fir d'Aushärten vu Beschichtungen
- No der Hëtzebehandlung gëtt en Suffix un d'Bezeechnungsnummeren bäigefüügt.
- De Suffix F bedeit "wéi fabrizéiert".
- O bedeit "geglühte Schmiedeprodukter".
- T bedeit, datt et "hëtzebehandelt" gouf.
- W bedeit, datt d'Material mat enger Léisungshëtztbehandlung behandelt gouf.
- H bezitt sech op net-hëtzebehandelbar Legierungen, déi "kalt veraarbecht" oder "Dehnungsgehärtet" sinn.
- Déi net-hëtzebehandelbar Legierungen sinn déi an de Gruppen 3XXX, 4XXX a 5XXX.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 16. Juni 2021
