Apa Itu Aluminium? Gambaran Umum Bahan dan Pertimbangan Reka Bentuk

Aluminium , juga dikenali sebagai Aluminium , adalah logam bukan besi yang paling banyak digunakan kerana ciri-cirinya yang unik dan tidak terdapat dalam logam berasaskan besi. Memahami ciri-cirinya serta memilih gred, kaedah pemprosesan, dan rawatan haba yang sesuai adalah penting apabila mereka bentuk produk. Mari ’kita terokai pelbagai jenis dan sifat aluminium.

Ciri Utama Aluminium

Aluminium mempunyai beberapa ciri cemerlang, termasuk: ringan, kuat, tahan kakisan, mudah dibentuk, konduktiviti haba tinggi, konduktiviti elektrik tinggi, boleh dikitar semula, tidak bermagnet, tahan suhu rendah, memantulkan haba dan cahaya, menarik secara visual, dan tidak toksik.

Berat ringan

Aluminium mempunyai graviti tentu (ketumpatan) kira-kira 2.7, iaitu sekitar satu pertiga daripada keluli. Ringannya menjadikannya sangat diingini dalam industri seperti pengangkutan (kapal terbang, satelit, dan kereta api peluru), pembinaan, dan elektronik (telefon mudah alih).

Kuat

Menggabungkan aluminium tulen dengan logam lain boleh meningkatkan kekuatan tentunya. Aloi seperti siri 7000, yang dirawat haba dengan penambahan zink dan magnesium, menunjukkan kekuatan yang sangat baik. A7075 (duralumin super tambahan), sebagai contoh, digunakan secara meluas dalam komponen kapal terbang.

Tahan kakisan

Aluminium mudah bertindak balas dengan oksigen, membentuk lapisan oksida yang padat pada permukaannya yang bertindak sebagai lapisan pelindung, mencegah kakisan. Rintangan kakisan yang tinggi menjadikannya sesuai untuk aplikasi maritim, pembinaan kapal, dan arkitektur. Terdapat juga laporan tiada masalah walaupun selepas 30 tahun digunakan di kawasan yang terdedah kepada angin laut.

Boleh dibentuk

Aluminium sangat mulur, menjadikannya sesuai untuk pelbagai kaedah pemprosesan. Titik lebur yang rendah dan ciri aliran yang baik menjadikannya ideal untuk tuangan. Ia boleh dipotong dan dikimpal dengan mudah, membolehkan penciptaan pelbagai bentuk, termasuk bentuk berdinding nipis seperti kerajang aluminium, hingga bentuk yang kompleks.

Ketahanan Tepu Tinggi

Aluminium ’kekonduksian termanya kira-kira tiga kali ganda daripada besi, menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam radiator automobil, penukar haba, dan radiator peranti elektronik.

Ketahanan Elektrik Tinggi

Aluminium membawa arus sebanyak dua kali ganda berbanding tembaga dengan berat yang sama. Ciri ini, bersama-sama dengan sifatnya yang ringan, menjadikannya bahan yang menarik untuk talian penghantaran kuasa. Ia membantu melebarkan jarak antara menara dan mengurangkan kos.

Daur Ulang

Aluminium tidak mudah terurai, walaupun selepas penggunaan jangka panjang, dan mempunyai takat lebur yang rendah, menjadikannya mudah dikitar semula dengan meleburkan produk tersebut selepas digunakan. Kitar semula aluminium hanya memerlukan 3% daripada tenaga yang diperlukan untuk menghasilkan produk baru, dan kualiti aluminium kitar semula hampir setaraf dengan produk baru.

Tidak magnetik

Aluminium adalah bukan magnet dan tidak terjejas oleh medan magnet di sekitarnya. Ciri ini menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam antena parabola, peralatan perubatan, kompas magnet, dan produk berkaitan superkonduktiviti. Ia juga lebih murah berbanding bahan bukan magnet lain seperti emas, perak, dan tembaga.

Ketahanan terhadap Suhu Rendah

Walaupun dalam suhu yang sangat rendah seperti nitrogen cecair (-196 °F) dan oksigen cecair (-183 °F), aluminium mengekalkan kekuatannya dan malah boleh meningkat kekuatannya. Ciri ini menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam loji suhu rendah, tangki LNG (gas asli cecair), penerokaan angkasa lepas, dan bioteknologi.

Memantulkan Haba dan Cahaya

Aluminium mempunyai keupayaan untuk memantulkan sinar inframerah, sinar ultraviolet, dan gelombang elektromagnetik. Peningkatan kemurniannya atau memberikan kemasan berkilat boleh meningkatkan lagi pantulannya, menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam pemantul pemanas, pakaian angkasa, dan cermin poligon.

Menarik Secara Visual

Aluminium mempunyai kecantikan semula jadi, yang boleh ditingkatkan lagi melalui rawatan permukaan seperti rawatan Alumite. Ia juga boleh diwarnakan menggunakan pewarnaan elektrolitik, menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam luaran bangunan dan bahan pembungkusan.

Tidak toksik

Aluminium tidak bertindak balas dengan makanan dan tidak toksik. Walaupun ditelan, lebih daripada 99% daripadanya akan dikeluarkan dari badan, tidak membahayakan tanah. Ia biasa digunakan dalam bekas pembungkusan makanan dan ubat-ubatan serta peranti perubatan.

Pertimbangan Apabila Menggunakan Aluminium

Walaupun aluminium mempunyai banyak ciri yang baik, terdapat juga beberapa perkara yang perlu dipertimbangkan:

Kekuatan lebih rendah berbanding keluli

Walaupun aluminium mempunyai kekuatan khusus yang sangat baik, kekuatannya lebih rendah berbanding keluli. Ia sesuai untuk struktur yang lembut dan mudah lentur seperti sayap kapal terbang tetapi mungkin tidak sesuai untuk komponen yang memerlukan kekuatan tinggi, seperti gear.

Pertimbangan Kakisan

Walaupun aluminium tahan karat, ia boleh terhakis dalam persekitaran berasid atau apabila bersentuhan dengan logam yang berbeza. Untuk mencegah penghakisan, rawatan alumite mungkin diperlukan.

Pekali Pengembangan Linear Tinggi

Aluminium mempunyai pekali pengembangan linear hampir dua kali ganda bahan berasaskan besi. Komponen yang mengalami tekanan haba yang besar dan kerap dipanaskan serta disejukkan boleh mengalami kegagalan akibat kelesuan haba.

Tiada Had Lesu

Tidak seperti bahan ferus, aluminium tidak mempunyai had lesu —had batas tekanan lebih rendah di mana kelesuan logam tidak berlaku. Oleh itu, semasa rekabentuk, adalah perlu untuk membandingkan tekanan berubah-ubah yang berlaku semasa penggunaan dengan gambarajah SN untuk memastikan tiada masalah kekuatan walaupun retak berkembang sepanjang jangka hayat produk yang dijangkakan.

Sukar Dilas

Aluminium ’filem oksida s mempunyai takat lebur tinggi iaitu kira-kira 3632 °F, yang memerlukan penanggalannya sebelum pelasian. Selain itu, konduktiviti haba aluminium s yang tinggi dan takat lebur rendah bermaksud haba semasa pelasian dipindahkan dengan cepat ke logam asas, yang mungkin menyebabkan logam asas gugur keluar. Pelasian aluminium memerlukan kawalan kelajuan obor las dengan teliti. Untuk keputusan terbaik, pertimbangkan menggunakan syarikat yang mempunyai rekod prestasi terbukti dalam pelasian aluminium. ’s high thermal conductivity and low melting point mean that heat during welding is quickly transmitted to the base metal, which may cause the base metal to fall out. Welding aluminum requires careful control of the welding torch speed. For best results, consider using a company with a proven track record for aluminum welding.

Jenis-jenis Aluminium Biasa

Aluminium tulen mempunyai kekuatan rendah, maka logam lain biasanya ditambah untuk membentuk aloi. Dengan menambah besi, zink, magnesium, tembaga, dll. kepada aluminium, pelbagai jenis aloi boleh dihasilkan.

Bahan aluminium perindustrian secara umum diklasifikasikan kepada aloi aluminium tempa dan aloi aluminium tuang, bergantung pada penggunaan produk akhir ’aluminium tempa boleh diproses menggunakan penyongsangan plastik, manakala aluminium tuang digunakan untuk pengecoran. Mari ’tinjau jenis-jenis aloi aluminium tempa di sini.

Aloi Aluminium Tempa

• aloi Aluminium 1050

aloi Aluminium 1050 (1050 AA) adalah gred aluminium tulen yang tipikal. Walaupun kekuatannya rendah, ia mempunyai kemudahan kerja yang sangat baik dan rintangan kakisan yang baik, menjadikannya sesuai untuk barangan hiasan dan talian penghantaran kuasa.

• 2017 Aluminum Alloy

aloi Aluminium 2017 (2017AA), juga dikenali sebagai duralumin, mempunyai rintangan kakisan yang rendah tetapi kekuatan tinggi, menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam kapal terbang, kenderaan automotif, dan komponen mekanikal.

• aloi Aluminium 2024

aloi Aluminium 2024 (2024 AA), atau super duralumin, menawarkan kekuatan yang lebih tinggi berbanding 2017 AA.

• kebal aluminium 5052

aloi Aluminium 5052 (5052 AA) mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, kemudahan kerja, dan kebolehan kimpalan, menjadikannya aloi aluminium yang paling meluas digunakan. Ia digunakan untuk bahan rangka dan bahan logam lembaran .

• keluli paduan aluminium 6061

aloi Aluminium 6061 (6061 AA) adalah aloi aluminium dengan rintangan kakisan yang sangat baik. Rawatan haba, seperti rawatan T6, meningkatkan rintangan kakisan tersebut lebih lanjut.

• aloi aluminium 6063

aloi Aluminium 6063 (6063 AA) adalah aloi aluminium dengan rintangan kakisan yang sangat baik serta sifat rawatan permukaan yang baik, kebanyakannya digunakan dalam produk pengeluaran ekstrusi seperti alas tingkap aluminium dan bahan elektrik.

• aloi aluminium 7075

aloi Aluminium 7075 (7075 AA), atau duralumin tambahan-super, mempunyai kekuatan tertinggi di kalangan aloi aluminium. Digunakan secara meluas dalam pesawat, ia merupakan sebahagian penting dalam pembinaan pesawat, termasuk sumbangan besar terhadap prestasi pesawat semasa perang.