Hva er aluminium? Materielloversikt og designoverveielser

Aluminium , også kalt Aluminium , er det mest brukte ikk-jernholdige metallet på grunn av dets unike egenskaper som ikke finnes i jernbaserte metaller. Å forstå dets egenskaper og velge riktig kvalitet, bearbeidelsesmetode og varmebehandling er avgjørende når man designer produkter. La ’oss utforske de ulike typene og egenskapene til aluminium.

Nøkkelfunksjoner for aluminium

Aluminium har flere fremragende egenskaper, inkludert: lettvekt, sterk, korrosjonsbestandig, formbar, høy termisk ledningsevne, høy elektrisk ledningsevne, resirkulerbar, ikke-magnetisk, bestandig mot lave temperaturer, reflekterer varme og lys, visuelt tiltalende og ikke-toksiske.

Lettvekts

Aluminium har en spesifikk vekt (tetthet) på omtrent 2,7, cirka en tredjedel av stål. Dens lette vekt gjør den svært ettertraktet i industrier som transport (fly, satellitter og høyhastighetstog), bygg og elektronikk (mobiltelefoner).

Styrkt

Å legerere rent aluminium med andre metaller kan forbedre dets spesifikke styrke. Legeringer som 7000-serien, som er varmebehandlet med tilsetning av sink og magnesium, viser utmerket styrke. A7075 (ekstra superduramin), for eksempel, brukes mye i flydeler.

Korrosjonsbestandig

Aluminium reagerer lett med oksygen og danner en tett oksidfilm på overflaten som virker som en beskyttende lag, og som forhindrer korrosjon. Dens høye korrosjonsmotstand gjør den ideell for marin bruk, skipsbygging og arkitektoniske anvendelser. Det finnes også rapporter om at det ikke har oppstått problemer selv etter 30 års bruk i områder utsatt for sjøluft.

Mulig

Aluminium er svært formbart, noe som gjør det egnet for ulike bearbeidingsmetoder. Det lave smeltepunktet og gode flytegenskaper gjør det ideelt for støping. Det kan enkelt skjæres og sveises, noe som tillater fremstilling av et bredt utvalg av former, inkludert tynnveggede former, som aluminiumsfolie, til komplekse former.

Høy termisk ledningsevne

Aluminium ’dets varmeledningsevne er omtrent tre ganger høyere enn jern, noe som gjør det ideelt å bruke i bilradiatore, varmevekslere og radiatorer for elektroniske enheter.

Høy elektrisk ledningsevne

Aluminium fører dobbelt så mye strøm som kobber med samme vekt. Denne egenskapen, kombinert med dets lette natur, gjør det til et attraktivt materiale for kraftoverføringslinjer. Det bidrar til å øke avstanden mellom tårnene og redusere kostnadene.

Resirkulerbar

Aluminium forverres ikke lett, selv etter langtidsbruk, og har et lavt smeltepunkt, noe som gjør det lett å resirkulere ved å smelte ned produktet etter bruk. Resirkulering av aluminium krever bare 3 % av energien som trengs for å lage nye produkter, og kvaliteten på resirkulert aluminium er nesten tilsvarende nyprodusert aluminium.

Ikke-magnetisk

Aluminium er ikke-magnetisk og ubehandlet av magnetfelt rundt seg. Denne egenskapen gjør det egnet til bruk i parabolantenner, medisinsk utstyr, magnetkompass og produkter relatert til superledningsevne. Det er også billigere enn andre ikke-magnetiske materialer som gull, sølv og kobber.

Motstandsdyktig mot lave temperaturer

Selv under ekstremt lave temperaturer som flytende nitrogen (-196 °F) og flytende oksygen (-183 °F) beholder aluminium sin styrke og kan til og med øke i styrke. Denne egenskapen gjør det egnet til bruk i anlegg med lave temperaturer, LNG (flytend naturgass) tanker, romutforskning og bioteknologi.

Reflekterer varme og lys

Aluminium har evnen til å reflektere infrarøde stråler, ultrafiolette stråler og elektromagnetiske bølger. Økt renhet eller påføring av speileffekt kan ytterligere forbedre refleksjonsevnen, noe som gjør det egnet til bruk i varme-reflectorer, romdrakter og polygon-speil.

Visuelt tiltalende

Aluminium har en naturlig skjønnhet, som kan ytterligere forbedres med overflatebehandlinger som anodisering. Det kan også farges ved hjelp av elektrolytisk farging, noe som gjør det egnet til bruk i bygningers ytre fasader og emballasjematerialer.

Ikke-giftig

Aluminium reagerer ikke med mat og er ikke giftig. Selv om det inntas, ekskreters mer enn 99 % av det fra kroppen, og utgjør ingen fare for jorda. Det brukes ofte i emballasje til mat og legemidler samt i medisinsk utstyr.

Hensyn ved bruk av aluminium

Selv om aluminium har mange gode egenskaper, finnes det også noen hensyn som må tas:

Lavere fasthet sammenlignet med stål

Selv om aluminium har utmerket spesifikk styrke, er styrken lavere enn stål. Det er egnet til myke og formbare strukturer som flyvinger, men kan være uegnet til deler som krever høy styrke, som for eksempel gir.

Korrosjonsforhold

Selv om aluminium er rustfritt, kan det korrodere i saltvannsmiljøer eller når det kommer i kontakt med ulike metaller. For å forhindre korrosjon, kan alumitebehandling være nødvendig.

Høy varmeutvidelseskoeffisient

Aluminium har en varmeutvidelseskoeffisient som er nesten dobbelt så høy som for jernbaserte materialer. Deler som utsettes for store termiske spenninger og som gjentatte ganger varmes opp og avkjøles, kan lide av termisk utmattingsbrudd.

Ingen utmattningsgrense

I motsetning til jernholdige materialer har ikke aluminium en utmattningsgrense —den lavere spenningsgrensen der metallutmattelse ikke oppstår. Derfor må den varierende spenningen som oppstår under bruk sammenlignes med SN-diagrammet under konstruksjon, for å sikre at det ikke oppstår styrkeproblemer selv om revner utvikler seg over den forventede levetiden til produktet.

Vanskelig å sveise

Aluminium ’s oksidfilm har et høyt smeltepunkt på omtrent 3632 °F, noe som krever at den fjernes før sveising. I tillegg betyr aluminiums ’s høye varmeledningsevne og lave smeltepunkt at varmen under sveising raskt overføres til grunnmetallet, noe som kan føre til at grunnmetallet smelter bort. Sveising av aluminium krever nøye kontroll av sveisetorchens hastighet. For best resultat bør du vurdere å bruke et selskap med dokumentert erfaring innen aluminiumssveising.

Typiske typer aluminium

Rent aluminium har lav fasthet, så det tilsettes vanligvis andre metaller for å danne en legering. Ved å tilsette jern, sink, magnesium, kobber osv. til aluminium, kan mange ulike legeringer lages.

Industrielle aluminiummaterialer er bredt klassifisert i deformede aluminiumlegeringer og støpte aluminiumlegeringer, avhengig av endeproduktets bruk. ’deformerte aluminiumsprodukter kan bearbeides ved hjelp av plastisk deformasjon, mens støpt aluminium brukes til støping. La oss se på typene deformerte aluminiumlegeringer her. ’la oss se på typene deformerte aluminiumlegeringer her.

Deformerte aluminiumlegeringer

• 1050 Aluminiumlegering

1050 Aluminiumlegering (1050 AA) er en typisk ren aluminiumskvalitet. Selv om den har lav fasthet, har den utmerket formbarhet og korrosjonsmotstand, noe som gjør den egnet for dekorative gjenstander og kraftledninger.

• 2017 Aluminiumlegeme

2017 Aluminiumlegering (2017AA), også kjent som duralumin, har lav korrosjonsmotstand men høy fasthet, noe som gjør den egnet for bruk i fly, biler og maskindeler.

• 2024 Aluminiumlegering

2024 Aluminiumlegering (2024 AA), eller superduralumin, gir høyere fasthet enn 2017 AA.

• 5052 Aluminiumlegering

5052 aluminiumlegering (5052 AA) har utmerket korrosjonsbestandighet, formbarhet og sveiseegenskaper, noe som gjør den til den mest utbredte aluminiumlegeringen. Den brukes til rammematerialer og plater av metall .

• 6061 Aluminium Alloy

6061 aluminiumlegering (6061 AA) er en aluminiumlegering med utmerket korrosjonsbestandighet. Varmebehandling, som T6-behandling, forbedrer ytterligere dens korrosjonsbestandighet.

• 6063 Aluminiumlegeme

6063 aluminiumlegering (6063 AA) er en aluminiumlegering med utmerket korrosjonsbestandighet og overflatebehandlingsegenskaper, og brukes hovedsakelig i ekstruderte produkter som aluminiumssprosser og elektriske materialer.

• 7075 aluminiumslegering

7075 aluminiumlegering (7075 AA), eller ekstra-super-duralumin, har den høyeste fastheten blant aluminiumlegeringer. Den brukes mye i fly, og har vært en integrert del av flykonstruksjon, inkludert betydelige bidrag til flyets ytelse under krigstid.