Az alumínium a világ leggyakoribb fémje és a harmadik leggyakoribb elem, a földkéreg 8%-át teszi ki. Az alumínium sokoldalúsága miatt az acél után a legszélesebb körben használt fém.

Az alumínium előállítása

Az alumíniumot a bauxit ásványból nyerik. A bauxitot a Bayer-eljárás során alumínium-oxiddá (timfölddé) alakítják. A timföldet ezután elektrolitikus cellák és a Hall-Heroult-folyamat segítségével alumíniumfémmé alakítják.

Az alumínium éves kereslete

Az alumínium iránti világszintű kereslet évente mintegy 29 millió tonna. Ebből körülbelül 22 millió tonna az új alumínium és 7 millió tonna az újrahasznosított alumíniumhulladék. Az újrahasznosított alumínium felhasználása gazdaságilag és környezetvédelmi szempontból is meggyőző. 1 tonna új alumínium előállításához 14 000 kWh-ra van szükség. Ezzel szemben egy tonna alumínium újraolvasztásához és újrahasznosításához ennek csupán 5%-a szükséges. Nincs minőségi különbség az új és az újrahasznosított alumíniumötvözetek között.

Az alumínium alkalmazásai

A tiszta alumínium lágy, képlékeny, korrózióálló és nagy elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Széles körben használják fóliákhoz és vezetőkábelekhez, de az egyéb alkalmazásokhoz szükséges nagyobb szilárdság eléréséhez más elemekkel való ötvözésre van szükség. Az alumínium az egyik legkönnyebb műszaki fém, szilárdság/tömeg aránya jobb, mint az acélé.

Az alumíniumot előnyös tulajdonságainak – szilárdság, könnyűség, korrózióállóság, újrahasznosíthatóság és alakíthatóság – különböző kombinációinak kihasználásával egyre több alkalmazásban alkalmazzák. Ez a termékkör a szerkezeti anyagoktól kezdve a vékony csomagolófóliákig terjed.

Ötvözeti megnevezések

Az alumíniumot leggyakrabban rézzel, cinkkel, magnéziummal, szilíciummal, mangánnal és lítiummal ötvözik. Kis mennyiségben krómot, titániumot, cirkóniumot, ólmot, bizmutot és nikkelt is adnak hozzá, és a vas is mindig jelen van kis mennyiségben.

Több mint 300 kovácsolt ötvözet létezik, amelyek közül 50 általánosan használatos. Ezeket általában egy négy számjegyű rendszerrel azonosítják, amely az USA-ból származik, és ma már általánosan elfogadott. Az 1. táblázat ismerteti a kovácsolt ötvözetek rendszerét. Az öntött ötvözetek hasonló elnevezésekkel rendelkeznek, és ötjegyű rendszert használnak.

1. táblázat. A kovácsolt alumíniumötvözetek jelölései.

Az 1XXX jelű ötvözetlen kovácsolt alumíniumötvözetekhez, az utolsó két számjegy a fém tisztaságát jelöli. Ezek megfelelnek a tizedesvessző utáni utolsó két számjegynek, amikor az alumínium tisztaságát 0,01 százalékos pontossággal fejezik ki. A második számjegy a szennyezőanyag-határértékek módosítását jelzi. Ha a második számjegy nulla, az ötvözetlen alumíniumot jelöl, amely természetes szennyeződési határértékekkel rendelkezik, és 1-től 9-ig az egyes szennyeződéseket vagy ötvözőelemeket jelöli.

A 2XXX-8XXX csoportok esetében az utolsó két számjegy a csoporton belüli különböző alumíniumötvözeteket azonosítja. A második számjegy az ötvözet módosításait jelzi. A nullás második számjegy az eredeti ötvözetet jelzi, az 1-től 9-ig terjedő egész számok pedig az egymást követő ötvözetmódosításokat.

Az alumínium fizikai tulajdonságai

Az alumínium sűrűsége körülbelül egyharmada az acélénak vagy a rézének, így az egyik legkönnyebb kereskedelmi forgalomban kapható fém. Az ebből eredő nagy szilárdság/tömeg arány fontos szerkezeti anyaggá teszi, amely lehetővé teszi a megnövelt hasznos terhelést vagy az üzemanyag-megtakarítást különösen a közlekedési ipar számára.

Az alumínium szilárdsága

A tiszta alumíniumnak nincs nagy szakítószilárdsága. Az olyan ötvözőelemek, mint a mangán, a szilícium, a réz és a magnézium hozzáadásával azonban növelni lehet az alumínium szilárdsági tulajdonságait, és olyan ötvözetet lehet előállítani, amelynek tulajdonságai az adott alkalmazásokhoz igazodnak.

Az alumínium jól alkalmazkodik a hideg környezethez. Előnye az acéllal szemben, hogy szakítószilárdsága a hőmérséklet csökkenésével nő, miközben megőrzi szívósságát. Az acél viszont alacsony hőmérsékleten rideggé válik.

Az alumínium korrózióállósága

A levegővel való érintkezéskor az alumínium felületén szinte azonnal kialakul egy alumínium-oxid réteg. Ez a réteg kiválóan ellenáll a korróziónak. A legtöbb savval szemben meglehetősen ellenálló, a lúgokkal szemben azonban kevésbé.

Az alumínium hővezető képessége

Az alumínium hővezető képessége körülbelül háromszor nagyobb, mint az acélé. Ez teszi az alumíniumot fontos anyaggá mind a hűtési, mind a fűtési alkalmazásokban, például a hőcserélőkben. Azzal együtt, hogy nem mérgező, ez a tulajdonsága azt jelenti, hogy az alumíniumot széles körben használják főzőedényekben és konyhai eszközökben.

Az alumínium elektromos vezetőképessége

A rézzel együtt az alumínium elektromos vezetőképessége elég magas ahhoz, hogy elektromos vezetőként használják. Bár az általánosan használt vezető ötvözet (1350) vezetőképessége az izzított réznek csak mintegy 62%-a, súlyának csak egyharmada, ezért az azonos tömegű rézhez képest kétszer annyi áramot képes elvezetni.

Az alumínium fényvisszaverő képessége

Az UV sugárzástól az infravörösig az alumínium kiválóan visszaveri a sugárzó energiát. A 80% körüli látható fényvisszaverő képessége azt jelenti, hogy széles körben használják a világítótestekben. Ugyanezek a fényvisszaverő tulajdonságok teszik az alumíniumot ideális szigetelőanyaggá, amely nyáron véd a napsugarak ellen, télen pedig szigetel a hőveszteség ellen.

2. táblázat. Az alumínium tulajdonságai.

Az alumínium mechanikai tulajdonságai

Az alumínium súlyosan deformálható meghibásodás nélkül. Ez lehetővé teszi az alumínium alakítását hengerléssel, extrudálással, húzással, megmunkálással és más mechanikai eljárásokkal. Nagy tűréshatárig önthető is.

Az ötvözés, a hidegmegmunkálás és a hőkezelés mind felhasználható az alumínium tulajdonságainak testre szabására.

A tiszta alumínium szakítószilárdsága 90 MPa körül van, de ez egyes hőkezelhető ötvözetek esetében 690 MPa fölé növelhető.

3. táblázat. Kiválasztott alumíniumötvözetek mechanikai tulajdonságai.

Alumínium szabványok

A régi BS1470 szabványt kilenc EN szabvány váltotta fel. Az EN-szabványokat a 4. táblázat tartalmazza.

4. táblázat. Az alumíniumra vonatkozó EN-szabványok

Az EN szabványok eltérnek a régi szabványtól, BS1470-től a következő területeken:

• Kémiai összetétel – változatlan.
• Az ötvözetek számozási rendszere – változatlan.
• A hőkezelhető ötvözetek hőmérséklet-jelölései mostantól a különleges hőmérsékletek szélesebb körét fedik le. A T után akár négy számjegyet is bevezettek a nem szabványos alkalmazásokra (pl. T6151).
• A nem hőkezelhető ötvözetek temperálójelölései – a meglévő temperálások változatlanok, de a temperálások most átfogóbban vannak meghatározva a létrehozásuk módját illetően. A lágy (O) edzés mostantól H111, és bevezetésre került egy köztes edzés H112. Az 5251 ötvözet esetében a temperálások mostantól H32/H34/H36/H38 (a H22/H24-nek stb. megfelelő). A H19/H22 & H24 mostantól külön szerepel.
• Mechanikai tulajdonságok – hasonlóak maradnak a korábbi adatokhoz. A 0,2%-os próbafeszültséget mostantól fel kell tüntetni a vizsgálati bizonyítványokon.
• A tűréshatárok különböző mértékben szigorodtak.

Az alumínium hőkezelése

Az alumíniumötvözeteken számos hőkezelés alkalmazható:

• Homogenizálás – a szegregáció eltávolítása az öntés utáni melegítéssel.
• Lágyítás – hidegmegmunkálás után a munkakeményedő ötvözetek (1XXX, 3XXX és 5XXX) lágyítására használják.
• Kiválásos vagy korhadásos edzés (2XXX, 6XXX és 7XXX ötvözetek).
• Kiválásos edzésű ötvözetek öregítése előtti oldásos hőkezelés.
• Bevonatok kikeményítésére szolgáló beégetés
• A hőkezelés után a jelölési számokhoz egy utótagot adnak.
• Az F utótag azt jelenti, hogy “gyártott állapotban”.
• O azt jelenti, hogy “lágyított kovácsolt termék”.
• T azt jelenti, hogy “hőkezelték”.
• W azt jelenti, hogy az anyagot oldott hőkezelésnek vetették alá.
• H a nem hőkezelhető ötvözetekre utal, amelyeket “hidegen megmunkáltak” vagy “feszültségkeményítettek”.

A nem hőkezelhető ötvözetek a 3XXX, 4XXX és 5XXX csoportokba tartoznak.

5. táblázat. Alumínium és alumíniumötvözetek hőkezelési elnevezései.

Alumínium munkakeményítése

A nem hőkezelhető ötvözetek tulajdonságait hidegmegmunkálással lehet beállítani. Erre példa a hideghengerlés.

Ezek a beállított tulajdonságok a hidegmegmunkálás mértékétől függenek, valamint attól, hogy a megmunkálást követi-e valamilyen lágyítás vagy stabilizáló hőkezelés.

A nevezéktan e kezelések leírására egy betűt, O, F vagy H betűt használ, amelyet egy vagy több szám követ. A 6. táblázatban leírtak szerint az első szám a megmunkált állapotra, a második szám pedig az edzés mértékére utal.

6. táblázat. NemHőkezelhető ötvözetek jelölései

7. táblázat. A lemezek edzettségi kódjai

KIZÁRÓLAG

Az adatok csak tájékoztató jellegűek, és nem helyettesíthetik a teljes specifikációt, amelyből származnak. Különösen a mechanikai tulajdonságokra vonatkozó követelmények változnak nagymértékben az edzettségtől, a terméktől és a termékméretektől függően. Az információk jelenlegi ismereteinken alapulnak, és jóhiszeműen adjuk meg őket. A Társaság azonban nem vállal felelősséget a harmadik fél által ezekre támaszkodva tett bármely intézkedésért.

Mivel a részletezett termékek a legkülönbözőbb célokra használhatók, és mivel a Társaságnak nincs befolyása a felhasználásukra; a Társaság kifejezetten kizár minden kifejezett vagy törvény által vagy más módon feltételezett vagy hallgatólagos szavatosságot a méretekre, tulajdonságokra és/vagy a meghatározott célra való alkalmasságra vonatkozóan.

A Társaság által harmadik félnek adott bármilyen tanácsadás kizárólag az adott fél segítségére szolgál, a Társaság felelőssége nélkül. A Társaság és az ügyfél közötti bármely szerződésre a Társaság értékesítési feltételei vonatkoznak. A Társaság bármely ügyféllel szembeni felelősségének mértékét egyértelműen meghatározzák ezek a feltételek, amelyek egy példánya kérésre rendelkezésre áll.

Ez az információ az Aalco – Vas- és nemvasfémek raktára által biztosított anyagokból származik, azokat felülvizsgálták és kiigazították.

A forrással kapcsolatos további információkért látogasson el az Aalco – Vas- és nemvasfémek raktára oldalra.

Hivatkozások

.