Aluminium er verdens mest rigelige metal og er det tredje mest almindelige grundstof, der udgør 8% af jordskorpen. Aluminiums alsidighed gør det til det mest udbredte metal efter stål.

Produktion af aluminium

Aluminium udvindes af mineralet bauxit. Bauxit omdannes til aluminiumoxid (aluminiumoxid) via Bayer-processen. Aluminiumoxid omdannes derefter til aluminiummetal ved hjælp af elektrolytiske celler og Hall-Heroult-processen.

Årlig efterspørgsel efter aluminium

Den globale efterspørgsel efter aluminium er på ca. 29 mio. tons om året. Omkring 22 mio. tons er nyt aluminium og 7 mio. tons er genanvendt aluminiumskrot. Brugen af genanvendt aluminium er økonomisk og miljømæssigt overbevisende. Det kræver 14.000 kWh at producere 1 ton nyt aluminium. Omvendt kræver det kun 5 % af dette at omsmelte og genanvende et ton aluminium. Der er ingen kvalitetsforskel mellem nye og genanvendte aluminiumslegeringer.

Anvendelsesområder for aluminium

Rent aluminium er blødt, duktilt, korrosionsbestandigt og har en høj elektrisk ledningsevne. Det anvendes i vid udstrækning til folie og lederkabler, men legering med andre grundstoffer er nødvendig for at opnå den højere styrke, der er nødvendig for andre anvendelser. Aluminium er et af de letteste tekniske metaller og har et styrke/vægt-forhold, der er bedre end stål.

Gennem udnyttelse af forskellige kombinationer af dets fordelagtige egenskaber såsom styrke, lethed, korrosionsbestandighed, genanvendelighed og formbarhed anvendes aluminium i et stadig stigende antal applikationer. Denne vifte af produkter spænder fra strukturelle materialer til tynde emballagefolier.

Legeringsbetegnelser

Aluminium er oftest legeret med kobber, zink, magnesium, silicium, mangan og lithium. Der foretages også små tilsætninger af krom, titan, zirconium, bly, bismuth og nikkel, og jern er uvægerligt til stede i små mængder.

Der findes over 300 smede-legeringer, hvoraf 50 er i almindelig brug. De identificeres normalt ved hjælp af et fircifret system, som stammer fra USA og nu er alment accepteret. Tabel 1 beskriver systemet for smedelegeringer. Støbte legeringer har lignende betegnelser og anvender et femcifret system.

Tabel 1. Betegnelser for smedealuminiumlegeringer.

For ulegerede smedealuminiumlegeringer med betegnelsen 1XXX, repræsenterer de sidste to cifre metallets renhed. De svarer til de to sidste cifre efter decimalkommaet, når aluminiums renhed angives med en nøjagtighed på 0,01 procent. Det andet ciffer angiver ændringer i grænseværdierne for urenheder. Hvis det andet ciffer er nul, angiver det ulegeret aluminium med naturlige urenhedsgrænser, og 1 til 9 angiver individuelle urenheder eller legeringselementer.

For grupperne 2XXX til 8XXX angiver de sidste to cifre de forskellige aluminiumslegeringer i gruppen. Det andet ciffer angiver legeringsmodifikationer. Et andet ciffer på nul angiver den oprindelige legering, og hele tal fra 1 til 9 angiver på hinanden følgende legeringsmodifikationer.

Fysiske egenskaber ved aluminium

Aluminium har en massefylde på omkring en tredjedel af stålets eller kobbers massefylde, hvilket gør det til et af de letteste kommercielt tilgængelige metaller. Det resulterende høje styrke/vægt-forhold gør det til et vigtigt strukturelt materiale, der giver mulighed for øget nyttelast eller brændstofbesparelser for især transportindustrien.

Styrke af aluminium

Rent aluminium har ikke en høj trækstyrke. Tilsætning af legeringselementer som mangan, silicium, kobber og magnesium kan imidlertid øge aluminiumets styrkeegenskaber og frembringe en legering med egenskaber, der er skræddersyet til bestemte anvendelser.

Aluminium er velegnet til kolde miljøer. Det har den fordel i forhold til stål, at dets trækstyrke stiger med faldende temperatur, samtidig med at det bevarer sin sejhed. Stål bliver på den anden side skørt ved lave temperaturer.

Aluminiumets korrosionsbestandighed

Når det udsættes for luft, dannes der næsten øjeblikkeligt et lag aluminiumoxid på overfladen af aluminium. Dette lag har en fremragende modstandsdygtighed over for korrosion. Det er forholdsvis modstandsdygtigt over for de fleste syrer, men mindre modstandsdygtigt over for alkalier.

Varmeledningsevne for aluminium

Varmeledningsevnen for aluminium er ca. tre gange så stor som for stål. Dette gør aluminium til et vigtigt materiale til både køle- og varmeanvendelser som f.eks. varmevekslere. Kombineret med at det ikke er giftigt betyder denne egenskab, at aluminium anvendes i vid udstrækning i køkkenredskaber og køkkenudstyr.

Elektrisk ledningsevne for aluminium

Aluminium har sammen med kobber en elektrisk ledningsevne, der er høj nok til at blive brugt som elektrisk leder. Selv om ledningsevnen for den almindeligt anvendte ledende legering (1350) kun er ca. 62 % af udglødet kobber, er den kun en tredjedel af vægten og kan derfor lede dobbelt så meget elektricitet sammenlignet med kobber af samme vægt.

Reflektivitet af aluminium

Fra UV til infrarødt er aluminium en fremragende reflektor af strålingsenergi. Synlig lysreflektivitet på omkring 80 % betyder, at det er meget anvendt i lysarmaturer. De samme egenskaber med hensyn til refleksivitet gør aluminium ideelt som isolerende materiale til beskyttelse mod solens stråler om sommeren og samtidig isolere mod varmetab om vinteren.

Tabel 2. Egenskaber for aluminium.

Mekaniske egenskaber for aluminium

Aluminium kan deformeres kraftigt uden at gå i stykker. Dette gør det muligt at forme aluminium ved valsning, ekstrudering, trækning, bearbejdning og andre mekaniske processer. Det kan også støbes med en høj tolerance.

Legering, koldbearbejdning og varmebehandling kan alle udnyttes til at skræddersy aluminiums egenskaber.

Trækstyrken for rent aluminium er ca. 90 MPa, men den kan øges til over 690 MPa for nogle varmebehandlingsegnede legeringer.

Tabel 3. Mekaniske egenskaber for udvalgte aluminiumslegeringer.

Aluminiumstandarder

Den gamle BS1470-standard er blevet erstattet af ni EN-standarder. EN-standarderne er angivet i tabel 4.

Tabel 4. EN-standarder for aluminium

De EN-standarder afviger fra den gamle standard, BS1470 på følgende områder:

• Kemiske sammensætninger – uændret.
• Legeringsnummersystem – uændret.
• Temperaturbetegnelser for varmebehandlingsegnede legeringer dækker nu et bredere udvalg af specielle temperaturer. Der er indført op til fire cifre efter T’et for ikke-standardiserede anvendelser (f.eks. T6151).
• Temperaturbetegnelser for legeringer, der ikke kan varmebehandles – eksisterende tempere er uændret, men tempere er nu mere omfattende defineret med hensyn til, hvordan de skabes. Blødt (O)-temperering er nu H111, og en mellemliggende temperering H112 er blevet indført. For legering 5251 angives tempereringer nu som H32/H34/H36/H38 (svarende til H22/H24 osv.). H19/H22 & H24 er nu vist separat.
• Mekaniske egenskaber – svarer fortsat til tidligere tal. 0,2 % prøvningsspænding skal nu angives på prøvningscertifikater.
• Tolerancer er blevet strammet i forskellige grader.

Varmebehandling af aluminium

En række varmebehandlinger kan anvendes på aluminiumslegeringer:

• Homogenisering – fjernelse af segregation ved opvarmning efter støbning.
• Glødning – anvendes efter koldbearbejdning for at blødgøre arbejdshærdende legeringer (1XXX, 3XXX og 5XXX).
• Udfældnings- eller ældningshærdning (legeringer 2XXX, 6XXX og 7XXX).
• Varmebehandling med opløsning før hærdning af udfældningshærdende legeringer.
• Hærdning til hærdning af belægninger
• Efter varmebehandling tilføjes et suffiks til betegnelsesnumrene.
• Suffiks F betyder “som fremstillet”.
• O betyder “udglødede smedeprodukter”.
• T betyder, at det har været “varmebehandlet”.
• W betyder, at materialet er blevet “opløsningsvarmebehandlet”.
• H henviser til ikke varmebehandlede legeringer, der er “koldbearbejdede” eller “strithærdede”.

De ikke varmebehandlede legeringer er dem i 3XXX-, 4XXX- og 5XXX-grupperne.

Tabel 5. Betegnelser for varmebehandling af aluminium og aluminiumslegeringer.

Arbejdshærdning af aluminium

De ikke-varmebehandlingsegnede legeringer kan få deres egenskaber justeret ved koldbearbejdning. Koldvalsning er et eksempel.

Disse justerede egenskaber afhænger af graden af koldbearbejdning, og om bearbejdningen efterfølges af en eventuel udglødning eller stabiliserende varmebehandling.

Nomenklaturen til beskrivelse af disse behandlinger anvender et bogstav, O, F eller H efterfulgt af et eller flere tal. Som skitseret i tabel 6 henviser det første tal til den bearbejdede tilstand og det andet tal til graden af hærdning.

Tabel 6. IkkeVarmebehandlingsegnet legeringsbetegnelser

Tabel 7. Tempereringskoder for plade

DISCLAIMER

Disse data er kun vejledende og må ikke betragtes som en erstatning for den fuldstændige specifikation, som de er hentet fra. Især varierer kravene til de mekaniske egenskaber meget med temperament, produkt og produktdimensioner. Oplysningerne er baseret på vores nuværende viden og gives i god tro. Selskabet påtager sig imidlertid intet ansvar for handlinger foretaget af tredjemand i tillid til oplysningerne.

Da de detaljerede produkter kan anvendes til en lang række forskellige formål, og da selskabet ikke har nogen kontrol over deres anvendelse, udelukker selskabet udtrykkeligt alle betingelser eller garantier, udtrykkelige eller stiltiende ved lov eller på anden måde, med hensyn til dimensioner, egenskaber og/eller egnethed til et bestemt formål.

Alle råd, der gives af selskabet til en tredjepart, er kun givet med henblik på den pågældende parts bistand og uden ansvar fra selskabets side. Enhver kontrakt mellem selskabet og en kunde vil være underlagt selskabets salgsbetingelser. Omfanget af virksomhedens forpligtelser over for en kunde er klart angivet i disse betingelser, som kan fås på anmodning.

Denne information er fremskaffet, gennemgået og tilpasset fra materialer leveret af Aalco – Ferrous and Non-Ferrous Metals Stockist.

For yderligere oplysninger om denne kilde, besøg venligst Aalco – Ferrous and Non-Ferrous Metals Stockist.

Citationer