Citire rapidă

un aliaj de aluminiu este o compoziție chimică în care alte elemente sunt adăugate aluminiului pur pentru a-i spori proprietățile, în primul rând pentru a-i crește rezistența. Aceste alte elemente includ fier, siliciu, cupru, magneziu, mangan și zinc la niveluri care combinate pot constitui până la 15% din aliaj în greutate. Alierea necesită amestecarea completă a aluminiului cu aceste alte elemente, în timp ce aluminiul este în formă lichidă topită.

Take-Away fapte

• în chimie
  proprietățile aluminiului, cum ar fi, rezistență, densitate, lucrabilitate, conductivitate electrică și rezistență la coroziune sunt afectate prin adăugarea altor elemente, cum ar fi magneziu, siliciu sau zinc.
• Bradley Fighting Vehicle
  vehiculul militar Bradley Fighting Vehicle este fabricat din două aliaje de aluminiu diferite: o serie 7xxx și o serie 5xxx. De încredere pentru a menține soldații în siguranță și mobili, aluminiul este utilizat și în multe alte vehicule militare.
• recipientul nostru preferat pentru băuturi
  recipientul preferat pentru băuturi al Americii, cutia de aluminiu, este fabricat din mai multe aliaje de aluminiu. Carcasa cutiei este compusă din 3004, iar capacul este realizat din 5182. Uneori este nevoie de mai mult de un aliaj pentru a face un element de zi cu zi.
• cald și rece
  aliaje de aluminiu pot fi făcute mai puternic prin tratament termic sau de lucru la rece. Atributele unui anumit aliaj sunt diferite datorită aditivilor și tratamentului lor.

aliaj de aluminiu 101

Ce este un aliaj de aluminiu

un aliaj de aluminiu este o compoziție chimică în care alte elemente sunt adăugate la aluminiu pur pentru a-i spori proprietățile, în primul rând pentru a-i crește rezistența. Aceste alte elemente includ fier, siliciu, cupru, magneziu, mangan și zinc la niveluri care combinate pot constitui până la 15% din aliaj în greutate. Aliajelor li se atribuie un număr de patru cifre, în care prima cifră identifică o clasă generală sau o serie, caracterizată prin principalele sale elemente de aliere.

aluminiu pur comercial

seria 1xxx

aliajele din seria 1xxx sunt compuse din aluminiu cu o puritate de 99% sau mai mare. Această serie are o rezistență excelentă la coroziune, o lucrabilitate excelentă, precum și o conductivitate termică și electrică ridicată. Acesta este motivul pentru care seria 1xxx este utilizată în mod obișnuit pentru linii de transmisie sau rețea electrică care conectează rețelele naționale din Statele Unite. Denumirile comune ale aliajelor din această serie sunt 1350, pentru aplicații electrice și 1100, pentru tăvile de ambalare a alimentelor.

aliaje tratabile termic

unele aliaje sunt întărite prin tratarea termică a soluției și apoi prin călire sau răcire rapidă. Tratarea termică ia metalul solid, aliat și îl încălzește până la un anumit punct. Elementele din aliaj, numite solute, sunt distribuite omogen cu aluminiul punându-le într-o soluție solidă. Metalul este ulterior stins sau răcit rapid, ceea ce îngheață atomii de solut în loc. În consecință, atomii de solut se combină într-un precipitat fin distribuit. Acest lucru se întâmplă la temperatura camerei, care se numește îmbătrânire naturală sau într-o operațiune de cuptor la temperatură scăzută, care se numește îmbătrânire artificială.

seria 2xxx

în seria 2xxx, cuprul este utilizat ca element principal de aliere și poate fi consolidat semnificativ prin tratarea termică a soluției. Aceste aliaje posedă o combinație bună de înaltă rezistență și tenacitate, dar nu au nivelurile de rezistență la coroziune atmosferică ca multe alte aliaje de aluminiu. Prin urmare, aceste aliaje sunt de obicei vopsite sau îmbrăcate pentru astfel de expuneri. În general, sunt îmbrăcate cu un aliaj de înaltă puritate sau un aliaj din seria 6xxx pentru a rezista foarte mult la coroziune. Aliaj 2024 poate cel mai cunoscut aliaj de aeronave.

seria 6xxx

seria 6xxx este versatilă, tratabilă termic, foarte formabilă, sudabilă și are o rezistență moderată ridicată, cuplată cu o rezistență excelentă la coroziune. Aliajele din această serie conțin siliciu și magneziu pentru a forma silicură de magneziu în aliaj. Produsele de extrudare din seria 6xxx sunt prima alegere pentru aplicații arhitecturale și structurale. Aliajul 6061 este cel mai utilizat aliaj din această serie și este adesea utilizat în rame pentru camioane și marine. În plus, anumite versiuni ale iPhone-ului au folosit extruziuni din aluminiu din seria 6xxx.

seria 7xxx

zincul este agentul principal de aliere pentru această serie, iar atunci când se adaugă magneziu într-o cantitate mai mică, rezultatul este un aliaj de rezistență foarte mare, tratabil termic. Alte elemente, cum ar fi cuprul și cromul, pot fi, de asemenea, adăugate în cantități mici. Cele mai cunoscute aliaje sunt 7050 și 7075, care sunt utilizate pe scară largă în industria aeronautică. Ceasul de aluminiu Apple a lui 7xxx, lansat în 2015, a fost fabricat dintr-un aliaj personalizat din seria 7xxx.

aliajele netratabile termic

aliajele netratate termic sunt întărite prin prelucrare la rece. Lucrul la rece are loc în timpul metodelor de rulare sau forjare și este acțiunea de a „lucra” metalul pentru a-l face mai puternic. De exemplu, atunci când rulați aluminiu până la manometre mai subțiri, acesta devine mai puternic. Acest lucru se datorează faptului că munca la rece acumulează dislocări și posturi vacante în structură, care apoi inhibă mișcarea atomilor unul față de celălalt. Aceasta crește rezistența metalului. Elementele de aliere precum magneziul intensifică acest efect, rezultând o rezistență și mai mare.

seria 3xxx

manganul este elementul major de aliere din această serie, adesea cu cantități mai mici de magneziu adăugate. Cu toate acestea, doar un procent limitat de mangan poate fi adăugat în mod eficient la aluminiu. 3003 este un aliaj popular pentru uz general, deoarece are o rezistență moderată și o bună lucrabilitate și poate fi utilizat în aplicații precum schimbătoare de căldură și ustensile de gătit. Aliajul 3004 și modificările sale sunt utilizate în corpurile cutiilor de băuturi din aluminiu.

seria 4xxx

aliajele din seria 4xxx sunt combinate cu siliciu, care pot fi adăugate în cantități suficiente pentru a reduce punctul de topire al aluminiului, fără a produce fragilitate. Din acest motiv, seria 4xxx produce sârmă de sudură excelentă și aliaje de lipire unde este necesar un punct de topire mai mic. Aliajul 4043 este unul dintre cele mai utilizate aliaje de umplere pentru sudarea aliajelor din seria 6xxx pentru aplicații structurale și auto.

seria 5xxx

magneziul este agentul principal de aliere din seria 5xxx și este unul dintre cele mai eficiente și utilizate pe scară largă elemente de aliere pentru aluminiu. Aliajele din această serie au caracteristici de rezistență moderată până la înaltă, precum și o bună sudabilitate și rezistență la coroziune în mediul marin. Din acest motiv, aliajele de aluminiu-magneziu sunt utilizate pe scară largă în construcții și construcții, rezervoare de stocare, vase sub presiune și aplicații marine. Exemple de aplicații comune ale aliajelor includ: 5052 în electronică, 5083 în aplicații marine, foaie anodizată 5005 pentru aplicații arhitecturale și 5182 face capacul din aluminiu pentru băuturi. Vehiculul de luptă Bradley al Armatei SUA este fabricat din aluminiu 5083 și seria 7xxx.

crearea de noi aliaje

cu mai mult de 60 de ani în urmă, Asociația de aluminiu a stabilit sistemul de desemnare a aliajelor forjate prin intermediul Comitetului Tehnic pentru Standarde de produs (TCPS), care a fost adoptat în SUA în 1954. Trei ani mai târziu, sistemul a fost aprobat ca standard național american H35.1. Acest sistem de desemnare a fost adoptat oficial de semnatarii internaționali ai Declarația de acord în 1970 și a devenit un sistem internațional de desemnare. În același an, Comitetul pentru standarde H35 pentru aliajele de aluminiu a fost autorizat de Institutul Național American de standarde (ANSI), Asociația servind ca Secretariat. Asociația a servit ca organizație majoră de stabilire a standardelor pentru industria globală a aluminiului de atunci.

sistemul de înregistrare a aliajelor este gestionat în prezent de TCP-urile Asociației. Întregul proces, de la înregistrarea unui nou Aliaj până la atribuirea unei noi denumiri, durează între 60 și 90 de zile. Când sistemul actual a fost dezvoltat inițial în 1954, lista cuprindea 75 de compoziții chimice unice. Astăzi, există mai mult de 530 de compoziții active înregistrate și acest număr continuă să crească. Acest lucru subliniază cât de versatil și omniprezent a devenit aluminiul în lumea noastră modernă.