Ալյումինը աշխարհի ամենաառատ մետաղն է և երրորդ ամենատարածված տարրն է, որը կազմում է երկրակեղևի 8%-ը: Ալյումինի բազմակողմանիությունը այն դարձնում է պողպատից հետո ամենաշատ օգտագործվող մետաղը:

Ալյումինի արտադրություն

Ալյումինը ստացվում է բոքսիտ հանքանյութից։ Բոքսիտը վերածվում է ալյումինի օքսիդի (կավահող) Բայերի գործընթացի միջոցով: Այնուհետև ալյումինը վերածվում է ալյումինի մետաղի, օգտագործելով էլեկտրոլիտիկ բջիջները և Hall-Heroult պրոցեսը:

Ալյումինի տարեկան պահանջարկը

Ամբողջ աշխարհում ալյումինի պահանջարկը կազմում է տարեկան մոտ 29 միլիոն տոննա։ Մոտ 22 մլն տոննան նոր ալյումին է, իսկ 7 մլն տոննան՝ վերամշակված ալյումինի ջարդոն։ Վերամշակված ալյումինի օգտագործումը տնտեսապես և էկոլոգիապես գրավիչ է: 1 տոննա նոր ալյումին արտադրելու համար պահանջվում է 14000 կՎտժ: Ընդհակառակը, մեկ տոննա ալյումինի հալման և վերամշակման համար անհրաժեշտ է դրա ընդամենը 5%-ը: Կույս և վերամշակված ալյումինի համաձուլվածքների միջև որակի տարբերություն չկա:

Ալյումինի կիրառությունները

Մաքուրալյումինփափուկ է, ճկուն, կոռոզիակայուն և ունի բարձր էլեկտրական հաղորդունակություն։ Այն լայնորեն օգտագործվում է փայլաթիթեղի և հաղորդիչ մալուխների համար, սակայն այլ տարրերի հետ համաձուլվածքն անհրաժեշտ է այլ կիրառությունների համար անհրաժեշտ ավելի բարձր ամրություններ ապահովելու համար: Ալյումինը ամենաթեթև ինժեներական մետաղներից մեկն է, որն ունի պողպատի նկատմամբ ամրության և քաշի հարաբերակցությունը:

Օգտագործելով իր շահավետ հատկությունների տարբեր համակցություններ, ինչպիսիք են ուժը, թեթևությունը, կոռոզիոն դիմադրությունը, վերամշակելիությունը և ձևավորելը, ալյումինը օգտագործվում է անընդհատ աճող թվով կիրառություններում: Ապրանքների այս շարքը տատանվում է կառուցվածքային նյութերից մինչև բարակ փաթեթավորման փայլաթիթեղներ:

Համաձուլվածքների անվանումներ

Ալյումինն առավել հաճախ համաձուլվում է պղնձի, ցինկի, մագնեզիումի, սիլիցիումի, մանգանի և լիթիումի հետ: Կատարվում են նաև քրոմի, տիտանի, ցիրկոնի, կապարի, բիսմութի և նիկելի փոքր հավելումներ, և երկաթը միշտ առկա է փոքր քանակությամբ:

Կան ավելի քան 300 դարբնոցային համաձուլվածքներ, որոնցից 50-ը ընդհանուր օգտագործման մեջ են: Նրանք սովորաբար նույնացվում են չորս նիշերի համակարգով, որը ծագել է ԱՄՆ-ում և այժմ համընդհանուր ընդունված է: Աղյուսակ 1-ում նկարագրված է դարբնոցային համաձուլվածքների համակարգը: Ձուլված համաձուլվածքները ունեն նմանատիպ անվանումներ և օգտագործում են հնգանիշ համակարգ:

Աղյուսակ 1.Դարբնոցային ալյումինե համաձուլվածքների անվանումները:

1XXX նշանակված չլեգիրված ալյումինե համաձուլվածքների համար վերջին երկու թվանշանները ներկայացնում են մետաղի մաքրությունը: Դրանք համարժեք են տասնորդական կետից հետո վերջին երկու թվանշաններին, երբ ալյումինի մաքրությունն արտահայտվում է 0,01 տոկոսով: Երկրորդ նիշը ցույց է տալիս կեղտոտության սահմանների փոփոխությունները: Եթե ​​երկրորդ նիշը զրոյական է, ապա դա ցույց է տալիս չլեգիրված ալյումին, որն ունի բնական կեղտոտության սահմաններ և 1-ից 9-ը, ցույց է տալիս առանձին կեղտեր կամ համաձուլվածքներ:

2XXX-ից 8XXX խմբերի համար վերջին երկու թվանշանները նույնացնում են խմբում գտնվող ալյումինի տարբեր համաձուլվածքները: Երկրորդ նիշը ցույց է տալիս խառնուրդի փոփոխությունները: Զրոյի երկրորդ նիշը ցույց է տալիս սկզբնական համաձուլվածքը, իսկ 1-ից 9-ը ցույց են տալիս խառնուրդի հաջորդական փոփոխությունները:

Ալյումինի ֆիզիկական հատկությունները

Ալյումինի խտությունը

Ալյումինն ունի պողպատի կամ պղնձի խտության մոտ մեկ երրորդը, ինչը այն դարձնում է առևտրային առումով ամենաթեթև մետաղներից մեկը: Ստացված բարձր ամրության և քաշի հարաբերակցությունը այն դարձնում է կարևոր կառուցվածքային նյութ, որը թույլ է տալիս մեծացնել ծանրաբեռնվածությունը կամ վառելիքի խնայողությունը հատկապես տրանսպորտային արդյունաբերության համար:

Ալյումինի ամրությունը

Մաքուր ալյումինը չունի բարձր առաձգական ուժ: Այնուամենայնիվ, համաձուլվածքային տարրերի ավելացումը, ինչպիսիք են մանգանը, սիլիցիումը, պղնձը և մագնեզիումը, կարող են մեծացնել ալյումինի ամրության հատկությունները և արտադրել համաձուլվածք, որը հարմարեցված է հատուկ կիրառություններին:

Ալյումինելավ հարմարեցված է ցուրտ միջավայրին: Այն ունի առավելություն պողպատի նկատմամբ, քանի որ նրա առաձգական ուժը մեծանում է ջերմաստիճանի նվազման հետ մեկտեղ՝ պահպանելով իր ամրությունը: Մյուս կողմից, պողպատը դառնում է փխրուն ցածր ջերմաստիճանի դեպքում:

Ալյումինի կոռոզիոն դիմադրություն

Օդին ենթարկվելիս ալյումինի մակերևույթի վրա գրեթե ակնթարթորեն ձևավորվում է ալյումինի օքսիդի շերտ: Այս շերտը գերազանց դիմադրություն ունի կոռոզիայից: Այն բավականին դիմացկուն է թթուների մեծ մասի նկատմամբ, բայց ավելի քիչ դիմացկուն է ալկալիների նկատմամբ:

Ալյումինի ջերմային հաղորդունակությունը

Ալյումինի ջերմային հաղորդունակությունը մոտ երեք անգամ ավելի մեծ է, քան պողպատինը: Սա ալյումինին դարձնում է կարևոր նյութ ինչպես հովացման, այնպես էլ ջեռուցման համար, ինչպիսիք են ջերմափոխանակիչները: Ոչ թունավոր լինելու հետ մեկտեղ՝ այս հատկությունը նշանակում է, որ ալյումինը լայնորեն օգտագործվում է խոհարարական պարագաներում և խոհանոցային պարագաներում:

Ալյումինի էլեկտրական հաղորդունակությունը

Պղնձի հետ մեկտեղ ալյումինը ունի բավականաչափ բարձր էլեկտրական հաղորդունակություն՝ որպես էլեկտրական հաղորդիչ օգտագործելու համար: Թեև սովորաբար օգտագործվող հաղորդիչ համաձուլվածքի (1350) հաղորդունակությունը կազմում է հալված պղնձի միայն 62%-ը, այն կազմում է քաշի միայն մեկ երրորդը և, հետևաբար, կարող է երկու անգամ ավելի շատ էլեկտրաէներգիա անցկացնել, համեմատած նույն քաշի պղնձի հետ:

Ալյումինի ռեֆլեկտիվություն

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից մինչև ինֆրակարմիր, ալյումինը փայլուն էներգիայի հիանալի արտացոլիչ է: Լույսի տեսանելի արտացոլումը մոտ 80% նշանակում է, որ այն լայնորեն օգտագործվում է լուսատուների մեջ: արտացոլման նույն հատկությունները կազմում ենալյումինիդեալական է որպես մեկուսիչ նյութ՝ ամռանը արևի ճառագայթներից պաշտպանելու համար, իսկ ձմռանը՝ ջերմության կորստից:

Աղյուսակ 2.Հատկություններ ալյումինի համար.

Ալյումինի մեխանիկական հատկությունները

Ալյումինը կարող է խիստ դեֆորմացվել առանց ձախողման: Սա թույլ է տալիս ալյումինի ձևավորվել գլանման, արտամղման, գծագրման, հաստոցների մշակման և այլ մեխանիկական գործընթացների միջոցով: Այն կարող է տրվել նաև բարձր հանդուրժողականության:

Լեգիրումը, սառը մշակումը և ջերմային մշակումը կարող են օգտագործվել ալյումինի հատկությունները հարմարեցնելու համար:

Մաքուր ալյումինի առաձգական ուժը մոտ 90 ՄՊա է, սակայն որոշ ջերմամշակվող համաձուլվածքների դեպքում այն ​​կարող է ավելացվել մինչև 690 ՄՊա:

Ալյումինի ստանդարտներ

Հին BS1470 ստանդարտը փոխարինվել է ինը EN ստանդարտներով: EN ստանդարտները տրված են աղյուսակ 4-ում:

Աղյուսակ 4.EN ստանդարտներ ալյումինի համար

EN ստանդարտները տարբերվում են հին ստանդարտից՝ BS1470 հետևյալ ոլորտներում.

• Քիմիական բաղադրությունը՝ անփոփոխ։
• Ալյումինե համարակալման համակարգ – անփոփոխ:
• Ջերմային մշակվող համաձուլվածքների ջերմաստիճանի անվանումներն այժմ ներառում են հատուկ խառնվածքների ավելի լայն շրջանակ: T-ից հետո մինչև չորս նիշ ներմուծվել է ոչ ստանդարտ կիրառությունների համար (օրինակ՝ T6151):
• Ջերմային չմշակվող համաձուլվածքների ջերմաստիճանի անվանումները. գոյություն ունեցող ջերմաստիճաններն անփոփոխ են, բայց ջերմաստիճաններն այժմ ավելի համապարփակ են սահմանվում՝ ըստ դրանց ստեղծման: Փափուկ (O) բնավորությունն այժմ H111 է, և ներդրվել է միջանկյալ բնավորություն H112: Համաձուլվածքի համար 5251 ջերմաստիճաններն այժմ ցուցադրվում են որպես H32/H34/H36/H38 (համարժեք H22/H24 և այլն): H19/H22 և H24 այժմ ցուցադրվում են առանձին:
• Մեխանիկական հատկություններ - մնում են նախորդ թվերի նման: Այժմ փորձարկման վկայագրերում պետք է նշվի 0,2% ապացույցի սթրես:
• Հանդուրժողականությունները խստացվել են տարբեր աստիճաններով:
  

  Ալյումինի ջերմային բուժում

  Ալյումինե համաձուլվածքների համար կարող են կիրառվել մի շարք ջերմային մշակումներ.

  • Համասեռացում - տարանջատման վերացում ձուլումից հետո տաքացնելով:
  • Հալեցում – օգտագործվում է սառը աշխատանքից հետո՝ աշխատանքային կարծրացնող համաձուլվածքները փափկելու համար (1XXX, 3XXX և 5XXX):
  • Տեղումներ կամ տարիքային կարծրացում (համաձուլվածքներ 2XXX, 6XXX և 7XXX):
  • Լուծույթի ջերմային բուժումը տեղումներից կարծրացնող համաձուլվածքների հնացումից առաջ:
  • Վառարան՝ ծածկույթների ամրացման համար
  • Ջերմային մշակումից հետո նշանակման համարներին ավելացվում է վերջածանց:
  • F վերջածանցը նշանակում է «ինչպես պատրաստված»:
  • O նշանակում է «կռած կռած արտադրանք»:
  • T նշանակում է, որ այն ենթարկվել է «ջերմային մշակման»:
  • W նշանակում է, որ նյութը ենթարկվել է լուծույթի ջերմային մշակման:
  • H-ն վերաբերում է ջերմային չմշակվող համաձուլվածքներին, որոնք «սառը մշակված» են կամ «լարումով կարծրացված»:
  • Ջերմային չմշակվող համաձուլվածքները 3XXX, 4XXX և 5XXX խմբերի համաձուլվածքներն են: