Алюминий дүйнөдөгү эң көп кездешкен металл жана жер кыртышынын 8% түзгөн үчүнчү эң кеңири таралган элемент. Алюминийдин ар тараптуулугу аны болоттон кийинки эң кеңири колдонулган металлга айлантат.

Алюминий өндүрүү

Алюминий боксит минералынан алынат. Боксит Байер процесси аркылуу алюминий оксидине (глинозем) айланат. Андан кийин глинозем электролиттик элементтер жана Холл-Герольт процесси аркылуу алюминий металлына айланат.

Алюминийге жылдык суроо-талап

Дүйнө жүзү боюнча алюминийге болгон суроо-талап жылына 29 миллион тоннага жакын. Анын 22 миллион тоннасы жаңы алюминий, ал эми 7 миллион тоннасы кайра иштетилген алюминий калдыктары. Кайра иштетилген алюминийди колдонуу экономикалык жана экологиялык жактан пайдалуу. 1 тонна жаңы алюминий өндүрүү үчүн 14 000 кВт/саат энергия талап кылынат. Тескерисинче, бир тонна алюминийди кайра эритүү жана кайра иштетүү үчүн мунун 5% гана талап кылынат. Таза жана кайра иштетилген алюминий эритмелеринин сапатында эч кандай айырмачылык жок.

Алюминийдин колдонулушу

Тазаалюминийжумшак, ийкемдүү, коррозияга туруктуу жана жогорку электр өткөрүмдүүлүгүнө ээ. Ал фольга жана өткөргүч кабелдер үчүн кеңири колдонулат, бирок башка колдонмолор үчүн зарыл болгон жогорку бекемдикти камсыз кылуу үчүн башка элементтер менен легирлөө зарыл. Алюминий - эң жеңил инженердик металлдардын бири, анын бекемдикке карата салмак катышы болоттон жогору.

Алюминий өзүнүн артыкчылыктуу касиеттеринин ар кандай айкалыштарын, мисалы, бекемдик, жеңилдик, коррозияга туруктуулук, кайра иштетүү жана формага келүүчүлүктү колдонуу менен, барган сайын көп тармактарда колдонулууда. Бул продукциялардын түрлөрү конструкциялык материалдардан баштап жука таңгактоочу фольгаларга чейин.

Эритмелердин белгилениши

Алюминий көбүнчө жез, цинк, магний, кремний, марганец жана литий менен кошулат. Хром, титан, цирконий, коргошун, висмут жана никельдин кичинекей кошулмалары да жасалат жана темир дайыма аз өлчөмдө болот.

300дөн ашык эритме бар, алардын 50сү кеңири колдонулат. Алар, адатта, АКШда пайда болгон жана азыр жалпы кабыл алынган төрт орундуу система менен аныкталат. 1-таблицада эритмелер үчүн система сүрөттөлөт. Куюлган эритмелер окшош белгилер менен белгиленет жана беш орундуу системаны колдонот.

1-таблица.Согулган алюминий эритмелеринин белгилениши.

1XXX деп белгиленген кошулбаган алюминий эритмелери үчүн акыркы эки сан металлдын тазалыгын билдирет. Алар алюминийдин тазалыгы 0,01 пайызга чейин так көрсөтүлгөндө ондук чекиттен кийинки акыркы эки санга барабар. Экинчи сан кошулма чегиндеги өзгөрүүлөрдү көрсөтөт. Эгерде экинчи сан нөлгө барабар болсо, ал кошулбаган алюминийдин табигый кошулма чегине ээ экенин көрсөтөт жана 1ден 9га чейинки сандар жеке кошулмаларды же легирлөөчү элементтерди көрсөтөт.

2XXXден 8XXXге чейинки топтор үчүн акыркы эки сан топтогу ар кандай алюминий эритмелерин аныктайт. Экинчи сан эритменин модификацияларын көрсөтөт. Нөлдүн экинчи саны баштапкы эритмени, ал эми 1ден 9га чейинки бүтүн сандар эритменин удаалаш модификацияларын көрсөтөт.

Алюминийдин физикалык касиеттери

Алюминийдин тыгыздыгы

Алюминийдин тыгыздыгы болоттун же жездин тыгыздыгынын үчтөн бирине жакын, бул аны коммерциялык жактан жеткиликтүү болгон эң жеңил металлдардын бири кылат. Натыйжада пайда болгон жогорку бекемдиктин салмакка катышы аны маанилүү конструкциялык материалга айлантат, бул өзгөчө транспорт тармактары үчүн пайдалуу жүктөрдү көбөйтүүгө же күйүүчү майды үнөмдөөгө мүмкүндүк берет.

Алюминийдин бекемдиги

Таза алюминий жогорку созулууга туруктуулукка ээ эмес. Бирок, марганец, кремний, жез жана магний сыяктуу легирлөөчү элементтерди кошуу алюминийдин бекемдик касиеттерин жогорулатып, белгилүү бир колдонмолорго ылайыкташтырылган касиеттерге ээ болгон легирлөөнү өндүрө алат.

Алюминийсуук чөйрөлөргө жакшы ылайыктуу. Ал болотко караганда артыкчылыгына ээ, анткени анын созулууга туруктуулугу температуранын төмөндөшү менен жогорулайт жана ошол эле учурда бекемдигин сактайт. Ал эми болот төмөн температурада морт болуп калат.

Алюминийдин коррозияга туруктуулугу

Аба менен байланышта болгондо, алюминийдин бетинде дээрлик заматта алюминий кычкылынын катмары пайда болот. Бул катмар коррозияга эң сонун туруктуулукка ээ. Ал көпчүлүк кислоталарга бир топ туруктуу, бирок щелочторго анча туруктуу эмес.

Алюминийдин жылуулук өткөрүмдүүлүгү

Алюминийдин жылуулук өткөрүмдүүлүгү болотко караганда үч эсе жогору. Бул алюминийди жылуулук алмаштыргычтар сыяктуу муздатуу жана жылытуу үчүн маанилүү материалга айлантат. Алюминийдин уулуу эместиги менен бирге бул касиети анын ашкана идиштеринде жана ашкана буюмдарында кеңири колдонулушун билдирет.

Алюминийдин электр өткөрүмдүүлүгү

Жез менен бирге алюминийдин электр өткөргүчтүгү электр өткөргүч катары колдонууга жетиштүү жогору. Көп колдонулган өткөргүч эритменин (1350) өткөргүчтүгү күйдүрүлгөн жездин болжол менен 62% гана түзгөнү менен, ал салмагынын үчтөн бир бөлүгүн гана түзөт жана ошондуктан ошол эле салмактагы жезге салыштырмалуу эки эсе көп электр энергиясын өткөрө алат.

Алюминийдин чагылдыргычтыгы

Алюминий ультрафиолет нурларынан инфракызыл нурларга чейин нурлануунун эң сонун чагылдыруучусу болуп саналат. Көрүнүүчү жарыктын чагылдырылышынын болжол менен 80% болушу анын жарык берүүчү шаймандарда кеңири колдонулушун билдирет. Чагылышуунун ушул эле касиеттериалюминийжайында күндүн нурларынан коргоо үчүн, ал эми кышында жылуулуктун жоголушуна каршы изоляциялоочу материал катары идеалдуу.

2-таблица.Алюминийдин касиеттери.

Алюминийдин механикалык касиеттери

Алюминий бузулбай туруп катуу деформацияланышы мүмкүн. Бул алюминийди прокаттоо, экструзиялоо, тартуу, механикалык иштетүү жана башка механикалык процесстер аркылуу түзүүгө мүмкүндүк берет. Ошондой эле аны жогорку чыдамдуулук менен куюуга болот.

Алюминийдин касиеттерин ыңгайлаштыруу үчүн эритмелөө, муздак иштетүү жана жылуулук менен иштетүү колдонулушу мүмкүн.

Таза алюминийдин созулууга туруктуулугу 90 МПа тегерегинде, бирок кээ бир жылуулук менен иштетилүүчү эритмелер үчүн бул көрсөткүчтү 690 МПа дан ашыкка чейин жогорулатууга болот.

Алюминий стандарттары

Эски BS1470 стандарты тогуз EN стандарты менен алмаштырылды. EN стандарттары 4-таблицада келтирилген.

4-таблица.алюминий үчүн EN стандарттары

EN стандарттары эски BS1470 стандартынан төмөнкү багыттар боюнча айырмаланат:

• Химиялык курамы - өзгөрүүсүз.
• Эритме номерлөө системасы – өзгөрүүсүз.
• Жылуулук менен иштетилүүчү эритмелер үчүн чыңалуу белгилери азыр атайын чыңалуулардын кеңири чөйрөсүн камтыйт. Стандарттуу эмес колдонмолор үчүн Т тамгасынан кийин төрт орундуу санга чейин киргизилген (мисалы, T6151).
• Жылуулук менен иштетилбеген эритмелер үчүн чыңалуу белгилери – учурдагы чыңалуулар өзгөрбөйт, бирок чыңалуулар эми алардын кантип жасалаары жагынан кеңири аныкталат. Жумшак (O) чыңалуу эми H111 болуп саналат жана ортоңку чыңалуу H112 киргизилген. 5251 эритмеси үчүн чыңалуулар эми H32/H34/H36/H38 (H22/H24 ж.б. эквиваленти) катары көрсөтүлөт. H19/H22 жана H24 эми өзүнчө көрсөтүлөт.
• Механикалык касиеттери – мурунку көрсөткүчтөргө окшош бойдон калууда. Эми сыноо сертификаттарында 0,2% туруктуулук чыңалуусу көрсөтүлүшү керек.
• Толеранттуулук ар кандай деңгээлде күчөтүлдү.
  

  Алюминийди жылуулук менен иштетүү

  Алюминий эритмелерине ар кандай жылуулук иштетүүлөрүн колдонсо болот:

  • Гомогендештирүү – куюудан кийин ысытуу аркылуу бөлүнүүнү жок кылуу.
  • Күйгүзүү – муздак иштетүүдөн кийин катуулантуучу эритмелерди (1XXX, 3XXX жана 5XXX) жумшартуу үчүн колдонулат.
  • Чачыранды же карылыктын катууланышынын натыйжасында пайда болгон (2XXX, 6XXX жана 7XXX эритмелери).
  • Чөкмө менен катуулантуучу эритмелерди эскирүүдөн мурун эритмени жылуулук менен иштетүү.
  • Каптамаларды кургатуу үчүн меште жылытуу
  • Жылуулук менен иштетүүдөн кийин белгилөө номерлерине кошумча мүчө кошулат.
  • F суффикси "жасалма" дегенди билдирет.
  • О "күйгүзүлгөн согулган буюмдар" дегенди билдирет.
  • T анын "жылуулук менен иштетилгенин" билдирет.
  • W материал эритме жылуулук менен иштетилгенин билдирет.
  • H "муздак иштетилген" же "деформация менен катууланган" жылуулук менен иштетилбеген эритмелерди билдирет.
  • Жылуулук менен иштетилбеген эритмелерге 3XXX, 4XXX жана 5XXX топтору кирет.