Hliník je najhojnejší kov na svete a je tretím najbežnejším prvkom, ktorý obsahuje 8% zemskej kôry. Vďaka všestrannosti hliníka z neho robí najčastejšie používaný kov za oceľou.

Výroba hliníka

Hliník je odvodený od minerálneho bauxitu. Bauxitu sa prostredníctvom procesu Bayer premieňa na oxid hlinitý (hliník). Hliník sa potom prevedie na hliníkový kov pomocou elektrolytických buniek a procesu Hall-Heroult.

Ročný dopyt po hliníku

Celosvetový dopyt po hliníku je okolo 29 miliónov ton ročne. Približne 22 miliónov ton je nový hliník a 7 miliónov ton sa recykluje hliníkový šrot. Použitie recyklovaného hliníka je ekonomicky a environmentálne presvedčivé. Produkcia 1 ton nového hliníka trvá 14 000 kWh. Naopak, trvá iba 5% z toho, kým sa prehodnocuje a recykluje jednu tonu hliníka. Medzi zliatinou hliníkových hliníkových hliníkov nie je žiadny rozdiel v kvalite.

Aplikácie hliníka

Čistýhliníkje mäkký, ťažký, odolný proti korózii a má vysokú elektrickú vodivosť. Všeobecne sa používa pre káble s fóliou a vodičmi, ale na zabezpečenie vyšších silných stránok potrebných pre ďalšie aplikácie je potrebné legovanie s inými prvkami. Hliník je jedným z najľahších inžinierskych kovov, ktorý má pomer pevnosti k hmotnosti, ktorý je lepší ako oceľ.

Využívaním rôznych kombinácií svojich výhodných vlastností, ako sú pevnosť, ľahkosť, rezistencia na koróziu, recyklovateľnosť a formovateľnosť, sa hliník používa v neustále sa zvyšujúcom počte aplikácií. Toto množstvo výrobkov siaha od štrukturálnych materiálov až po tenké obalové fólie.

Zliatiny

Hliník je najčastejšie legované medi, zinok, horčík, kremík, mangán a lítium. Malé prírastky chrómu, titánu, zirkónia, olova, bizmutu a niklu sa tiež vyrábajú a železo je vždy prítomné v malých množstvách.

Existuje viac ako 300 zliatin s kovanými zliatinou s 50, ktoré sa bežne používajú. Normálne ich identifikuje systém štyroch obrázkov, ktorý vznikol v USA a je teraz všeobecne akceptovaný. Tabuľka 1 popisuje systém zliatin z kovaných zliatin. Zliatinové zliatiny majú podobné označenia a používajú päťmiestny systém.

Tabuľka 1.Označenia pre zliatiny z hliníkového hliníka.

Pre nelegované zliatiny hliníkových zliatin označených 1xxx predstavujú posledné dve číslice čistotu kovu. Sú ekvivalentom posledných dvoch číslic po desatinnej čreve, keď je čistota hliníka vyjadrená na presnosti s presnosťou na 0,01 percenta. Druhá číslica označuje úpravy v limitoch nečistoty. Ak je druhá číslica nula, naznačuje to nelegálny hliník, ktorý má limity prirodzenej nečistoty a 1 až 9, označujú individuálne nečistoty alebo legovacie prvky.

V skupinách 2xxx až 8xxx identifikujú posledné dve číslice rôzne hliníkové zliatiny v skupine. Druhá číslica označuje úpravy zliatiny. Druhá číslica nula označuje pôvodnú zliatinu a celé čísla 1 až 9 označujú po sebe idúce modifikácie zliatiny.

Fyzikálne vlastnosti hliníka

Hustota hliníka

Hliník má hustotu okolo jednej tretiny hustoty ocele alebo medi, vďaka čomu je jedným z najľahších komerčne dostupných kovov. Výsledný pomer vysokej pevnosti k hmotnosti z neho robí dôležitý štrukturálny materiál, ktorý umožňuje zvýšené užitočné zaťaženie alebo úspory paliva pre dopravné odvetvia.

Pevnosť hliníka

Čistý hliník nemá vysokú pevnosť v ťahu. Pridanie zliatinových prvkov, ako je mangán, kremík, meď a horčík, však môže zvýšiť pevné vlastnosti hliníka a vytvoriť zliatinu s vlastnosťami prispôsobenými konkrétnym aplikáciám.

Hliníkje vhodný pre chladné prostredie. Má výhodu oproti ocele v tom, že jej pevnosť v ťahu sa zvyšuje so znižujúcou sa teplotou a zároveň si zachováva svoju húževnatosť. Na druhej strane oceľ sa stáva krehkou pri nízkych teplotách.

Odolnosť proti korózii hliníka

Pri vystavení vzduchu sa na povrchu hliníka takmer okamžite vytvára vrstva oxidu hlinitého. Táto vrstva má vynikajúcu odolnosť voči korózii. Je dosť odolný voči väčšine kyselín, ale menej rezistentný na alkalis.

Tepelná vodivosť hliníka

Tepelná vodivosť hliníka je asi trikrát väčšia ako v oceliarstve. Vďaka tomu je hliník dôležitým materiálom pre aplikácie na chladenie aj vykurovanie, ako sú výmena tepla. V kombinácii s tým, že je netoxický, táto vlastnosť znamená, že hliník sa vo veľkej miere používa vo varení a kuchynskom riadu.

Elektrická vodivosť hliníka

Spolu s meďou má hliník dostatočne vysokú elektrickú vodivosť na použitie ako elektrický vodič. Aj keď vodivosť bežne používanej vodivej zliatiny (1350) je iba približne 62% žíhanej medi, je to iba jedna tretina hmotnosti, a preto môže viesť dvakrát toľko elektriny v porovnaní s meďou s rovnakou hmotnosťou.

Odrazivosť hliníka

Od UV po infračervené hliník je vynikajúci reflektor žiarivej energie. Odrazivosť viditeľného svetla približne 80% znamená, že sa široko používa v svietidlách. Rovnaké vlastnosti odrazivosti spôsobujúhliníkIdeálne ako izolačný materiál na ochranu pred slnečnými lúčmi v lete, zatiaľ čo v zime izoluje proti tepelným stratám.

Tabuľka 2.Vlastnosti pre hliník.

Mechanické vlastnosti hliníka

Hliník sa dá vážne deformovať bez zlyhania. To umožňuje tvorbu hliníka valením, extrudovaním, kreslením, obrábaním a inými mechanickými procesmi. Môže sa tiež obsadiť na vysokú toleranciu.

Na prispôsobenie vlastností hliníka je možné využiť zliatinové, fungovanie zachladnutia a tepelné spracovanie.

Pevnosť v ťahu čistého hliníka je okolo 90 MPa, ale to sa dá zvýšiť na viac ako 690 MPa pre niektoré zliatiny spôsobiteľné tepelne.

Hliníkové štandardy

Starý štandard BS1470 bol nahradený deviatimi normami EN. Normy EN sú uvedené v tabuľke 4.

Tabuľka 4.EN štandardy pre hliník

Normy EN sa líšia od starého štandardu, BS1470 v týchto oblastiach:

• Chemické kompozície - nezmenené.
• Systém číslovania zliatiny - nezmenený.
• Označenia temperamentu pre tepelne upraviteľné zliatiny teraz pokrývajú širšiu škálu špeciálnych pokušení. Až štyri číslice po zavedení T pre ne štandardné aplikácie (napr. T6151).
• Označenia temperamentu pre zliatiny, ktoré nie sú tepelne ošetrené - existujúce pokušenia sa nezmenia, ale pokuty sú teraz komplexnejšie definované z hľadiska ich vytvorenia. Mäkká (O) teplota je teraz H111 a bola zavedená stredná teplota H112. Pre zliatinu 5251 Tempers sa teraz zobrazuje ako H32/H34/H36/H38 (ekvivalent s H22/H24 atď.). H19/H22 a H24 sa teraz zobrazujú osobitne.
• Mechanické vlastnosti - zostávajú podobné predchádzajúcim obrázkom. 0,2% dôkazový stres musí byť teraz citovaný na testovacích osvedčeniach.
• Tolerancie boli utiahnuté do rôznych stupňov.
  

  Tepelné spracovanie hliníka

  Na hliníkové zliatiny je možné aplikovať celý rad tepelných úprav:

  • Homogenizácia - Odstránenie segregácie zahrievaním po odliatku.
  • Žíhanie-Používa sa po zachladnutí práce na zmäkčenie zliatiny tvrdenia o práci (1xxx, 3xxx a 5xxx).
  • Zrážanie alebo kalenie veku (zliatiny 2xxx, 6xxx a 7xxx).
  • Tepelné ošetrenie roztoku pred starnutím zliatin zliatiny zrážok.
  • Putovanie na vytvrdzovanie povlakov
  • Po tepelnom ošetrení sa do označenia pridá prípona.
  • Prípona F znamená „ako vyrobené“.
  • O znamená „žíhané výrobky“.
  • T znamená, že bol „ošetrený tepelne“.
  • W znamená, že materiál bol ošetrený roztokom.
  • H sa týka zliatin, z ktorých nie sú tepelne upraviteľné zliatiny, ktoré sú „spracované chladom“ alebo „vytvrdené kmeňom“.
  • Zliatiny, ktoré nie sú terabilné, sú tie, ktoré sú v skupinách 3xxx, 4xxx a 5xxx.