ალუმინი არის მსოფლიოში ყველაზე გავრცელებული ლითონი და მესამე ყველაზე გავრცელებული ელემენტია, რომელიც დედამიწის ქერქის 8%-ს შეადგენს. ალუმინის მრავალფეროვნება მას ფოლადის შემდეგ ყველაზე ფართოდ გამოყენებულ ლითონად აქცევს.

ალუმინის წარმოება

ალუმინი მიიღება მინერალური ბოქსიტიდან. ბოქსიტი გარდაიქმნება ალუმინის ოქსიდად (ალუმინა) ბაიერის პროცესით. შემდეგ ალუმინა გარდაიქმნება ალუმინის ლითონად ელექტროლიტური უჯრედების და Hall-Heroult პროცესის გამოყენებით.

ალუმინის წლიური მოთხოვნა

მსოფლიო მოთხოვნა ალუმინზე არის დაახლოებით 29 მილიონი ტონა წელიწადში. დაახლოებით 22 მილიონი ტონა არის ახალი ალუმინი, ხოლო 7 მილიონი ტონა არის გადამუშავებული ალუმინის ჯართი. რეციკლირებული ალუმინის გამოყენება ეკონომიურად და ეკოლოგიურად დამაჯერებელია. 1 ტონა ახალი ალუმინის წარმოებას სჭირდება 14000 კვტ/სთ. პირიქით, ერთი ტონა ალუმინის ხელახალი დნობისა და გადამუშავებისთვის საჭიროა ამის მხოლოდ 5%. არ არსებობს განსხვავება ხარისხში ხელუხლებელ და გადამუშავებულ ალუმინის შენადნობებს შორის.

ალუმინის აპლიკაციები

სუფთაალუმინისარის რბილი, დრეკადი, კოროზიისადმი მდგრადი და აქვს მაღალი ელექტროგამტარობა. იგი ფართოდ გამოიყენება კილიტასა და გამტარ კაბელებისთვის, მაგრამ სხვა ელემენტებთან შენადნობი აუცილებელია სხვა აპლიკაციებისთვის საჭირო უფრო მაღალი სიძლიერის უზრუნველსაყოფად. ალუმინი არის ერთ-ერთი ყველაზე მსუბუქი საინჟინრო ლითონი, რომელსაც აქვს სიძლიერის და წონის თანაფარდობა ფოლადის მიმართ.

მისი ხელსაყრელი თვისებების სხვადასხვა კომბინაციების გამოყენებით, როგორიცაა სიმტკიცე, სიმსუბუქე, კოროზიის წინააღმდეგობა, გადამუშავება და ფორმირებადობა, ალუმინი გამოიყენება მუდმივად მზარდ აპლიკაციებში. პროდუქციის ეს ასორტიმენტი მერყეობს სტრუქტურული მასალებიდან თხელ შესაფუთ ფოლგამდე.

შენადნობის აღნიშვნები

ალუმინის ყველაზე ხშირად შენადნობს სპილენძს, თუთიას, მაგნიუმს, სილიციუმს, მანგანუმს და ლითიუმს. ასევე მზადდება ქრომის, ტიტანის, ცირკონიუმის, ტყვიის, ბისმუტისა და ნიკელის მცირე დანამატები და რკინა უცვლელად არის მცირე რაოდენობით.

არსებობს 300-ზე მეტი დამუშავებული შენადნობები, რომელთა საერთო გამოყენება 50-ია. ისინი ჩვეულებრივ იდენტიფიცირებულია ოთხნიშნა სისტემით, რომელიც წარმოიშვა აშშ-ში და ახლა საყოველთაოდ არის მიღებული. ცხრილი 1 აღწერს დამუშავებული შენადნობების სისტემას. ჩამოსხმულ შენადნობებს აქვთ მსგავსი აღნიშვნები და იყენებენ ხუთნიშნა სისტემას.

ცხრილი 1.დამუშავებული ალუმინის შენადნობების აღნიშვნები.

არაშენადნობი დამუშავებული ალუმინის შენადნობებისთვის, რომლებიც მითითებულია 1XXX, ბოლო ორი ციფრი წარმოადგენს ლითონის სისუფთავეს. ისინი ექვივალენტურია ბოლო ორი ციფრის ათწილადის წერტილის შემდეგ, როდესაც ალუმინის სისუფთავე გამოიხატება 0,01 პროცენტით. მეორე ციფრი მიუთითებს მინარევების ლიმიტების ცვლილებაზე. თუ მეორე ციფრი ნულის ტოლია, ეს მიუთითებს არაშენადნობ ალუმინს, რომელსაც აქვს ბუნებრივი მინარევების ლიმიტები და 1-დან 9-მდე, მიუთითებს ცალკეულ მინარევებს ან შენადნობ ელემენტებს.

2XXX-დან 8XXX-მდე ჯგუფებისთვის, ბოლო ორი ციფრი განსაზღვრავს სხვადასხვა ალუმინის შენადნობებს ჯგუფში. მეორე ციფრი მიუთითებს შენადნობის ცვლილებებზე. ნულის მეორე ციფრი მიუთითებს თავდაპირველ შენადნობას და მთელი რიცხვები 1-დან 9-მდე მიუთითებს შენადნობის თანმიმდევრულ მოდიფიკაციაზე.

ალუმინის ფიზიკური თვისებები

ალუმინის სიმკვრივე

ალუმინს აქვს ფოლადის ან სპილენძის სიმკვრივის დაახლოებით მესამედი, რაც მას კომერციულად ხელმისაწვდომ ერთ-ერთ ყველაზე მსუბუქ ლითონად აქცევს. შედეგად მიღებული მაღალი სიძლიერის და წონის თანაფარდობა მას მნიშვნელოვან სტრუქტურულ მასალად აქცევს, რაც საშუალებას აძლევს გაზარდოს ტვირთამწეობა ან საწვავის დაზოგვა განსაკუთრებით სატრანსპორტო ინდუსტრიებისთვის.

ალუმინის სიმტკიცე

სუფთა ალუმინს არ აქვს მაღალი დაჭიმვის ძალა. თუმცა, შენადნობის ელემენტების დამატებამ, როგორიცაა მანგანუმი, სილიციუმი, სპილენძი და მაგნიუმი, შეიძლება გაზარდოს ალუმინის სიძლიერის თვისებები და წარმოქმნას შენადნობი სპეციფიკურ პროგრამებზე მორგებული თვისებებით.

ალუმინისკარგად შეეფერება ცივ გარემოს. მას აქვს უპირატესობა ფოლადთან შედარებით იმით, რომ მისი დაჭიმვის სიმტკიცე იზრდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად და ინარჩუნებს სიმტკიცეს. მეორეს მხრივ, ფოლადი მყიფე ხდება დაბალ ტემპერატურაზე.

ალუმინის კოროზიის წინააღმდეგობა

ჰაერის ზემოქმედებისას, ალუმინის ოქსიდის ფენა თითქმის მყისიერად წარმოიქმნება ალუმინის ზედაპირზე. ამ ფენას აქვს შესანიშნავი წინააღმდეგობა კოროზიის მიმართ. ის საკმაოდ მდგრადია მჟავების უმეტესობის მიმართ, მაგრამ ნაკლებად მდგრადია ტუტეების მიმართ.

ალუმინის თბოგამტარობა

ალუმინის თბოგამტარობა დაახლოებით სამჯერ აღემატება ფოლადის. ეს ხდის ალუმინს მნიშვნელოვან მასალად როგორც გაგრილებისთვის, ასევე გათბობისთვის, როგორიცაა სითბოს გადამცვლელები. არატოქსიკურობასთან ერთად, ეს თვისება ნიშნავს, რომ ალუმინი ფართოდ გამოიყენება სამზარეულოს ჭურჭელში და სამზარეულოში.

ალუმინის ელექტრული გამტარობა

სპილენძთან ერთად, ალუმინს აქვს საკმარისად მაღალი ელექტრული გამტარობა ელექტროგამტარად გამოსაყენებლად. მიუხედავად იმისა, რომ საყოველთაოდ გამოყენებული გამტარი შენადნობის (1350) გამტარობა არის მხოლოდ 62% დამუშავებული სპილენძის, ის წონის მხოლოდ მესამედს შეადგენს და, შესაბამისად, შეუძლია გაატაროს ორჯერ მეტი ელექტროენერგია იმავე წონის სპილენძთან შედარებით.

ალუმინის არეკვლა

ულტრაიისფერი სხივებიდან ინფრაწითელამდე, ალუმინი არის გასხივოსნებული ენერგიის შესანიშნავი რეფლექტორი. ხილული სინათლის არეკვლა დაახლოებით 80% ნიშნავს, რომ იგი ფართოდ გამოიყენება განათების მოწყობილობებში. არეკვლის იგივე თვისებებს ქმნისალუმინისიდეალურია, როგორც საიზოლაციო მასალა ზაფხულში მზის სხივებისგან დასაცავად, ხოლო ზამთარში სითბოს დაკარგვისგან.

ცხრილი 2.თვისებები ალუმინის.

ალუმინის მექანიკური თვისებები

ალუმინი შეიძლება ძლიერ დეფორმირებული იყოს უკმარისობის გარეშე. ეს საშუალებას აძლევს ალუმინს ჩამოყალიბდეს მოძრავი, ექსტრუზიის, ხატვის, დამუშავების და სხვა მექანიკური პროცესების შედეგად. ის ასევე შეიძლება გადაეცეს მაღალ ტოლერანტობას.

შენადნობი, ცივი დამუშავება და სითბოს დამუშავება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ალუმინის თვისებების მოსარგებად.

სუფთა ალუმინის დაჭიმვის სიძლიერე არის დაახლოებით 90 მპა, მაგრამ ეს შეიძლება გაიზარდოს 690 მპა-მდე ზოგიერთი სითბოს დამუშავებადი შენადნობისთვის.

ალუმინის სტანდარტები

ძველი BS1470 სტანდარტი შეიცვალა ცხრა EN სტანდარტით. EN სტანდარტები მოცემულია ცხრილში 4.

ცხრილი 4.EN სტანდარტები ალუმინის

EN სტანდარტები განსხვავდება ძველი სტანდარტისგან, BS1470 შემდეგ სფეროებში:

• ქიმიური შემადგენლობა - უცვლელი.
• შენადნობის ნუმერაციის სისტემა - უცვლელი.
• სითბოს დამუშავებადი შენადნობების ტემპერატურული აღნიშვნები ახლა მოიცავს სპეციალური ტემპერამენტების უფრო ფართო სპექტრს. არასტანდარტული აპლიკაციებისთვის (მაგ. T6151) შემოტანილი იქნება ოთხამდე ციფრი T-ის შემდეგ.
• ტემპერატურული აღნიშვნები არა სითბოს დამუშავებადი შენადნობებისთვის - არსებული ტემპერამენტი უცვლელია, მაგრამ ტემპერამენტი ახლა უფრო სრულყოფილად არის განსაზღვრული მათი შექმნის თვალსაზრისით. რბილი (O) ტემპერამენტი ახლა არის H111 და შემოვიდა შუალედური ტემპერამენტი H112. შენადნობისთვის 5251 ტემპერამენტი ახლა ნაჩვენებია როგორც H32/H34/H36/H38 (ექვივალენტური H22/H24 და ა.შ.). H19/H22 და H24 ახლა ნაჩვენებია ცალკე.
• მექანიკური თვისებები - რჩება წინა ფიგურების მსგავსი. 0.2% მტკიცებულების სტრესი ახლა უნდა იყოს ციტირებული ტესტის სერთიფიკატებზე.
• ტოლერანტობა გამკაცრდა სხვადასხვა ხარისხით.
  

  ალუმინის თერმული დამუშავება

  ალუმინის შენადნობებზე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სითბოს დამუშავების მთელი რიგი:

  • ჰომოგენიზაცია - სეგრეგაციის მოხსნა ჩამოსხმის შემდეგ გახურებით.
  • ანეილირება – გამოიყენება ცივი მუშაობის შემდეგ სამუშაო გამკვრივების შენადნობების დარბილებისთვის (1XXX, 3XXX და 5XXX).
  • ნალექი ან ასაკობრივი გამკვრივება (შენადნობები 2XXX, 6XXX და 7XXX).
  • ხსნარის თერმული დამუშავება ნალექით გამაგრებული შენადნობების დაძველებამდე.
  • ღუმელი საფარის გამაგრებისთვის
  • თერმული დამუშავების შემდეგ აღნიშვნის ნომრებს ემატება სუფიქსი.
  • სუფიქსი F ნიშნავს "როგორც შეთხზული".
  • O ნიშნავს "დამუშავებულ ნამუშევარს".
  • T ნიშნავს, რომ მას აქვს "თერმული დამუშავება".
  • W ნიშნავს, რომ მასალა დამუშავებულია ხსნარის თერმული დამუშავებით.
  • H ეხება სითბოს დამუშავებას არასასურველ შენადნობებს, რომლებიც არის „ცივად დამუშავებული“ ან „გამაგრებული დაძაბვით“.
  • სითბოს დამუშავებადი შენადნობები არის 3XXX, 4XXX და 5XXX ჯგუფებში.