Hliník je nejhojnějším kovem na světě a je třetím nejběžnějším prvkem, který zahrnuje 8% zemské kůry. Všestrannost hliníku z něj dělá nejpoužívanější kov po oceli.

Produkce hliníku

Hliník je odvozen z minerálního bauxitu. Bauxitem se prostřednictvím procesu Bayeru přeměňuje na oxid hlinitý (alumina). Hlinitý je poté přeměněn na hliníkový kov pomocí elektrolytických buněk a procesu Hall-Herelt.

Roční poptávka po hliníku

Celosvětová poptávka po hliníku je kolem 29 milionů tun ročně. Asi 22 milionů tun je nový hliník a 7 milionů tun je recyklovaný hliníkový šrot. Použití recyklovaného hliníku je ekonomicky a ekologicky přesvědčivé. Vytváření 1 tuny nového hliníku vyžaduje 14 000 kWh. Naopak to trvá pouze 5% z toho, než se recykluje a recykluje jednu tunu hliníku. Neexistuje žádný rozdíl v kvalitě mezi panenskými a recyklovanými slitinami hliníku.

Aplikace hliníku

Čistýhliníkje měkký, tažný, odolný proti korozi a má vysokou elektrickou vodivost. Obecně se používá pro kabely fólie a vodiče, ale pro zajištění vyšších pevných stránek potřebných pro jiné aplikace je nutná legování s jinými prvky. Hliník je jedním z nejlehčích inženýrských kovů, který má poměr pevnosti k hmotnosti nadřazený k oceli.

Využitím různých kombinací svých výhodných vlastností, jako je síla, lehkost, odolnost proti korozi, recyklovatelnost a formovatelnost, se hliník používá ve stále rostoucím počtu aplikací. Tato řada produktů sahá od strukturálních materiálů až po tenké obalové fólie.

Označení slitiny

Hliník je nejčastěji legován mědi, zinkem, hořčíkem, křemíkem, manganem a lithiem. Vyrábějí se také malé přídavky chromu, titanu, zirkonia, olova, bismutu a niklu a železo je vždy přítomno v malém množství.

Existuje více než 300 kočkovaných slitin s 50 běžnými používáními. Normálně jsou identifikovány čtyřnásobným systémem, který vznikl v USA a nyní je všeobecně přijímán. Tabulka 1 popisuje systém pro kované slitiny. Hlavní slitiny mají podobná označení a používají pětimístný systém.

Tabulka 1.Označení pro kované slitiny hliníku.

Pro nelehedové kované hliníkové slitiny označené 1xxx představují poslední dvě číslice čistotu kovu. Jsou ekvivalentem posledních dvou číslic po desetinném bodě, kdy je čistota hliníku vyjádřena na nejbližší 0,01 procenta. Druhá číslice označuje úpravy v mezích nečistot. Pokud je druhá číslice nulová, naznačuje, že bez alumininum s přirozeným limitům nečistot a 1 až 9 označuje individuální nečistoty nebo legované prvky.

Pro skupiny 2xxx až 8xxx identifikují poslední dvě číslice různé slitiny hliníku ve skupině. Druhá číslice označuje úpravy slitin. Druhá číslice nuly označuje původní slitinu a celá čísla 1 až 9 označují po sobě jdoucí úpravy slitin.

Fyzikální vlastnosti hliníku

Hustota hliníku

Hliník má hustotu přibližně třetinu hustoty oceli nebo mědi, což z něj činí jeden z nejlehčí komerčně dostupných kovů. Výsledný poměr s vysokou pevností k hmotnosti z něj činí důležitý strukturální materiál, který umožňuje zejména zvýšené užitečné zatížení nebo úspory paliva pro přepravní průmysl.

Síla hliníku

Čistý hliník nemá vysokou pevnost v tahu. Přidání legovacích prvků, jako je mangan, křemík, měď a hořčík, však může zvýšit pevné vlastnosti hliníku a produkovat slitinu s vlastnostmi přizpůsobenými konkrétním aplikacím.

Hliníkje vhodný pro chladné prostředí. Má výhodu oproti oceli v tom, že se její pevnost v tahu zvyšuje se sníženou teplotou a přitom si zachovává jeho houževnatost. Ocel na druhé straně se při nízkých teplotách stane křehkým.

Odolnost proti korozi hliníku

Při vystavení vzduchu se vrstva oxidu hlinitého tvoří téměř okamžitě na povrchu hliníku. Tato vrstva má vynikající odolnost vůči korozi. Je poměrně odolný vůči většině kyselin, ale méně odolný vůči alkalisům.

Tepelná vodivost hliníku

Tepelná vodivost hliníku je asi třikrát větší než u oceli. Díky tomu je hliník důležitým materiálem pro chlazení i topné aplikace, jako jsou tepelné výměny. V kombinaci s tím, že je netoxická, tato vlastnost znamená, že hliník se používá značně při kuchyňském náčiní a kuchyňském nádobí.

Elektrická vodivost hliníku

Spolu s mědi má hliník elektrickou vodivost dostatečně vysokou pro použití jako elektrický vodič. Ačkoli vodivost běžně používané vodivé slitiny (1350) je pouze kolem 62% žíhané mědi, je to jen o jednu třetinu hmotnost, a proto může ve srovnání s mědi stejnou hmotností provádět dvakrát tolik elektřiny.

Odrazivost hliníku

Od UV do infračervené je hliník vynikajícím reflektorem zářivé energie. Viditelná odrazivost světla přibližně 80% znamená, že se široce používá ve svítidlech. Stejné vlastnosti odrazivosti vytvářejíhliníkIdeální jako izolační materiál na ochranu před slunečními paprsky v létě, zatímco izoluje se proti tepelným ztrátám v zimě.

Tabulka 2.Vlastnosti pro hliník.

Mechanické vlastnosti hliníku

Hliník může být vážně deformován bez selhání. To umožňuje vytvoření hliníku válcováním, vytlačováním, kresbou, obráběním a dalšími mechanickými procesy. Může být také vržen na vysokou toleranci.

Pro přizpůsobení vlastností hliníku lze použít legování, práci na chladu a ošetření tepla.

Pevnost v tahu čistého hliníku je kolem 90 MPa, ale u některých slitin léčených tepelně léčeným tepelně léčeným tepelně léčeným.

Hliníkové standardy

Starý standard BS1470 byl nahrazen devíti standardy EN. Normy EN jsou uvedeny v tabulce 4.

Tabulka 4.En standardy pro hliník

Normy EN se liší od starého standardu, BS1470 v následujících oblastech:

• Chemické složení - nezměněné.
• Systém číslování slitin - nezměněn.
• Návrhy na temperament pro tepelně léčitelné slitiny nyní pokrývají širší škálu speciálních potem. Až čtyři číslice po zavedení T pro ne standardní aplikace (např. T6151).
• Návrhy na temperamentní slitiny, které jsou léčitelné bez tepla - stávající tempery jsou nezměněny, ale tempy jsou nyní komplexněji definovány z hlediska toho, jak jsou vytvářeny. Měkký (o) temperament je nyní H111 a byla zavedena střední temperamentní H112. Pro slitinu 5251 jsou nyní ukázány jako H32/H34/H36/H38 (ekvivalent H22/H24 atd.). H19/H22 & H24 jsou nyní zobrazeny samostatně.
• Mechanické vlastnosti - zůstávají podobné předchozím údajům. Na testovacích certifikátech musí být nyní citován 0,2% důkazní stres.
• Tolerance byly zpřísněny na různé stupně.
  

  Tepelné zpracování hliníku

  Na slitiny hliníku lze použít řadu tepelných ošetření:

  • Homogenizace - odstranění segregace zahříváním po odlévání.
  • Žíhání-Používá se po odměňování chladu ke změkčení pracovních slitin z práce (1xxx, 3xxx a 5xxx).
  • Srážení nebo kalení věku (slitiny 2xxx, 6xxx a 7xxx).
  • Roztokové tepelné zpracování před stárnutím slitin srážení srážení.
  • Skinské pro léčení povlaků
  • Po tepelném zpracování je přípona přidána k označení.
  • Přípona F znamená „jak je vyrobeno“.
  • O znamená „žíhané kované výrobky“.
  • T znamená, že to bylo „ošetřeno teplem“.
  • W znamená, že materiál byl ošetřen teplem.
  • H odkazuje na nepevněné slitiny, které jsou „zpracovány za studena“ nebo „ztuhnuté napětí“.
  • Nehlukové slitiny jsou nehty ve skupinách 3xxx, 4xxx a 5xxx.