알루미늄은 세계에서 가장 풍부한 금속이며 지각의 8%를 차지하는 세 번째로 일반적인 요소입니다. 알루미늄의 다양성은 강철 이후에 가장 널리 사용되는 금속입니다.

알루미늄 생산

알루미늄은 미네랄 보크 사이트에서 파생됩니다. 보크 사이트는 바이어 공정을 통해 산화 알루미늄 (알루미나)으로 전환됩니다. 그런 다음 알루미나는 전해 세포 및 홀-허 루트 공정을 사용하여 알루미늄 금속으로 전환됩니다.

알루미늄의 연간 수요

알루미늄에 대한 전세계 수요는 연간 약 2,900 만 톤입니다. 약 2,200 만 톤은 새로운 알루미늄이며 7 백만 톤은 재활용 알루미늄 스크랩입니다. 재활용 알루미늄의 사용은 경제적이고 환경 적으로 매력적입니다. 1 톤의 새로운 알루미늄을 생산하려면 14,000kWh가 필요합니다. 반대로 1 톤의 알루미늄을 제거하고 재활용하려면이 중 5% 만 필요합니다. 처녀와 재활용 알루미늄 합금 사이의 품질에는 차이가 없습니다.

알루미늄의 응용

순수한알류미늄부드럽고 연성이 풍부하며 부식성이 높으며 전기 전도도가 높습니다. 호일 및 도체 케이블에는 널리 사용되지만 다른 요소와의 합금은 다른 응용 분야에 필요한 더 높은 강점을 제공하기 위해 필요합니다. 알루미늄은 가장 가벼운 엔지니어링 금속 중 하나이며 강철보다 강도 대 중량 비율이 강철보다 강력합니다.

강도, 가벼움, 부식성, 재활용 성 및 형성성과 같은 유리한 특성의 다양한 조합을 활용함으로써 알루미늄은 점점 더 많은 수의 응용 분야에서 사용되고 있습니다. 이 제품 배열은 구조 재료부터 얇은 포장 포일에 이르기까지 다양합니다.

합금 명칭

알루미늄은 구리, 아연, 마그네슘, 실리콘, 망간 및 리튬과 가장 일반적으로 합금됩니다. 크롬, 티타늄, 지르코늄, 납, 비스무트 및 니켈의 작은 첨가도 만들어지고 철도 소량으로 존재합니다.

공통적으로 50 개가있는 300 개가 넘는 단조 합금이 있습니다. 그들은 일반적으로 미국에서 시작된 4 개의 그림 시스템으로 식별되며 현재는 보편적으로 받아 들여지고 있습니다. 표 1은 단단한 합금 시스템을 설명합니다. 캐스트 합금은 비슷한 지정을 가지고 있으며 5 자리 시스템을 사용합니다.

표 1.단조 알루미늄 합금에 대한 명칭.

1xxx로 지정된 통합 된 단조 알루미늄 합금의 경우, 마지막 두 자릿수는 금속의 순도를 나타냅니다. 알루미늄 순도가 가장 가까운 0.01 %로 표현 될 때 소수점 이후의 마지막 두 자리에 해당합니다. 두 번째 숫자는 불순물 한계의 수정을 나타냅니다. 두 번째 숫자가 0 인 경우, 자연 불순물 한계가 있고 1-9가 1-9를 나타내는 알루미늄을 나타내며, 개별 불순물 또는 합금 요소를 나타냅니다.

2xxx ~ 8xxx 그룹의 경우, 마지막 두 자릿수는 그룹의 다른 알루미늄 합금을 식별합니다. 두 번째 숫자는 합금 변형을 나타냅니다. 제로의 두 번째 숫자는 원래 합금을 나타내고 정수 1 ~ 9는 연속 합금 변형을 나타냅니다.

알루미늄의 물리적 특성

알루미늄의 밀도

알루미늄은 강철 또는 구리의 3 분의 1의 밀도를 가지고 있으며, 상업적으로 가장 가벼운 금속 중 하나입니다. 결과적으로 높은 강도 대 중량 비율은 특히 운송 산업에 대한 페이로드 또는 연료 절약을 허용하는 중요한 구조적 재료입니다.

알루미늄의 강도

순수한 알루미늄은 인장 강도가 높지 않습니다. 그러나, 망간, 실리콘, 구리 및 마그네슘과 같은 합금 요소의 첨가는 알루미늄의 강도 특성을 증가시키고 특정 응용 분야에 맞게 조정 된 특성을 갖는 합금을 생성 할 수있다.

알류미늄추운 환경에 적합합니다. 강철에 비해 인장 강도가 강인성을 유지하면서 온도가 감소함에 따라 인장 강도가 증가한다는 점에서 강철보다 유리합니다. 반면에 강철은 저온에서 부서지기 쉽습니다.

알루미늄의 부식 저항

공기에 노출되면, 알루미늄 층이 알루미늄 표면에 거의 순간적으로 형성됩니다. 이 층은 부식에 대한 저항이 뛰어납니다. 그것은 대부분의 산에 상당히 내성이지만 알칼리에 대한 내성이 적습니다.

알루미늄의 열전도율

알루미늄의 열 전도도는 강철보다 약 3 배 더 큽니다. 이로 인해 알루미늄은 열 교환기와 같은 냉각 및 가열 응용 분야 모두에 중요한 재료가됩니다. 이 특성은 불독성과 결합하여 알루미늄이 요리기구 및 주방 용품에 광범위하게 사용된다는 것을 의미합니다.

알루미늄의 전기 전도성

구리와 함께 알루미늄은 전기 도체로 사용할 수있을 정도로 높은 전기 전도도를 가지고 있습니다. 일반적으로 사용되는 전도성 합금 (1350)의 전도도는 어닐링 구리의 약 62%에 불과하지만, 무게의 1/3에 불과하므로 동일한 무게의 구리와 비교할 때 두 배나 많은 전기를 수행 할 수 있습니다.

알루미늄의 반사율

UV에서 인프라 레드까지 알루미늄은 빛나는 에너지의 훌륭한 반사기입니다. 약 80%의 가시 광 반사율은 조명기구에 널리 사용된다는 것을 의미합니다. 반사율의 동일한 특성이 만듭니다알류미늄여름에는 태양 광선을 보호하기 위해 절연 재료로 이상적이며 겨울에는 열 손실에 대해 단열합니다.

표 2.알루미늄의 특성.

알루미늄의 기계적 특성

알루미늄은 고장없이 심각하게 변형 될 수 있습니다. 이를 통해 롤링, 압출, 드로잉, 가공 및 기타 기계 공정으로 알루미늄을 형성 할 수 있습니다. 또한 높은 공차로 캐스트 될 수도 있습니다.

알루미늄의 특성을 조정하는 데 합금, 냉의 작업 및 열처리가 모두 사용될 수 있습니다.

순수한 알루미늄의 인장 강도는 약 90 MPa이지만 일부 열처리 가능한 합금의 경우 690 MPa 이상으로 증가 할 수 있습니다.

알루미늄 표준

이전 BS1470 표준은 9 개의 EN 표준으로 대체되었습니다. EN 표준은 표 4에 나와 있습니다.

표 4.알루미늄 표준

EN 표준은 다음 영역에서 기존 표준 인 BS1470과 다릅니다.

• 화학 성분 - 변경되지 않았습니다.
• 합금 번호 매기기 시스템 - 변경되지 않았습니다.
• 열 처리 가능한 합금을위한 성미 지정은 이제 더 넓은 범위의 특수 성사를 포함합니다. 비 표준 응용 프로그램에 대해 T 후 최대 4 자리가 도입되었습니다 (예 : T6151).
• 비 열 처리 가능한 합금에 대한 성미 지정 - 기존 성미는 변하지 않지만 성미는 이제 어떻게 생성되는지에 따라 더 포괄적으로 정의됩니다. 소프트 (O) 성질은 이제 H111이고 중간 성질 H112가 도입되었다. 합금 5251의 성사는 이제 H32/H34/H36/H38 (H22/H24 등)으로 표시됩니다. H19/H22 & H24가 이제 별도로 표시됩니다.
• 기계적 특성 - 이전 수치와 유사하게 유지됩니다. 0.2% 증명 응력은 이제 테스트 인증서에 인용해야합니다.
• 공차는 다양한 정도로 강화되었습니다.
  

  알루미늄의 열처리

  다양한 열처리가 알루미늄 합금에 적용될 수 있습니다.

  • 균질화 - 주조 후 가열에 의한 분리 제거.
  • 어닐링-냉간 작업 후 사용되는 작업 경화 합금 (1xxx, 3xxx 및 5xxx)을 부드럽게하기 위해 사용됩니다.
  • 강수 또는 연령 경화 (합금 2xxx, 6xxx 및 7xxx).
  • 용액 강수 경화 합금의 노화 전 열 처리.
  • 코팅 경화를위한 스토브
  • 열처리 후 접미사가 지정 번호에 추가됩니다.
  • 접미사 F는“제작 된대로”를 의미합니다.
  • o“어닐링 된 단조 제품”을 의미합니다.
  • t는 그것이 "열처리"되었음을 의미합니다.
  • W는 재료가 용액 열처리 된 것을 의미합니다.
  • H는 "냉간 작업"또는 "균주 강화"인 비 열 처리 가능한 합금을 말합니다.
  • 비열 처리 가능한 합금은 3xxx, 4xxx 및 5xxx 그룹의 합금입니다.