Aluminiul pur și aliajele de aluminiu sunt ambele utilizate pe scară largă în producția industrială, dar sunt selectate pentru diferite cerințe de performanță.Aluminiul pur conține aproximativ 99% sau mai mult aluminiu, în timp ce aliajele de aluminiu conțin aluminiu combinat cu elemente precum magneziu, siliciu, mangan, cupru sau zinc pentru a îmbunătăți rezistența, duritatea, rezistența la coroziune sau alte proprietăți.
În termeni simpli,aluminiul pur este în general preferat pentru conductivitate, rezistență la coroziune și formabilitate excelentă, în timp ce aliajul de aluminiu este selectat atunci când este necesară o rezistență mecanică, duritate sau performanță structurală mai mare.
Ce este aluminiul pur?
Aluminiul pur se referă la clasele de aluminiu pur comercial, găsite în principal înseria 1xxx, inclusiv 1050, 1060, 1070 și 1100.
Aceste clase conțin aproximativ 99% sau mai mult aluminiu. Deoarece conțin relativ puține elemente de aliere, au o conductivitate electrică și termică excelentă, o rezistență bună la coroziune și o formabilitate excelentă.
De exemplu,1100 aluminiuconține cel puțin aproximativ 99,0% aluminiu și este utilizat în mod obișnuit pentru componente de transfer de căldură-, aplicații electrice, vase de gătit, produse de iluminat, echipamente chimice și ambalaje.
Aluminiul pur nu este neapărat „moale” în orice condiție. Temperaturile de lucru-la rece, cum ar fi H14, își măresc rezistența în comparație cu temperatura O recoaptă, menținând în același timp performanța de formare utilă.
Ce este aliajul de aluminiu?
Aliajul de aluminiu este aluminiu combinat cu cantități controlate de alte elemente pentru a obține proprietăți specifice de inginerie.
Familiile comune de aliaje includ:
- Seria 2xxx:aliaje de aluminiu-cupru, utilizate în general acolo unde este necesară o rezistență ridicată.
- Seria 3xxx:aliaje de aluminiu-mangan, care oferă o bună formabilitate și rezistență la coroziune.
- Seria 5xxx:aliaje de aluminiu-magneziu, cunoscute pentru o bună rezistență la coroziune și sudabilitate.
- Seria 6xxx:aliaje de aluminiu-magneziu-siliciu, oferind o combinație utilă de rezistență, rezistență la coroziune și prelucrabilitate.
- Seria 7xxx:aliaje de aluminiu-zinc, dezvoltate pentru aplicații cu rezistență foarte mare.
Temperamentul este de asemenea important. De exemplu,6061-T6are o rezistență substanțial mai mare decât 6061-O deoarece T6 este o afecțiune tratată termic.
Aluminiu pur vs aliaj de aluminiu
| Proprietate | Aluminiu pur (de ex.. 1060/1100) | Aliaj de aluminiu (de ex.. 6061/7075) |
|---|---|---|
| Conținut de aluminiu | 99.0-99.99% | Aproximativ 90-99% |
| Rezistenţă | Scăzut (1100-O la tracțiune 75-110 MPa) | Ridicat (6061-T6 310 MPa; 7075-T6 aproximativ 570 MPa) |
| Formabilitatea | Excelent | Bun spre moderat (depinde de temperament) |
| Conductivitate electrică | Ridicat (aproximativ 62% IACS pentru 1100) | Mai jos |
| Rezistenta la coroziune | Excelent | Bun (depinde de serie) |
| Cost | Mai jos | Mai mare (aliere + procesare) |
Proprietățile mecanice variază semnificativ în funcție de aliaj, temperatură și grosime. Prin urmare, cumpărătorii ar trebui să utilizeze standardul de material aplicabil și certificatul de testare la frei în loc să se bazeze pe o singură valoare generică a rezistenței.
Diferența de forță
Una dintre cele mai mari diferențe dintre aluminiul pur și aliajul de aluminiu este rezistența mecanică.
Exemplele tipice ilustrează diferența:
1100-O:rezistență relativ scăzută, dar formabilitate excelentă.
1100-H14:rezistență mai mare decât 1100-O din cauza călirii prin deformare.
5052-H32:semnificativ mai puternic decât aluminiul pur comercial, păstrând în același timp o bună rezistență la coroziune și sudabilitate.
6061-T6:utilizat în mod obișnuit atunci când este necesară o rezistență structurală mai mare.
7075-T6:oferă o rezistență foarte mare pentru aplicații aerospațiale solicitante și de înaltă{0}}performanță.
Rezistența exactă la tracțiune și limita de curgere depind de standardul aplicabil, temperatură și grosimea produsului.
Conductivitate electrică și termică
Aluminiul pur are în general o conductivitate electrică mai mare decât majoritatea aliajelor de aluminiu, deoarece elementele de aliere interferează cu mișcarea electronilor.
Acesta este motivul pentru carealuminiu 1050, 1060 și 1100sunt adesea luate în considerare pentru conductorii electrici, componentele de transfer de căldură-și alte aplicații în care conductivitatea este importantă.
Când rezistența mecanică devine mai importantă decât conductivitatea, un aliaj de aluminiu poate oferi o soluție generală de inginerie mai bună.
Formabilitate și fabricație
Aluminiul pur comercial are o ductilitate excelentă și este relativ ușor de îndoit, rulat, desenat, ștanțat și format.
Acest lucru face ca aluminiul din seria 1xxx-să fie potrivit pentru:
Componente-desenate adânc
Vase de gătit
Reflectori
Piese-schimbătoare de căldură
Materiale de ambalare
Produse decorative
Fabricare generală de tablă-metalică
Se pot forma și aliaje de aluminiu, dar performanța variază considerabil în funcție de aliaj și temperatură. O temperatură moale O este în general mai ușor de format decât o stare întărită sau tratată termic-.
Pentru un proiect care implică îndoire extinsă sau ambutisare adâncă, aliajul, tempera, raza minimă de îndoire și grosimea trebuie confirmate înainte de producție.
Rezistenta la coroziune
Aluminiul pur dezvoltă în mod natural un strat subțire de oxid atunci când este expus la aer. Acest strat de oxid oferă o protecție eficientă împotriva multor medii atmosferice.
Multe aliaje de aluminiu au și o rezistență bună la coroziune, dar performanța lor variază.
De exemplu:
5052 și 5083sunt selectate în mod obișnuit pentru mediile marine și corozive datorită rezistenței lor puternice la coroziune.
6061oferă un echilibru bun de rezistență și rezistență la coroziune pentru aplicații structurale.
7075oferă o rezistență foarte mare, dar comportamentul său la coroziune și cerințele de protecție a suprafeței trebuie luate în considerare cu atenție în medii solicitante.
Prin urmare, „aliajul de aluminiu are o rezistență la coroziune mai mică decât aluminiul pur” este o afirmație prea largă. Performanța reală depinde de aliajul specific, temperatură, mediu și tratamentul suprafeței.
Aplicații industriale
Aplicații din aliaj de aluminiu
Aliajele de aluminiu sunt preferate atunci când performanța mecanică este importantă.
Automobile:roți, componente ale șasiului, panouri de caroserie, componente ale suspensiei și componente ale motorului selectate.
Aerospațial:componentele structurale de aeronave, fitingurile și alte piese-de înaltă rezistență. Aliajele specifice aerospațiale și temperaturile trebuie selectate în funcție de cerințele de proiectare.
Constructie:rame de ferestre și uși, sisteme de-perduri cortină, profile structurale și componente arhitecturale.
Marin:5052, 5083 și alte aliaje adecvate din seria 5xxx- sunt utilizate pe scară largă pentru corpuri, tancuri, punți și structuri marine selectate.
Aplicații din aluminiu pur
Aluminiul pur este deosebit de util atunci când conductivitatea, formabilitatea sau rezistența la coroziune sunt mai importante decât rezistența ridicată.
Electrice și electronice:conductori, folie de condensator, componente de transfer de căldură-și carcase selectate.
Ambalare:folie, recipiente, ambalaje alimentare și alte produse formate.
Transfer de căldură:schimbatoare de caldura, radiatoare si componente termice.
Iluminare și decorare:reflectoare, componente de lămpi, panouri decorative și produse lustruite.
Echipamente chimice și industriale:rezervoare selectate, conducte și componente fabricate în care mediul de operare este compatibil cu materialul.
Pe care ar trebui să alegi?
Alegerea ar trebui să se bazeze pe cerința de inginerie primară, mai degrabă decât pe simplu prețul materialului.
Alegeți aluminiu pur comercial atunci când:
Conductibilitatea electrică ridicată este importantă.
Este necesară formabilitate excelentă.
Rezistența la coroziune este o prioritate.
Aplicația nu necesită rezistență structurală ridicată.
Costul scăzut al materialului este important.
Alegeți aliajul de aluminiu atunci când:
Sunt necesare rezistențe mai mari la tracțiune și la curgere.
Materialul va suporta sarcini structurale.
Este nevoie de duritate sau rezistență la uzură mai mare.
Este necesară construcția structurală ușoară.
Cerințele specifice de performanță justifică alierea și tratamentul termic.
De exemplu,1100 sau 1060 pot fi potrivite pentru produse conductoare sau foarte formabile, 3003 pentru componente formate de uz general-, 5052/5083 pentru aplicații rezistente la coroziune-, 6061 pentru componente structurale și 7075 unde este necesară o rezistență foarte mare.
Cost și durabilitate
Aluminiul pur poate avea un cost de aliere mai mic deoarece conține mai puține elemente suplimentare. Cu toate acestea, cel mai mic preț al materialului nu înseamnă neapărat cel mai mic cost total al proiectului.
Un aliaj de aluminiu care oferă o rezistență substanțial mai mare poate permite unui proiectant să reducă grosimea materialului sau greutatea componentelor. În schimb, utilizarea unui aliaj de-înaltă rezistență acolo unde nu este necesar poate crește costurile de material și procesare.
Atât aluminiul primar, cât și cel reciclat pot fi reciclate în mod repetat. Energia necesară pentru a produce aluminiu reciclat este substanțial mai mică decât cea necesară pentru producția primară de aluminiu, făcând din aluminiu un material important pentru fabricarea circulară.
Cumpărarea aluminiului: ce ar trebui să specificați?
Pentru o ofertă de aluminiu exactă, cumpărătorii ar trebui să ofere mai mult decât simplu „aluminiu pur” sau „aliaj de aluminiu”.
Informațiile cheie de achiziție includ:
Aliaj:cum ar fi 1060, 1100, 3003, 5052 sau 6061.
Temperament:cum ar fi O, H14, H32 sau T6.
Forma produsului:foaie, placă, bobină, tub, bară sau extrudare.
Dimensiuni:grosime × lățime × lungime sau diametru exterior × grosime perete.
Standard aplicabil:ASTM, EN, GB/T sau specificațiile clientului.
Cerințe de suprafață:finisaj moara, lustruit, anodizat, vopsit sau alt tratament.
Cantitate:greutatea totală și/sau cantitatea pe mărime.
Cerințe de inspecție:MTC, analiză chimică, testare mecanică sau inspecție-terță parte.
Ambalare:ambalaje de export, paleți, protecție la umiditate și cerințe de încărcare.
Destinaţie:portul de destinație sau locul de livrare.
GNEE furnizează ambelealuminiu pur comercial și produse din aliaje de aluminiu, cu multiple aliaje, tempere, dimensiuni și opțiuni de prelucrare personalizate. Pentru comenzile de proiect, clienții pot confirma disponibilitatea materialului, toleranțele dimensionale, documentația de inspecție, ambalarea și timpul de livrare înainte de producție.
Ghid de selecție rapidă
| Cerinţă | Direcția recomandată |
|---|---|
| Cea mai mare formabilitate | 1050 / 1060 / 1100 |
| Conductivitate electrică ridicată | 1050 / 1060 / 1100 |
| Formare cu scop general{0} | 3003 |
| Rezistenta la coroziune marina | 5052 / 5083 |
| Rezistența structurală | 6061-T6 și aliaje adecvate 6xxx |
| Rezistență foarte mare | 7075 și aliaje adecvate 7xxx |
| Cea mai scăzută complexitate a materialului | Seria 1xxx-aluminiu pur |
Calitatea potrivită de aluminiu este determinată de combinația necesară de rezistență, formabilitate, conductivitate, rezistență la coroziune, metoda de prelucrare și cost.Dacă furnizați aplicația și grosimea și dimensiunile necesare, GNEE vă poate recomanda un aliaj și temperare adecvate și poate pregăti o ofertă pe baza specificațiilor dumneavoastră reale.
