Przewodnik po specyfikacjach i klasyfikacjach aluminium

Aluminium, lekki, a zarazem wytrzymały metal, pochodzi z rudy boksytu poprzez skomplikowany, dwuetapowy proces rafinacji:

Podróż zaczyna się od przekształcenia boksytu w glinę (Al₂O₃) za pomocą wodorotlenku sodu pod wysokim ciśnieniem i temperaturą. Kolejna filtracja, wytrącanie i kalcynacja dają glinę o wysokiej czystości.

Glina poddawana jest elektrolizie w stopionym kriolicie (Na₃AlF₆), rozkładając się na aluminium i tlen. Stopione aluminium zbiera się u podstawy ogniwa elektrolitycznego w celu okresowego wydobycia.

Roczny globalny popyt na aluminium sięga około 29 milionów ton metrycznych, z czego 22 miliony pochodzą z produkcji pierwotnej, a 7 milionów z recyklingu. Co godne uwagi, recykling aluminium wymaga tylko 5% energii potrzebnej do produkcji pierwotnej (14 000 kWh na tonę), przy jednoczesnym zachowaniu identycznych standardów jakości.

Charakteryzuje się miękkością, ciągliwością, odpornością na korozję i doskonałą przewodnością, czyste aluminium dobrze sprawdza się w produkcji folii i kabli. Jednak jego niska wytrzymałość wymaga stosowania stopów do wymagających zastosowań.

Poprzez włączenie różnych pierwiastków, stopy aluminium osiągają lepszy stosunek wytrzymałości do masy, przekraczający stal. Te konfigurowalne materiały dominują w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, budowlanym i opakowaniowym.

• Miedź (Cu): Zwiększa wytrzymałość w stopach serii 2XXX
• Cynk (Zn): Tworzy ultra-wytrzymałe serie 7XXX w połączeniu z magnezem
• Magnez (Mg): Poprawia odporność na korozję w serii 5XXX
• Krzem (Si): Optymalizuje właściwości odlewnicze w serii 4XXX
• Mangan (Mn): Wzmacnia stopy serii 3XXX
• Lit (Li): Zmniejsza gęstość w stopach klasy lotniczej serii 8XXX

Pierwsza cyfra wskazuje główne pierwiastki stopowe (np. 1XXX dla czystego aluminium). Kolejne cyfry określają modyfikacje i poziomy czystości.

Podobne do stopów kutych, ale z dodatkowymi cyframi oznaczającymi metody odlewania.

1. Lekkość (1/3 gęstości stali)
2. Wysoka wytrzymałość (do 690 MPa)
3. Doskonała odporność na korozję
4. Ulepszona wydajność w niskich temperaturach
5. Doskonała przewodność cieplna/elektryczna
6. Pełna możliwość recyklingu bez utraty jakości

Kluczowe procesy termiczne obejmują:

• Ujednolicanie wyżarzania
• Obróbka roztworem
• Utwardzanie wydzieleniowe

Oznaczenia temper (F, O, T, W, H) wskazują określone stany obróbki.

Stopy serii 3XXX, 4XXX i 5XXX osiągają wytrzymałość poprzez obróbkę na zimno, a nie obróbkę termiczną.

Normy europejskie EN zastępują obecnie brytyjskie BS1470, zachowując specyfikacje chemiczne, jednocześnie ulepszając dokumentację właściwości mechanicznych i tolerancje wymiarowe.