Hướng dẫn về Thông số kỹ thuật và Phân loại Nhôm

Nhôm, kim loại nhẹ nhưng bền bỉ, có nguồn gốc từ quặng bauxite thông qua một quy trình tinh chế hai giai đoạn phức tạp:

Hành trình bắt đầu bằng việc chuyển đổi bauxite thành alumina (Al₂O₃) bằng cách sử dụng natri hydroxit dưới áp suất và nhiệt độ cao. Quá trình lọc, kết tủa và nung sau đó tạo ra alumina có độ tinh khiết cao.

Alumina trải qua quá trình điện phân trong cryolite nóng chảy (Na₃AlF₆), phân hủy thành nhôm và oxy. Nhôm nóng chảy thu thập ở đáy của tế bào điện phân để chiết xuất định kỳ.

Nhu cầu nhôm toàn cầu hàng năm đạt khoảng 29 triệu tấn, với 22 triệu tấn từ sản xuất ban đầu và 7 triệu tấn từ tái chế. Đáng chú ý, nhôm tái chế chỉ cần 5% năng lượng cần thiết cho sản xuất ban đầu (14.000 kWh/tấn) trong khi vẫn duy trì các tiêu chuẩn chất lượng giống hệt nhau.

Đặc trưng bởi độ mềm, dễ uốn, khả năng chống ăn mòn và độ dẫn điện tuyệt vời, nhôm nguyên chất hoạt động tốt trong sản xuất giấy bạc và cáp. Tuy nhiên, độ bền thấp của nó đòi hỏi phải hợp kim hóa cho các ứng dụng đòi hỏi cao.

Bằng cách kết hợp các nguyên tố khác nhau, hợp kim nhôm đạt được tỷ lệ độ bền trên trọng lượng vượt trội so với thép. Các vật liệu có thể tùy chỉnh này chiếm ưu thế trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô, xây dựng và đóng gói.

• Đồng (Cu): Tăng cường độ bền trong hợp kim sê-ri 2XXX
• Kẽm (Zn): Tạo ra sê-ri 7XXX siêu bền khi kết hợp với magiê
• Magiê (Mg): Cải thiện khả năng chống ăn mòn trong sê-ri 5XXX
• Silic (Si): Tối ưu hóa các đặc tính đúc trong sê-ri 4XXX
• Mangan (Mn): Tăng cường độ bền cho hợp kim sê-ri 3XXX
• Liti (Li): Giảm mật độ trong sê-ri 8XXX cấp hàng không vũ trụ

Chữ số đầu tiên cho biết các nguyên tố hợp kim chính (ví dụ: 1XXX cho nhôm nguyên chất). Các chữ số tiếp theo chỉ định các sửa đổi và mức độ tinh khiết.

Tương tự như hợp kim biến dạng nhưng có thêm các chữ số biểu thị các phương pháp đúc.

1. Nhẹ (1/3 mật độ của thép)
2. Độ bền cao (lên đến 690 MPa)
3. Khả năng chống ăn mòn vượt trội
4. Hiệu suất nhiệt độ thấp được tăng cường
5. Độ dẫn nhiệt/điện tuyệt vời
6. Khả năng tái chế hoàn toàn mà không làm mất chất lượng

Các quy trình nhiệt chính bao gồm:

• Ủ đồng nhất
• Xử lý dung dịch
• Làm cứng kết tủa

Các ký hiệu nhiệt độ (F, O, T, W, H) cho biết các trạng thái xử lý cụ thể.

Hợp kim sê-ri 3XXX, 4XXX và 5XXX đạt được độ bền thông qua gia công nguội thay vì xử lý nhiệt.

Các tiêu chuẩn EN của Châu Âu hiện thay thế BS1470 của Anh, duy trì các thông số kỹ thuật hóa học trong khi tăng cường tài liệu về tính chất cơ học và dung sai kích thước.