Aluminioa munduko metal ugariena da eta hirugarren elementu ohikoena da, lurrazalaren % 8a osatzen baitu. Aluminioaren moldakortasunari esker, altzairuaren ondoren gehien erabiltzen den metala da.
Aluminioaren ekoizpena
Aluminioa bauxita mineraletik eratorria da. Bauxita aluminio oxido (alumina) bihurtzen da Bayer Prozesuaren bidez. Ondoren, alumina aluminio metal bihurtzen da zelula elektrolitikoak eta Hall-Heroult Prozesua erabiliz.
Aluminioaren urteko eskaria
Mundu osoan aluminioaren eskaria 29 milioi tona ingurukoa da urtean. 22 milioi tona inguru aluminio berria dira eta 7 milioi tona birziklatutako aluminio-txatarra. Birziklatutako aluminioaren erabilera ekonomikoki eta ingurumen aldetik erakargarria da. 14.000 kWh behar dira tona bat aluminio berri ekoizteko. Alderantziz, kopuru horren % 5 baino ez da behar tona bat aluminio berriro urtu eta birziklatzeko. Ez dago kalitate-alderik aluminio birjinaren eta birziklatutako aleazioen artean.
Aluminioaren aplikazioak
Puruaaluminioabiguna, harikorra, korrosioarekiko erresistentea eta eroankortasun elektriko handia du. Oso erabilia da xafla metaliko eta eroale kableetarako, baina beste elementu batzuekin aleatzea beharrezkoa da beste aplikazio batzuetarako behar diren erresistentzia handiagoak lortzeko. Aluminioa ingeniaritza metalik arinenetakoa da, altzairua baino erresistentzia-pisu erlazio hobea duelarik.
Bere propietate abantailagarrien hainbat konbinazio erabiliz, hala nola erresistentzia, arintasuna, korrosioarekiko erresistentzia, birziklagarritasuna eta formagarritasuna, aluminioa gero eta aplikazio gehiagotan erabiltzen ari da. Produktu sorta honek egitura-materialetatik hasi eta ontziratzeko xafla meheetaraino doa.
Aleazioen izendapenak
Aluminioa gehienetan kobrearekin, zinkarekin, magnesioarekin, silizioarekin, manganesoarekin eta litioarekin aleatzen da. Kromo, titanio, zirkonio, berun, bismuto eta nikelen gehikuntza txikiak ere egiten dira, eta burdina beti dago kantitate txikietan.
300 aleazio forjatu baino gehiago daude, eta horietatik 50 erabiltzen dira normalean. Normalean lau zifrako sistema batekin identifikatzen dira, AEBetan sortua eta gaur egun unibertsalki onartua dena. 1. taulan aleazio forjatuen sistema deskribatzen da. Aleazio urtuek antzeko izendapenak dituzte eta bost digituko sistema erabiltzen dute.
1. taula.Aluminio forjatuzko aleazioen izendapenak.
| Aleazio elementua | Forjatua |
|---|---|
| Bat ere ez (% 99+ aluminioa) | 1XXX |
| Kobrea | 2XXX |
| Manganesoa | 3XXX |
| Silizioa | 4XXX |
| Magnesioa | 5XXX |
| Magnesioa + Silizioa | 6XXX |
| Zinka | 7XXX |
| Litioa | 8XXX |
1XXX izendapena duten aluminiozko aleazio forjatu gabeen kasuan, azken bi digituek metalaren purutasuna adierazten dute. Aluminioaren purutasuna ehuneko 0,01era hurbiltzen denean, komaren ondorengo azken bi digituen baliokideak dira. Bigarren digituak ezpurutasun-mugen aldaketak adierazten ditu. Bigarren digitua zero bada, ezpurutasun-muga naturalak dituen aluminio aleatu gabea adierazten du, eta 1etik 9ra bitarteko zenbakiek ezpurutasun indibidualak edo aleazio-elementuak adierazten dituzte.
2XXXtik 8XXXra bitarteko taldeetan, azken bi digituek taldeko aluminiozko aleazio desberdinak identifikatzen dituzte. Bigarren digituak aleazioaren aldaketak adierazten ditu. Bigarren zero digituak jatorrizko aleazioa adierazten du eta 1etik 9ra bitarteko zenbaki osoek aleazio-aldaketa jarraituak adierazten dituzte.
Aluminioaren propietate fisikoak
Aluminioaren dentsitatea
Aluminioak altzairuaren edo kobrearen herena inguruko dentsitatea du, eta horrek merkataritzan eskuragarri dauden metal arinenetako bat bihurtzen du. Ondorioz, pisuaren eta erresistentziaren arteko erlazio handiak egitura-material garrantzitsua bihurtzen du, batez ere garraio-industrientzako zama handiagoa edo erregaia aurreztea ahalbidetzen duena.
Aluminioaren indarra
Aluminio puruak ez du erresistentzia handirik. Hala ere, manganesoa, silizioa, kobrea eta magnesioa bezalako aleazio-elementuak gehitzeak aluminioaren erresistentzia-propietateak handitu ditzake eta aplikazio jakin batzuetarako egokitutako propietateak dituen aleazio bat sor dezake.
AluminioaIngurune hotzetarako oso egokia da. Altzairuarekiko abantaila du: bere trakzio-erresistentzia handitzen da tenperatura jaisten den heinean, gogortasuna mantenduz. Altzairua, berriz, hauskor bihurtzen da tenperatura baxuetan.
Aluminioaren korrosioarekiko erresistentzia
Airearen eraginpean jartzen denean, aluminio oxido geruza bat sortzen da ia berehala aluminioaren gainazalean. Geruza honek korrosioarekiko erresistentzia bikaina du. Nahiko erresistentea da azido gehienekiko, baina ez hain erresistentea alkaliekiko.
Aluminioaren eroankortasun termikoa
Aluminioaren eroankortasun termikoa altzairuarena baino hiru aldiz handiagoa da gutxi gorabehera. Horrek aluminioa material garrantzitsua bihurtzen du hozte eta berotze aplikazioetarako, hala nola bero-trukagailuetarako. Toxikotasunik ez duenez, propietate horri esker, aluminioa asko erabiltzen da sukaldeko tresnetan eta sukaldeko tresnetan.
Aluminioaren eroankortasun elektrikoa
Kobrearekin batera, aluminioak eroale elektriko gisa erabiltzeko nahikoa eroankortasun elektriko du. Ohiko aleazio eroalearen (1350) eroankortasuna kobre errearen % 62 ingurukoa baino ez den arren, pisuaren herena baino ez du eta, beraz, pisu bereko kobrearekin alderatuta, elektrizitatearen bikoitza eroa dezake.
Aluminioaren islagarritasuna
UVtik infragorriraino, aluminioa energia erradiatzailearen islatzaile bikaina da. Argi ikusgaiaren % 80 inguruko isladagarritasunak argiztapen-gailuetan asko erabiltzen dela esan nahi du. Islagarritasunaren propietate berberek egiten dutealuminioaUdan eguzki izpietatik babesteko material isolatzaile gisa aproposa, eta neguan bero-galeraren aurka isolatzen duen bitartean.
2. taula.Aluminioaren propietateak.
| Jabetza | Balioa |
|---|---|
| Zenbaki atomikoa | 13 |
| Pisu atomikoa (g/mol) | 26,98 |
| Balentzia | 3 |
| Kristal-egitura | FCC |
| Urtze-puntua (°C) | 660.2 |
| Irakite-puntua (°C) | 2480 |
| Batez besteko bero espezifikoa (0-100 °C) (cal/g. °C) | 0,219 |
| Eroankortasun termikoa (0-100 °C) (cal/cms. °C) | 0,57 |
| Hedapen Linealaren Koefizientea (0-100 °C) (x10-6/ °C) | 23,5 |
| Erresistentzia elektrikoa 20 °C-tan (Ω.cm) | 2,69 |
| Dentsitatea (g/cm3) | 2.6898 |
| Elastikotasun Modulua (GPa) | 68.3 |
| Poissonen ratioa | 0,34 |
Aluminioaren propietate mekanikoak
Aluminioa asko deformatu daiteke akatsik gabe. Horri esker, aluminioa laminatuz, estrusatuz, tiratuz, mekanizatuz eta beste prozesu mekaniko batzuen bidez moldatu daiteke. Tolerantzia handiarekin ere galdaketa egin daiteke.
Aleazioa, hotzeko lanketa eta tratamendu termikoa erabil daitezke aluminioaren propietateak egokitzeko.
Aluminio puruaren trakzio-erresistentzia 90 MPa ingurukoa da, baina tratatzeko bero-aleazio batzuen kasuan 690 MPa baino gehiagora igo daiteke.
Aluminiozko Arauak
BS1470 estandar zaharra bederatzi EN estandarrek ordezkatu dute. EN estandarrak 4. taulan ageri dira.
4. taula.Aluminiorako EN arauak
| Estandarra | Esparrua |
|---|---|
| EN485-1 | Ikuskapen eta entregarako baldintza teknikoak |
| EN485-2 | Ezaugarri mekanikoak |
| EN485-3 | Beroan ijeztutako materialen tolerantziak |
| EN485-4 | Tolerantziak hotzean laminatutako materialen kasuan |
| EN515 | Tenperamentuaren izendapenak |
| EN573-1 | Aleazioen zenbakizko izendapen sistema |
| EN573-2 | Sinbolo kimikoen izendapen sistema |
| EN573-3 | Konposizio kimikoak |
| EN573-4 | Produktuen formak aleazio ezberdinetan |
EN arauak BS1470 arau zaharretik desberdinak dira arlo hauetan:
- Konposizio kimikoa – aldatu gabe.
- Aleazioen zenbakitze sistema – aldatu gabe.
- Tratamendu termikoa duten aleazioen tenperamentu-izendapenek tenperamentu berezien gama zabalagoa hartzen dute orain. T-ren ondoren lau digitu arte sartu dira aplikazio ez-estandarrerako (adibidez, T6151).
- Tratamendu termikorik gabeko aleazioen tenple-izendapenak – dauden tenpleak ez dira aldatu, baina tenpleak orain zehatzago definitzen dira nola sortzen diren kontuan hartuta. Tenple biguna (O) orain H111 da eta tarteko tenple bat sartu da H112. 5251 aleaziorako, tenpleak orain H32/H34/H36/H38 gisa erakusten dira (H22/H24, etab.-ren baliokidea). H19/H22 eta H24 orain bereizita erakusten dira.
- Ezaugarri mekanikoak – aurreko zifren antzekoak dira. % 0,2ko froga-tentsioa aipatu behar da orain proba-ziurtagirietan.
- Tolerantziak maila ezberdinetan estutu dira.
Aluminioaren tratamendu termikoa
Hainbat tratamendu termiko aplika dakizkieke aluminiozko aleazioei:
- Homogeneizazioa – galdaketa egin ondoren berotuz segregazioa kentzea.
- Erreketa – lanketa hotzaren ondoren erabiltzen da gogortze-aleazioak (1XXX, 3XXX eta 5XXX) biguntzeko.
- Prezipitazio edo zahartzearen ondoriozko gogortzea (2XXX, 6XXX eta 7XXX aleazioak).
- Prezipitazioz gogortzen diren aleazioen zahartze aurretiko disoluzio-tratamendu termikoa.
- Estaldurak sendatzeko labean berotzea
- Bero-tratamenduaren ondoren, atzizki bat gehitzen zaie izendapen-zenbakiei.
- F atzizkiak "fabrikatutako bezala" esan nahi du.
- O-k "erregositutako produktu forjatuak" esan nahi du.
- T-k “termo-tratamendua” jasan duela esan nahi du.
- W-k esan nahi du materiala disoluzio termikoki tratatu dela.
- H-k tratamendu termikorik gabeko aleazioak adierazten ditu, “hotzean landuta” edo “deformazioz gogortuta” daudenak.
- Berotik tratatu ezin daitezkeen aleazioak 3XXX, 4XXX eta 5XXX taldeetakoak dira.
Argitaratze data: 2021eko ekainaren 16a
