Vraag een metallurg:een korte inleiding tot aluminiumsoorten

Uw legering kiezen

Bij Reliance gebruiken we voornamelijk twee belangrijke aluminiumkwaliteiten voor onze bolders en banken. Ze hebben iets andere naamgevingsconventies, wat tot verwarring kan leiden:kopen we in verschillende landen met verschillende internationale metaalnormen?

Aluminium vs. aluminium

Als het om aluminium gaat, zijn verschillende landen over de hele wereld het niet eens over een spelling. De Noord-Amerikaanse spelling, "aluminium", was de tweede keuze van de oorspronkelijke naamgever, de Britse chemicus Sir Humphry Davy. Hij begon met “aluminium ," en vervolgens bedacht "aluminium .” Andere chemici wezen er echter op dat een -ium-uiteinde de voorkeur zou hebben om andere chemicaliën zoals natrium en kalium te evenaren. Noord-Amerikaans gebruik bleef bij de tweede keuze van Sir Davy; sommige Amerikaanse chemici en algemeen gebruik elders kozen aluminium als een meer consistente lexicale constructie.

De twee belangrijkste soorten aluminiumsoorten

Het is noch etymologie, noch internationale norm die twee soorten systemen van aluminiumkwaliteit produceert. De reden voor de mismatch is dat gegoten metaal en bewerkt (smeed)metaal verschillend worden gesorteerd. De behoeften en het gebruik van gegoten en bewerkte metalen zijn niet identiek, dus dezelfde specificatie wordt niet voor beide gebruikt.

Van ijzer is algemeen bekend dat het gietijzeren en smeedijzeren vormen heeft, hoewel de betekenis van deze woorden genoeg verloren is gegaan dat velen smeedijzer verkeerd uitspreken als 'staafijzer'. Aluminium wordt, net als ijzer, gevonden in zowel gegoten als gesmeed vormen. Gegoten aluminium wordt gegoten of geïnjecteerd als een gesmolten, vloeibaar metaal in een mal. Wanneer het metaal afkoelt, heeft het vaste object dat naar voren komt een bijna-netvorm. Het kan machinaal worden bewerkt om het glad te maken of af te werken, of als een stuk in een grotere constructie worden gebruikt, maar het punt van gieten is om iets te creëren dat heel dicht bij de uiteindelijke vorm ligt. Gesmeed aluminium , aan de andere kant, wordt geproduceerd in knuppels, platen en bloemen. Deze worden gerold en afgeplat tot platen, staven en buizen. Het kan worden gesmeed, bewerkt, samengevoegd of op andere manieren worden bewerkt om de uiteindelijke vorm te krijgen die het moet zijn.

We gieten aluminium bolders, net zoals we onze nodulair gietijzeren bolders gieten. Een goede gietlegering vangt mooie details zoals ribbels en zachte rondingen in de mal. Het is goed voor complexe, gebogen vormen die uit één stuk zijn gemaakt. Onze banken zijn gemaakt van aluminium platen die zijn gevormd, samengevoegd en lasergesneden; deze stukken zijn beter lasbaar en werkbaarder, zodat ze kunnen worden gesneden en samengevoegd tot complexe ontwerpen met veel componenten die samen worden gebouwd.

Deze verschillende productieprocessen vereisen verschillende soorten aluminium.

Aluminiumkwaliteiten voor kneedlegeringen

Veel verschillende internationale organisaties zijn samengekomen om een ​​overeenkomst te ondertekenen waarin een internationaal legeringsaanduidingssysteem voor gesmeed aluminium wordt uiteengezet. Deze legeringen zijn gegroepeerd in families op hun eerste cijfer, wat een ervaren metallurg vertelt wat de belangrijkste legeringsmetalen zijn.

1xxx-serie:99%+ aluminiumgehalte

Aluminium in zijn puurste vorm komt voor in de 1000-serie. Deze metalen benadrukken de materiaaleigenschappen van het element, en 1100 aluminium is de meest voorkomende "pure" aluminium kwaliteit, met minder dan 1% toegevoegde elementen zoals zink, koper of silicium voor sterkte. Zelfs met die toevoegingen is deze familie niet zo sterk als andere aluminiumfamilies, maar de legeringen zijn gemakkelijk te bewerken en bestand tegen corrosie. Deze groep is goed in het overbrengen van warmte en elektriciteit. Aluminiumlegeringen uit de 1000-serie worden vaak gebruikt in chemische, voedsel- en elektrische toepassingen.

2xxx-serie:aluminium en koper

2011, 2014 en 2024 zijn de meest voorkomende kwaliteiten in de 2000-serie aluminiumlegeringen, die worden gewaardeerd om hun sterkte en verwerkbaarheid. Deze serie heeft koper als belangrijkste legeringselement. De 2000-serie is taai, sterk en hard, maar is ook gevoelig voor corrosie, dus het moet worden afgedicht als het wordt blootgesteld aan oxiderende elementen. Dit kan met coatings zoals verf, poeder of plastic; het wordt ook vaak gedaan met pure aluminium bekleding. Aluminium uit de 2000-serie wordt gebruikt in ruimtevaarttoepassingen, bevestigingsmiddelen en industriële toepassingen.

3xxx-serie:aluminium en mangaan

Mangaan, een element dat ongelooflijk belangrijk is voor metaalbewerkers en glasmakers, is bij de meeste mensen weinig bekend. Het geeft sterkte en deoxideert legeringen. Mangaan is overal en wordt gebruikt in gewone roestvrij staalsoorten en in het algemene aluminium dat we elke dag gebruiken. 3003 is het meest gebruikte aluminium omdat het kan worden bewerkt, gelast en afgewerkt. Van plaatwerk tot kookgerei, het aluminium dat je het meest ziet is waarschijnlijk de 3000-serie.

De zijkanten van aluminium blikjes zijn gemaakt van aluminium uit de 3004-serie. Verrassend genoeg is dit een andere kwaliteit dan die aan de boven- en onderkant wordt gebruikt. Boven- en onderkant zijn niet alleen dikker:ze zijn gemaakt met kwaliteit 5182. 

4xxx-serie:aluminium en silicium

Silicium helpt deze legeringen hittebestendiger te zijn:het verlaagt het smeltpunt van het aluminium. Aluminium met silicium is ook taaier, wat betekent dat het resulterende metaal flexibeler en minder bros is. Om deze redenen wordt de 4000-serie vaak gebruikt in automobiel- of elektrische toepassingen; het kan de hitte en de elektriciteit aan.

5xxx-serie:aluminium en magnesium

Watersporters zijn bekend met de 5000 serie aluminium. Wanneer aluminium en magnesium samen worden gesmolten, produceren ze een corrosiebestendige legering. Maritieme toepassingen, tanks, kleppen - alles wat met chemicaliën of het weer te maken heeft - komen vaak in deze legeringen voor. Handig, deze legeringen zijn ook goed bij lassen en vormen, waardoor het gemakkelijk is om rompen, kleppen en cryotanks van het materiaal te maken. Dit is de serie met het 5182 aluminium dat wordt gebruikt voor de boven- en onderkant van frisdrankblikjes!

6xxx-serie:aluminium, magnesium en silicium

De legeringen van de 6000-serie zijn legeringen van bouwkwaliteit en combineren de kenmerken van de 4000- en 5000-serie:corrosiebestendigheid en sterkte. Onze aluminium banken zijn gemaakt van 6061, voor corrosiebestendigheid bij blootstelling aan water, zout, sneeuw, zon en regen; de legering biedt ook de sterkte en stabiliteit die nodig zijn voor een robuust meubelstuk.

7xxx-serie:aluminium en zink

Zink toegevoegd aan aluminium zorgt voor staalachtige sterkte. Als aluminium het werk van staal doet, op een plaats waar het gewicht van staal te zwaar is, kan in plaats daarvan een aluminium uit de 7000-serie worden gebruikt. Lucht- en ruimtevaart, auto's en sportuitrusting maken vaak gebruik van deze lichte maar sterke serie.

8xxx-serie:The Weird Ones

Metalen hebben vaak ongebruikelijke legeringen die zijn gemaakt voor specifieke toepassingen. Ze komen vaak terecht in naamgevingsconventies in een grab-bag-serie, en voor gesmeed aluminium zijn de excentriekelingen in de 8xxx-serie. Als u een ongebruikelijke legering koopt, weet u in de meeste gevallen precies waarom en met welk doel; de metaalbewerkers van NASA zijn bijvoorbeeld op zoek naar op maat gemaakte legeringen voor zeer, zeer specifieke omgevingen.

Inzicht in kwaliteiten voor gegoten aluminiumlegeringen

R-7539-AL

Hoogte:35-3/4"
Maximum binnenpijp
Diameter:4-1/2"

Materiaal:aluminium
Grade:A356

R-7589-AL

Hoogte:35"
Max. binnenpijp
Diameter:4-1 / 2"

Materiaal:aluminium
Grade:A356

R-7591-AL

Hoogte:32"
Maximum binnenpijp
Diameter:4-1 / 2"

Materiaal:aluminium
Grade:A356

R-7530-AL

Hoogte:39"
Maximum binnenpijp
Diameter:3-1 / 2"

Materiaal:aluminium
Grade:A356

Gegoten aluminium heeft meer dan één veelgebruikte naamgevingsstandaard. Voor gegoten producten kunnen er verschillende specificaties zijn, afhankelijk van waar u zich bevindt.

De belangrijkste naamgevingsnormen voor gegoten aluminium zijn afkomstig van:

• The Aluminium Association
• British Standards Institution (BSIGroup)
• Duitse normen (DIN)

De naamgevingsstandaard van de Aluminium Association lijkt op het eerste gezicht op de standaard van gesmeed aluminium. Serienummers geven het belangrijkste legeringselement weer... maar vanwege het verschil in gietlegeringen geeft het eerste nummer niet dezelfde sterspeler aan.

Net als bij gesmeed aluminium, is de 1xx.x-serie bijna puur aluminium en de 2xx.x-serie van koper. Daarna verschuift het belangrijkste legeringselement. 3xx.x en 4xx.x series hebben beide silicium. Net als bij gesmeed aluminium verlaagt het silicium in de legering het smeltpunt en behoudt het de taaiheid. Ductiliteit is handig bij het gieten van metalen voor het vastleggen van schonere, kleinere details in de mal. 3xx.x vertrouwt op andere elementen in de mix voor andere eigenschappen zoals sterkte. 5xx.x geeft magnesium, 7xx.x zink, 8xx.x tin aan en in de categorie gegoten aluminium bevat het 9xx.x-blok "de rare" - legeringen die voor specifieke doeleinden zijn gemaakt. 6xx.x wordt niet gebruikt in deze naamgevingsconventie.

Gegoten legeringen worden soms geleverd met letters die warmtebehandeling aangeven. Dit zijn:

• F:zoals gefabriceerd
• O:gegloeid
• H:doorgewinterd
• W:oplossing met warmte behandeld
• T(1-10):Andere warmtebehandelingen, aangeduid met de volgende cijfers.

In ons geval heeft de A voor 356 niets te maken met warmtebehandeling. In plaats daarvan suggereert de A voor deze legering een hogere chemische zuiverheid:het bereik of de tolerantie voor elke chemische stof in de mix is ​​beperkt.

Aluminium:ooit een luxe, nu een nietje

Aluminium is het derde meest voorkomende element in de aardkorst, na zuurstof en silicium, waardoor het overvloediger is dan ijzer. In tegenstelling tot ijzer kan het metaal niet worden gewonnen door eenvoudig te smelten. Robijnen, saffieren en minder edelstenen zoals gibbsiet zijn mineralen waarin aluminium wordt opgeslagen.

Pas in de jaren 1820 ontdekten chemici hoe ze elementair aluminium konden extraheren. In het begin was het proces zo ingewikkeld dat het 'nieuwe' metaal kostbaarder was dan platina, goud of zilver.

Het is een vaak verteld verhaal dat Napoleon III een set aluminium bestek had die was gereserveerd voor zijn meest geëerde gasten. Een historisch forum met goede bronnen zet vraagtekens bij de juistheid van deze bewering, maar merkt op dat in een Frans boek over aluminium wordt gesproken over de interesse van de keizer in het metaal in militaire toepassingen, van decoratieve uniforme elementen tot wapens, en dat hij een aluminium rammelaar liet maken voor zijn zoon. Het is zeker waar dat aluminium vóór 1855 zo duur was dat staven van het zuivere metaal in Fort Knox werden opgeslagen.

Wat veranderde? In 1855 werd een proces uitgevonden om aluminium uit water te halen met behulp van een stroom van elektriciteit. Het proces was relatief eenvoudig en industrieel schaalbaar, en aluminium is er in overvloed. In 1859 was aluminium slechts iets meer waard dan zilver. Tegenwoordig wordt aluminium natuurlijk per pond verkocht tegen een twintigste van de prijs van een ounce zilver (hoewel problemen met de toeleveringsketen, 2020-2022, voor stijgende aluminiumkosten zorgden).

Waarom wordt aluminiumfolie aluminiumfolie genoemd?

Voordat aluminium in de handel verkrijgbaar was, werd folie van tin gebruikt. Net als aluminiumfolie werd aluminiumfolie gebruikt om voedsel in te pakken om het te bewaren. Het was echter dikker, minder kneedbaar en liet een nasmaak achter in het eten. Tinfolie werd ook in andere toepassingen gebruikt. Tandartsen gebruikten aluminiumfolie om gaatjes te vullen; aluminiumfolie werd ook gebruikt in de eerste grammofoontoestellen.

Folie gemaakt van element 50, tin, bestaat nog steeds, meestal gebruikt door chemici en andere wetenschappers. Het is duurder dan aluminiumfolie.

Menselijke technologische vooruitgang is vaak afhankelijk van metallurgische vooruitgang. De bronstijd en de ijzertijd zijn duidelijke voorbeelden, maar de industriële revolutie was afhankelijk van Bessemer-staalprocessen die mechanisatie en grootschalige constructie konden ondersteunen. Aluminium is het metaal van het ruimtetijdperk, zoals silicium het metalloïde is van het informatietijdperk. Gegoten of gesmeed, van nieuw erts of gerecycled, aluminiumlegeringen bieden een breed scala aan materiaaleigenschappen voor bijna elke toepassing.

Aanvullende lezing:

• Roest of corrodeert aluminium?
• Velgen, blikken en vliegtuigen:aluminium en aluminium gietstukken
• Een complete gids voor roestvrij staal