Decodering van het nummeringssysteem van aluminiumlegeringen

Aluminium is een lichtgewicht maar ongelooflijk sterk metaal, waardoor het een uitstekende keuze is voor vele toepassingen in de auto-, ruimtevaart- en elektronica-industrie. Naast zijn duurzaamheid en fysieke lichtheid is aluminium ook corrosiebestendig dankzij een sterke laag oxidefilm die het oppervlak bedekt.

Omdat aluminium gemakkelijk verbindingen vormt met andere chemische elementen, is er in de loop der jaren een groot aantal aluminiumlegeringen ontwikkeld. Om een ​​aluminiumlegering te maken en bepaalde kwaliteiten van basisaluminium te verbeteren, moet u een chemisch element toevoegen aan puur aluminium. Dit vereist een grondige vermenging van deze elementen - zoals magnesium, silicium, zink of koper - met aluminium terwijl het metaal gesmolten is. Deze elementen kunnen de sterkte, dichtheid, verwerkbaarheid, elektrische geleidbaarheid en meer van aluminium verhogen.

Aluminiumlegeringen kunnen aanzienlijk variëren, afhankelijk van hun samenstelling en ontlaten. Om verwarring te voorkomen, worden aluminiumlegeringen benoemd en gecategoriseerd volgens een nummeringssysteem van aluminiumlegeringen. Deze systemen helpen ontwerpers en ingenieurs om vertrouwd te raken met verschillende legeringen, hun kenmerken en algemene toepassingen. Dit helpt productteams bij het kiezen van de juiste aluminiumlegering en productiemethode voor een bepaald onderdeel.

Serienummers van gesmeed aluminium

De Aluminium Association heeft het systeem voor de beschrijving van smeedlegeringen in 1954 opgericht. Toen het systeem voor het eerst werd geïmplementeerd, vermeldde het 75 chemische samenstellingen - tegenwoordig zijn er meer dan 530 geregistreerde actieve chemische elementen, en dit aantal blijft groeien.

De serie van gesmeed aluminium benoemt elementen met vier numerieke cijfers waarbij het eerste cijfer het belangrijkste legeringselement vertegenwoordigt, het tweede cijfer een wijziging van een specifieke legering aangeeft en het derde en vierde cijfer willekeurige getallen zijn die zijn toegewezen aan specifieke legeringen in de reeks.

Dit zijn de primaire legeringsmiddelen in de serie gesmeed aluminium:

1xxx — 99.000 minimum aluminium

Het is onmogelijk voor aluminium om 100% puur te zijn, maar aluminium in deze categorie smeedijzers bevat minstens 99% aluminium. In alle opzichten worden 1xxx-legeringen beschouwd als puur aluminium. Deze legering is met name de uitzondering op de naamgevingsregel van de gewrochte serie - in de namen van 1xxx-legeringen staan ​​de laatste twee cijfers voor het minimumpercentage aluminium boven 99. Legering 1350 bestaat bijvoorbeeld uit ten minste 99,50% aluminium.

Zuiver aluminium heeft een grote corrosieweerstand en verwerkbaarheid, plus een hoge elektrische en thermische geleidbaarheid. Om deze reden wordt deze legering vaak gebruikt voor elektrische en chemische toepassingen. Zuiver aluminium is niet erg sterk en wordt zelden gebruikt voor structurele toepassingen, maar spanningsverharding kan de materiaalsterkte matig verhogen.

2xxx — Koper

Deze legering uit de serie smeedwerk biedt hoge sterkte en prestaties bij een breed temperatuurbereik en wordt regelmatig gebruikt in ruimtevaarttoepassingen. Een bekende aluminiumlegering voor vliegtuigen is Alloy 2024. Sommige koper-aluminiumlegeringen zijn echter gevoelig voor scheuren door hitte en spanningscorrosie en worden als niet-lasbaar beschouwd, terwijl andere 2xxx-legeringen met de juiste methoden kunnen worden gelast. 2xxx vermindert de rek en treksterkte van aluminium en biedt niet zo'n goede corrosieweerstand als andere legeringen in de smeedserie.

3xxx — Mangaan

3xxx aluminiumlegeringen werden eerst alleen in potten en pannen gebruikt, maar worden nu veel gebruikt in warmtewisselaarcomponenten voor voertuigen en energiecentrales. Met een goede temperatuurstabiliteit en corrosiebestendigheid zijn legeringen in deze categorie geschikt voor gebruik in extreme omstandigheden. 3xxx zorgt ook voor een goede vervormbaarheid en verwerkbaarheid. 3003 is een populaire mangaanlegering die wordt gebruikt voor toepassingen met gemiddelde sterkte die complexe vormen vereisen.

4xxx — Silicium

Silicium verlaagt het smeltpunt van aluminium en verbetert de vloeibaarheid wanneer het gesmolten is. Om deze reden worden 4xxx-legeringen vaak gebruikt in smeltlasdraad en als soldeerlegering. Silicium op zichzelf is niet-warmtebehandelbaar, maar een aantal 4xxx-legeringen reageren goed op warmtebehandelingen dankzij toegevoegd koper of magnesium.

5xxx — Magnesium

Aluminiumlegeringen in deze categorie zijn gemakkelijk lasbaar en worden veel gebruikt voor toepassingen in de scheepsbouw, transport, bruggenbouw en constructie. 5xxx-legeringen bieden een goede corrosieweerstand in maritieme omgevingen en hebben de hoogste sterkte van alle niet-warmtebehandelbare legeringen. 5xxx-legeringen met meer dan 3 tot 3,5% magnesium worden echter niet aanbevolen voor gebruik bij hoge temperaturen boven 65,6°C (150°F) vanwege de mogelijkheid van spanningscorrosie.

6xxx — Magnesium en silicium

6xxx-legeringen bestaan ​​meestal uit ongeveer 1,0% magnesium en silicium elk, die magnesiumsilicide produceren. Magnesiumsilicide kan oplossingswarmtebehandelingen ondersteunen die de sterkte, vormbaarheid en corrosieweerstand verbeteren. Dit serienummer wordt gebruikt in de lasindustrie, voornamelijk verwerkt in structurele componenten en extrusies.

Deze legeringen zijn gevoelig voor stollingsscheuren, wat betekent dat ze niet mogen worden gelast zonder vulmateriaal - vaak wordt 6xxx gelast met 4xxx- of 5xxx-vulmateriaal om de lasbaarheid te vergroten. Een belangrijke magnesium-silicidelegering is 6061, een van de meest veelzijdige warmtebehandelbare aluminiumlegeringen.

7xxx — Zink

Dit gesmeed serienummer bevat enkele van de sterkste aluminiumlegeringen die het meest geschikt zijn voor hoogwaardige toepassingen in competitieve sportuitrusting of de vliegtuig- en ruimtevaartindustrie. Zinktoevoegingen variëren van 0,8 tot 12% in 7xxx-legeringen en kunnen worden gekoppeld aan kleinere percentages magnesium, koper en chroom voor warmtebehandeling.

Net als 2xxx bevat 7xxx legeringen die zowel geschikt als niet geschikt zijn om te lassen - een algemeen gelaste legering is 7005, die voornamelijk wordt gebruikt met 5xxx-legeringsvullers. Een van de sterkste beschikbare aluminiumlegeringen is 7075, die vaak wordt gebruikt in luchtframeconstructies en voor andere toepassingen met hoge spanning.

Overwegingen voor de serie gesmeed aluminium

Het is belangrijk op te merken welke aluminiumlegeringen met warmte kunnen worden behandeld en welke niet met warmte kunnen worden behandeld. Dit helpt productteams bij het bepalen van de juiste toepassingen voor specifieke aluminiumlegeringen en om componenten indien nodig te beschermen tegen hoge temperaturen.

• legeringen van de 2xxx-, 6xxx- en 7xxx-serie kunnen met warmte worden behandeld.
• 1xxx-, 3xxx- en 5xxx-series smeedijzeren aluminiumlegeringen zijn niet-warmtebehandelbaar en laten alleen spanningsverharding toe.
• 4xxx-serie bevat enkele warmtebehandelbare legeringen, maar meestal niet-warmtebehandelbare legeringen. De meeste niet-warmtebehandelbare legeringen van 4xxx kunnen echter reageren op warmtebehandelingen wanneer ze worden gemengd met andere warmtebehandelbare legeringen.

In de Verenigde Staten gebruiken we voornamelijk de serie smeedaluminiumlegeringen, maar er zijn ook andere naamgevings- en organisatiesystemen voor aluminium, waaronder de serie gegoten aluminiumlegeringen. Serienummers van gegoten aluminium lijken op de bovenstaande nummers. De serie gegoten aluminium gebruikt een 3-cijferig getal en één decimaal (xxx.x), waarbij het eerste cijfer (Xxx.x) het belangrijkste legeringselement aangeeft.

Inzicht in aluminiumlegeringen en temperingen

Tempers geven aan of een aluminiumlegering enige bewerking heeft ondergaan om mechanische eigenschappen zoals treksterkte, hardheid of hittebestendigheid te verhogen. Tempers worden in de serie gesmeed aluminium weergegeven als een opgeplakte letter achter een legeringsnummer, b.v. 3003-H.

Gespannen-geharde temperaturen (-H)

De toevoeging van een "-H" na de legeringen 1xxx, 3xxx, 5xxx en soms 4xxx geeft aan dat de legering door spanning gehard is, aangezien ze niet met warmte kunnen worden behandeld. Het nummer direct na de H geeft de verwerking aan:

• H1 — Strain-gehard
• H2 — Strain-gehard en gedeeltelijk gegloeid
• H3 — Strain-gehard en gestabiliseerd
• H4 — Gehard en gelakt of geverfd

Gespannen geharde aluminiumlegeringen worden gevolgd door twee cijfers, waarbij het tweede cijfer een schaalaanduiding aangeeft die loopt van 0 (volledig gegloeid, zachtst) tot 8 (hardst). Aluminium 5052-H32 is bijvoorbeeld door spanning gehard en gestabiliseerd en is relatief zacht.

Thermische en warmtebehandelde temperaturen (-T)

De toevoeging van een "-T" na legeringen 2xxx, 6xxx, 7xxx en ongeveer 4xxx geeft aan dat de legering een warmtebehandeling heeft ondergaan, snel is afgekoeld of afgeschrikt, of door precipitatie is gehard. Het cijfer achter de T geeft aan welk thermisch proces het heeft ondergaan.

• T1 — Gekoeld vanaf een verhoogde temperatuur en natuurlijk verouderd
• T2 — Gekoeld vanaf een verhoogde temperatuur, koud bewerkt en natuurlijk verouderd
• T3 — Oplossing warmtebehandeld, koud bewerkt en natuurlijk verouderd
• T4 — Oplossing warmtebehandeld en natuurlijk verouderd
• T5 — Gekoeld vanaf een verhoogde temperatuur en kunstmatig verouderd
• T6 — Oplossing warmtebehandeld en kunstmatig verouderd
• T7 — Oplossing warmtebehandeld en gestabiliseerd
• T8 — Oplossing warmtebehandeld, koud bewerkt en kunstmatig verouderd
• T9 — Oplossing warmtebehandeld, kunstmatig verouderd en koud bewerkt
• T10 — Gekoeld vanaf verhoogde temperatuur, koud bewerkt en kunstmatig verouderd

Neerslaggeharde of warmtebehandelde legeringen bevatten soms een extra cijfer, dat specifieke eindeigenschappen aangeeft, zoals spanningsverlichting door rek (-T51) of compressie (-T52).

De serie gesmeed aluminium lezen met Fast Radius

Hoewel het belangrijk is om bekend te zijn met het nummeringssysteem van aluminiumlegeringen, verwachten we niet dat u alle aluminiumlegeringen uit het hoofd kent. Roep de hulp in van een ervaren productiepartner om er zeker van te zijn dat u de juiste aluminiumlegering kiest voor de toepassing van uw project.

Fast Radius kan u helpen de serie aluminiumlegeringen te begrijpen en de best mogelijke aluminiumlegering voor een bepaald onderdeel te bepalen. Ons team van deskundige fabrikanten heeft diepgaande branchekennis en ervaring, die we zullen inzetten om uw volgende project tot een succes te maken. Neem vandaag nog contact met ons op om uw reis van aluminiumlegering te beginnen.

Voor meer informatie over aluminiumlegeringen voor CNC-bewerking en om de verschillen te ontdekken tussen gereedschappen van aluminium en staal, gaat u naar het Fast Radius-resourcecentrum.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?