Aluminiumlegering aanduidingen begrijpen: Een praktische gids

Aluminium is een lichtgewicht maar ongelooflijk sterk metaal, wat het een uitstekende keuze maakt voor veel toepassingen in de auto-, luchtvaart- en elektronica-industrie. Samen met zijn duurzaamheid en fysieke lichtheid is aluminium corrosiebestendig door een sterke laag oxidefilm die het oppervlak bedekt.

Aangezien aluminium gemakkelijk verbindingen vormt met andere chemische elementen, is een groot aantal aluminiumlegeringen door de jaren heen ontwikkeld. Om een aluminiumlegering te creëren en bepaalde kwaliteiten van basisaluminium te verbeteren, moet u een chemisch element toevoegen aan zuiver aluminium. Dit vereist een grondige menging van deze elementen – zoals magnesium, silicium, zink of koper – met aluminium terwijl het metaal gesmolten is. Deze elementen kunnen de sterkte, dichtheid, bewerkbaarheid, elektrische geleiding en meer van aluminium verhogen.

Aluminiumlegeringen kunnen significant variëren afhankelijk van hun samenstelling en aanlating. Om verwarring te voorkomen, worden aluminiumlegeringen genoemd en gecategoriseerd volgens een aluminiumlegering nummeringssysteem. Deze systemen helpen ontwerpers en ingenieurs zich vertrouwd te maken met diverse legeringen, hun kenmerken en veelvoorkomende toepassingen. Dit helpt productteams de juiste aluminiumlegering en productiemethode voor een bepaald onderdeel te kiezen.

Gesmede aluminium serie nummers

The Aluminum Association stelde het gesmede legering beschrijvingssysteem in 1954 in. Toen het systeem voor het eerst geïmplementeerd werd, liet het 75 chemische samenstellingen zien – vandaag zijn er meer dan 530 geregistreerde actieve chemische elementen, en dit nummer groeit door.

Het gesmede aluminium serie noemt elementen met vier numerieke cijfers waarbij het eerste cijfer het hoofdlegeringselement vertegenwoordigt, het tweede cijfer een wijziging van een specifieke legering aangeeft, en de derde en vierde cijfers willekeurige nummers zijn toegewezen aan specifieke legeringen in de serie.

Hier zijn de primaire legeringselementen in de gesmede aluminium serie:

1xxx — 99,000 minimum aluminium

Het is onmogelijk voor aluminium 100% zuiver te zijn, maar aluminium in deze gesmede serie categorie bevat tenminste 99% aluminium. Voor alle doeleinden worden 1xxx legeringen als zuiver aluminium beschouwd. Opvallend is dat deze legering de uitzondering is op de gesmede serie naamgevingsregel – in 1xxx legeringnamen staan de laatste twee cijfers voor het minimum percentage aluminium boven 99. Bijvoorbeeld, Legering 1350 bestaat uit tenminste 99,50% aluminium.

Zuiver aluminium heeft geweldige corrosieweerstand en bewerkbaarheid, plus hoge elektrische en thermische geleiding. Om die 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 streekverharding kan de materiaalsterkte matig verhogen.

2xxx — Koper

Deze gesmede serie legering biedt hoge sterkte en prestaties over een wijd bereik aan temperaturen en wordt regelmatig gebruikt in luchtvaarttoepassingen. Een bekende vliegtuig aluminiumlegering is Legering 2024. Echter, sommige koper aluminiumlegeringen zijn gevoelig voor hitte- en spanningscorrosiekraken en worden beschouwd als niet-letsbaar, terwijl andere 2xxx legeringen kunnen worden gelast met de juiste methoden. 2xxx verlaagt de rek en treksterkte van aluminium en biedt niet zo goede corrosieweerstand als andere legeringen in de gesmede serie.

3xxx — Mangaan

3xxx aluminiumlegeringen werden eerst alleen in pannen en braadpannen gebruikt, maar zijn nu wijd gebruikt in warmtewisselaarcomponenten voor voertuigen en elektriciteitscentrales. Met goede temperatuurstabiliteit en corrosieweerstand, zijn legeringen in deze categorie geschikt voor gebruik in extreme condities. 3xxx stelt ook goede vormbaarheid en bewerkbaarheid in. 3003 is een populaire mangaanlegering gebruikt voor matige sterkte toepassingen die complexe vormen vereisen.

4xxx — Silicium

Silicium verlaagt het smeltpunt van aluminium en verbetert de vloeibaarheid wanneer gesmolten. Om die reden worden 4xxx legeringen vaak gebruikt in letsel-draad en als solderlegeringen. Silicium op zich 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 letsbaar en wijd gebruikt voor toepassingen in scheepsbouw, transport, brugbouw en bouw. 5xxx legeringen bieden goede corrosieweerstand in mariene omgevingen en hebben de hoogste sterkte van alle niet-warmtebehandelbare legeringen. Echter, 5xxx legeringen met meer dan 3 tot 3,5% magnesium worden niet aanbevolen voor verhoogde temperatuurdienst boven 65,6°C (150°F) vanwege de mogelijkheid van spanningscorrosiekraken.

6xxx — Magnesium en silicium

6xxx legeringen bestaan doorgaans uit ongeveer 1,0% magnesium en silicium elk, wat magnesium-silicide produceert. Magnesium-silicide kan oplossingswarmtebehandelingen ondersteunen die sterkte, vormbaarheid en corrosieweerstand verbeteren. Deze gesmede serie nummer wordt door de letsel fabricage-industrie gebruikt, primair geïntegreerd in structurele componenten en extrusies.

Deze legeringen zijn gevoelig voor solidificatiekraken, wat betekent dat ze niet gelast zouden moeten worden zonder vulmaterialen – vaak wordt 6xxx gelast met 4xxx of 5xxx vulmaterialen om de letsbaarheid te verhogen. Een grote magnesium-silicide legering is 6061, wat een van de meest veelzijdige warmtebehandelbare aluminiumlegeringen is.

7xxx — Zink

Deze gesmede serie nummer bevat enkele van de hoogste sterkte aluminiumlegeringen die het best geschikt zijn voor hoge-prestatie toepassingen in competitieve sportapparatuur of de vliegtuig- en luchtvaartindustrie. Zink toevoegingen variëren van 0,8 tot 12% in 7xxx legeringen en kunnen gekoppeld worden met kleinere percentages magnesium, koper en chroom voor warmtebehandelbaarheid.

Net als 2xxx, bevat 7xxx legeringen zowel geschikt als niet-geschikt voor letselen – een veelvoorkomend gelaste legering is 7005, wat primair gebruikt wordt met 5xxx legering vullers. Een van de hoogste sterkte aluminiumlegeringen beschikbaar is 7075, wat vaak gebruikt wordt in vliegtuigstructuren en voor andere hoge-stress toepassingen.

Overwegingen voor de gesmede aluminium serie

Het is belangrijk om te noteren welke aluminiumlegeringen warmtebehandelbaar zijn en welke niet-warmtebehandelbaar. Dit zal productteams helpen geschikte toepassingen voor specifieke aluminiumlegeringen te bepalen en componenten te beschermen van hoge temperaturen wanneer nodig.

• 2xxx, 6xxx en 7xxx series legeringen zijn warmtebehandelbaar.
• 1xxx, 3xxx en 5xxx series gesmede aluminiumlegeringen zijn niet-warmtebehandelbaar en staan alleen streekverharding toe.
• 4xxx serie bevat enkele warmtebehandelbare legeringen, maar meestal niet-warmtebehandelbare legeringen. Echter, de meeste 4xxx niet-warmtebehandelbare legeringen kunnen reageren op warmtebehandelingen wanneer gemengd met andere warmtebehandelbare legeringen.

In de Verenigde Staten gebruiken we voornamelijk de gesmede aluminiumlegering serie, maar er zijn andere aluminium naamgevings- en organisatiesystemen, waaronder de gegoten aluminiumlegering serie. Gegoten aluminium serie nummers lijken op de nummers hierboven. De gegoten aluminium serie gebruikt een 3-cijferig nummer en één decimaal (xxx.x), waarbij het eerste cijfer (Xxx.x) het hoofdlegeringselement aangeeft.

Aluminiumlegeringen en aanlatingen begrijpen

Aanlatingen geven aan of een aluminiumlegering enige verwerking heeft ondergaan om mechanische eigenschappen zoals treksterkte, hardheid of hittebestendigheid te verhogen. Aanlatingen worden in de gesmede aluminium serie getoond als een toegevoegde letter na een legeringnummer, bijv. 3003-H.

Streekverharde aanlatingen (-H)

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

• H1 — Streekverhard
• H2 — Streekverhard en gedeeltelijk geanneald
• H3 — Streekverhard en gestabiliseerd
• H4 — Streekverhard en gelakt of geschilderd

Streekverharde aluminiumlegeringen worden gevolgd door twee cijfers, waarbij het tweede cijfer een schaalaanduiding geeft van 0 (volledig geanneald, zachtst) tot 8 (hardst). Bijvoorbeeld, Aluminium 5052-H32 is streekverhard plus gestabiliseerd en is relatief zacht.

Thermische en warmtebehandelde aanlatingen (-T)

De toevoeging van een "-T" na legeringen 2xxx, 6xxx, 7xxx en sommige 4xxx geeft aan dat de legering warmtebehandeld is, snel afgekoeld of gequencht, of uitvalsverhard. Het nummer na de T geeft aan welk thermisch proces het ondergaan heeft.

• T1 — Afgekoeld van een verhoogde temperatuur en natuurlijk geouderd
• T2 — Afgekoeld van een verhoogde temperatuur, koudbewerkt en natuurlijk geouderd
• T3 — Oplossing warmtebehandeld, koudbewerkt en natuurlijk geouderd
• T4 — Oplossing warmtebehandeld en natuurlijk geouderd
• T5 — Afgekoeld van een verhoogde temperatuur en kunstmatig geouderd
• T6 — Oplossing warmtebehandeld en kunstmatig geouderd
• T7 — Oplossing warmtebehandeld en gestabiliseerd
• T8 — Oplossing warmtebehandeld, koudbewerkt en kunstmatig geouderd
• T9 — Oplossing warmtebehandeld, kunstmatig geouderd en koudbewerkt
• T10 — Afgekoeld van verhoogde temperatuur, koudbewerkt en kunstmatig geouderd

Uitvalsverharde of warmtebehandelde legeringen bevatten soms een additioneel cijfer, wat specifieke eindeigenschappen aangeeft zoals spanningsverlichting door rek (-T51) of compressie (-T52).

De gesmede aluminium serie lezen met Fast Radius

Hoewel het belangrijk is om bekend te zijn met het aluminiumlegering nummeringssysteem, verwachten we niet dat u alle aluminiumlegeringen uit het hoofd kent. Om ervoor te zorgen dat u de juiste aluminiumlegering voor uw projecttoepassing kiest, werven de hulp van een geseasonde productiepartner.

Fast Radius kan u helpen de aluminiumlegering gesmede serie te begrijpen en de best mogelijke aluminiumlegering voor een gegeven onderdeel te bepalen. Ons team van expert fabrikanten heeft diepgaande industriële kennis en ervaring, wat we zullen wijden aan het maken van uw volgende project een succes. Neem vandaag nog contact met ons op om uw aluminiumlegering reis te beginnen.

Om meer te leren over aluminiumlegeringen voor CNC-bewerking en de verschillen tussen aluminium vs. staal tooling te ontdekken, bezoek het Fast Radius resourcecentrum.

Klaar om uw onderdelen met Fast Radius te maken?

Start uw offerte