Ál er algengasti málmur heims og er þriðji algengasti þátturinn sem samanstendur af 8% af jarðskorpunni. Fjölhæfni áls gerir það mest notaða málm eftir stál.

Framleiðsla á áli

Ál er dregið úr steinefnabauxítinu. Bauxite er breytt í áloxíð (súrál) í gegnum Bayer ferlið. Álunni er síðan breytt í álmálm með rafgreiningarfrumum og Hall-Heroult ferlinu.

Árleg eftirspurn eftir áli

Um allan heim eftirspurn eftir ál er um 29 milljónir tonna á ári. Um það bil 22 milljónir tonna er nýtt ál og 7 milljónir tonna er endurunnið ál rusl. Notkun endurunnins áls er efnahagslega og umhverfisvæn. Það tekur 14.000 kWst að framleiða 1 tonn af nýju áli. Aftur á móti þarf aðeins 5% af þessu til að endurskoða og endurvinna eitt tonn af áli. Það er enginn munur á gæðum á milli meyjar og endurunninna álblöndur.

Forrit af áli

PureÁler mjúkt, sveigjanlegt, tæringarþolið og hefur mikla rafleiðni. Það er mikið notað fyrir filmu og leiðara snúrur, en álfelgur með öðrum þáttum er nauðsynlegt til að veita meiri styrkleika sem þarf til annarra notkunar. Ál er einn af léttustu verkfræðimálmunum, sem hefur styrk til þyngdarhlutfalls sem er betri en stál.

Með því að nýta ýmsar samsetningar af hagstæðum eiginleikum þess, svo sem styrk, léttleika, tæringarþol, endurvinnanleika og formanleika, er verið að nota ál í sívaxandi fjölda forrita. Þessi fjöldi afurða er allt frá burðarvirki til þunnra umbúðaþynna.

Álfelgur tilnefningar

Ál er oftast málmað með kopar, sinki, magnesíum, sílikoni, mangan og litíum. Litlar viðbót við króm, títan, sirkon, blý, bismuth og nikkel eru einnig gerðar og járn er undantekningarlaust til staðar í litlu magni.

Það eru yfir 300 unnin málmblöndur með 50 í algengri notkun. Þeir eru venjulega auðkenndir með fjögurra myndakerfi sem átti uppruna sinn í Bandaríkjunum og er nú almennt viðurkennt. Tafla 1 lýsir kerfinu fyrir unnu málmblöndur. Steypu málmblöndur hafa svipaðar tilnefningar og nota fimm stafa kerfi.

Tafla 1.Tilnefningar fyrir smíðað ál málmblöndur.

Fyrir óleyfða unnu ál málmblöndur sem tilnefnd voru 1xxx, eru síðustu tveir tölustafir hreinleika málmsins. Þeir eru jafngildir síðustu tveimur tölustöfum eftir aukastaf þegar hreinsun áls er tjáð til næsta 0,01 prósent. Önnur tölustafurinn gefur til kynna breytingar á óhreinindum. Ef seinni tölustafurinn er núll bendir það til þess að óleyfilegt ál hafi náttúruleg óhreinindi og 1 til 9, bendir til einstakra óhreininda eða málmblöndu.

Fyrir 2xxx til 8xxx hópa bera kennsl á síðustu tvo tölustafir mismunandi ál málmblöndur í hópnum. Önnur tölustafurinn gefur til kynna breytingar á álfelgum. Önnur tölustaf af núlli gefur til kynna upprunalega álfelginn og heiltala 1 til 9 bendir til breytinga á álfelgum í röð.

Líkamlegir eiginleikar ál

Þéttleiki áls

Ál er með þéttleika um þriðjungur af stáli eða kopar sem gerir það að einum af þeim léttustu málmum sem eru fáanlegir í atvinnuskyni. Hlutfallshlutfallið til þyngdarhlutfalls gerir það að mikilvægt burðarefni sem gerir kleift að auka álag eða sparnað fyrir flutningaiðnað fyrir flutningaiðnað.

Styrkur áls

Hreint ál hefur ekki mikinn togstyrk. Samt sem áður getur viðbót málmblöndu eins og mangan, kísil, kopar og magnesíum aukið styrkleika áls og framleitt ál með eiginleika sem eru sniðin að sérstökum forritum.

Áler vel til þess fallinn að kalda umhverfi. Það hefur yfirburði yfir stáli að því leyti að togstyrkur hans eykst með minnkandi hitastigi meðan hann heldur hörku sinni. Stál verður aftur á móti brothætt við lágan hita.

Tæringarþol ál

Þegar það verður fyrir lofti myndast lag af áloxíði næstum samstundis á yfirborði áls. Þetta lag hefur framúrskarandi mótstöðu gegn tæringu. Það er nokkuð ónæmt fyrir flestum sýrum en minna ónæm fyrir alkalíum.

Hitaleiðni ál

Varma leiðni ál er um það bil þrisvar sinnum meiri en stál. Þetta gerir ál að mikilvægt efni fyrir bæði kælingu og upphitun eins og hitaskipta. Ásamt því að það er ekki eitrað þýðir þessi eign ál mikið í eldunaráhöldum og eldhúsbúnaði.

Rafleiðni ál

Ásamt kopar hefur ál rafleiðni nógu mikil til notkunar sem rafmagnsleiðari. Þrátt fyrir að leiðni hinnar algengu leiðandi ál (1350) sé aðeins um 62% af glitrandi kopar, þá er það aðeins þriðjungur þyngdin og getur því framkvæmt tvöfalt meira rafmagn í samanburði við kopar af sömu þyngd.

Endurspeglun áls

Frá UV til innra rauða er ál framúrskarandi endurspegill geislunarorku. Sýnilegt ljósspeglun um 80% þýðir að það er mikið notað í ljós innréttingum. Sömu eiginleikar endurspeglunar geraÁlTilvalið sem einangrunarefni til að verja gegn geislum sólarinnar á sumrin, meðan hún einangraði gegn hitatapi á veturna.

Tafla 2.Eiginleikar fyrir áli.

Vélrænni eiginleikar ál

Ál er hægt að aflagast verulega án bilunar. Þetta gerir kleift að mynda ál með því að rúlla, extruding, teikningu, vinnslu og öðrum vélrænum ferlum. Það er einnig hægt að varpa því til mikils umburðarlyndis.

Alloying, kalt vinnandi og hitameðferð er hægt að nota til að sníða eiginleika áls.

Togstyrkur hreins áls er um 90 MPa en það er hægt að auka það í yfir 690 MPa fyrir nokkrar hitameðferðar málmblöndur.

Álstaðlar

Gamla BS1470 staðalinn hefur verið skipt út fyrir níu EN staðla. EN staðlarnir eru gefnir í töflu 4.

Tafla 4.EN staðlar fyrir ál

EN staðlarnir eru frábrugðnir gamla staðlinum, BS1470 á eftirfarandi sviðum:

• Efnasamsetningar - óbreyttar.
• Málnúmerakerfi - óbreytt.
• Hitastig tilnefningar fyrir hitameðhöndllegar málmblöndur ná nú yfir fjölbreyttari sérstaka tempers. Allt að fjórar tölustafir eftir að T hefur verið kynnt fyrir ekki staðalforrit (td T6151).
• Hitastig tilnefningar fyrir málmblöndur sem ekki eru meðhöndlaðir - núverandi freistar eru óbreyttir en freistar eru nú ítarlegri skilgreindar með tilliti til þess hvernig þær eru búnar til. Mjúkt (O) skap er nú H111 og millistig H112 hefur verið kynnt. Fyrir ál 5251 eru tempers nú sýndir sem H32/H34/H36/H38 (jafngildir H22/H24 osfrv.). H19/H22 & H24 eru nú sýndar sérstaklega.
• Vélrænir eiginleikar - eru áfram svipaðir fyrri tölum. Nú verður að vitna í 0,2% sönnun álags á prófunarvottorð.
• Umburðarlyndi hefur verið hert að ýmsum gráðum.
  

  Hitameðferð á áli

  Hægt er að beita ýmsum hitameðferðum á ál málmblöndur:

  • Einsleitni - að fjarlægja aðgreiningu með upphitun eftir steypu.
  • Gráing-notuð eftir kulda að vinna að því að mýkja vinnuvörð (1xxx, 3xxx og 5xxx).
  • Úrkomu eða aldursherðing (málmblöndur 2xxx, 6xxx og 7xxx).
  • Lausn Hitameðferð áður en öldrun er herða úrkomu.
  • Elta fyrir lækningu húðun
  • Eftir hitameðferð er viðskeyti bætt við tilnefningarnúmerin.
  • Viðskeytið F þýðir „sem framleitt“.
  • O þýðir „glitaðar unnar vörur“.
  • T þýðir að það hefur verið „meðhöndlað hita“.
  • W þýðir að efnið hefur verið meðhöndlað lausn.
  • H vísar til málmblöndur sem ekki eru meðhöndlaðir sem eru „kaldir“ eða „álag hertar“.
  • Málmblöndurnar sem ekki eru meðhöndlaðir eru í 3xxx, 4xxx og 5xxx hópunum.