Mikä on alumiiniseos?
Alumiiniseos on kemiallinen koostumus, jossa puhtaaseen alumiiniin lisätään muita alkuaineita sen ominaisuuksien parantamiseksi, ensisijaisesti sen lujuuden lisäämiseksi. Näitä muita alkuaineita ovat rauta, pii, kupari, magnesium, mangaani ja sinkki tasoilla, jotka yhdessä voivat muodostaa jopa 15 prosenttia seoksen painosta. Seoksille annetaan nelinumeroinen luku, jossa ensimmäinen numero osoittaa yleisen luokan tai sarjan, jolle ovat ominaisia sen tärkeimmät seosaineet.
Puhdas alumiini
1xxx-sarja
1xxx-sarjan seokset koostuvat vähintään 99-prosenttisesti puhtaasta alumiinista. Tällä sarjalla on erinomainen korroosionkestävyys, erinomainen työstettävyys sekä korkea lämmön- ja sähkönjohtavuus. Tästä syystä 1xxx-sarjaa käytetään yleisesti siirto- tai sähköverkkolinjoissa. Yleisiä seosmerkintöjä tässä sarjassa ovat 1350 sähkösovelluksiin ja 1100 elintarvikkeiden pakkausalustoihin.
Lämpökäsiteltävät seokset
Joitakin seoksia lujitetaan liuoslämpökäsittelyllä ja sitten sammutuksella eli nopealla jäähdytyksellä. Lämpökäsittelyssä kiinteä, seostettu metalli kuumennetaan tiettyyn pisteeseen. Seosmetallit, joita kutsutaan liuotetuiksi aineiksi, jakautuvat tasaisesti alumiinin kanssa, jolloin ne asettuvat kiinteään liuokseen. Tämän jälkeen metalli sammutetaan eli jäähdytetään nopeasti, jolloin liuenneet atomit jäätyvät paikoilleen. Liuenneet atomit yhdistyvät näin ollen hienojakoiseksi saostumaksi. Tätä kutsutaan huoneenlämmössä luonnolliseksi vanhentamiseksi, tai matalan lämpötilan uunitoiminnassa keinotekoiseksi vanhentamiseksi.
2xxx-sarja
2xxx-sarjassa kuparia käytetään pääasiallisena seosaineena, ja sitä voidaan lujittaa merkittävästi liuoslämpökäsittelyllä. Näillä seoksilla on hyvä yhdistelmä korkeaa lujuutta ja sitkeyttä, mutta niillä ei ole yhtä hyvää ilmakehän korroosionkestävyyttä kuin monilla muilla alumiiniseoksilla. Siksi nämä seokset yleensä maalataan tai pinnoitetaan tällaisia altistuksia varten. Ne on yleensä pinnoitettu erittäin puhtaalla seoksella tai 6xxx-sarjan seoksella korroosionkestävyyden parantamiseksi. Seos 2024 on kenties tunnetuin lentokoneseos.
6xxx-sarja
6xxx-sarjan teräkset ovat monipuolisia, lämpökäsiteltäviä, erittäin muovattavia, hitsattavia ja niillä on kohtalaisen korkea lujuus yhdistettynä erinomaiseen korroosionkestävyyteen. Tämän sarjan seokset sisältävät piitä ja magnesiumia magnesiumsilisidin muodostamiseksi seokseen. 6xxx-sarjan pursotustuotteet ovat ensisijainen valinta arkkitehtonisiin ja rakenteellisiin sovelluksiin. Seos 6061 on tämän sarjan yleisimmin käytetty seos, ja sitä käytetään usein kuorma-autojen ja merialusten rungoissa. Lisäksi joitakin puhelinkoteloita on valmistettu 6xxx-sarjan seoksesta.
7xxx-sarja
Sinkki on tämän sarjan ensisijainen seosaine, ja kun magnesiumia lisätään pienempiä määriä, tuloksena on lämpökäsiteltävä, erittäin luja seos. Muita alkuaineita, kuten kuparia ja kromia, voidaan lisätä myös pieninä määrinä. Yleisimmin tunnetut seokset ovat 7050 ja 7075, joita käytetään laajalti lentokoneteollisuudessa.
Ei-lämpökäsiteltävät seokset
Lämpökäsittelemättömät metalliseokset lujitetaan kylmämuokkaamalla. Kylmämuokkaus tapahtuu valssaus- tai taontamenetelmien aikana, ja se on metallin "työstöä" sen lujittamiseksi. Esimerkiksi alumiinin valssaaminen ohuemmiksi paksuuksiksi lujuutta lisää. Tämä johtuu siitä, että kylmämuokkaus aiheuttaa rakenteeseen dislokaatioita ja tyhjiä kohtia, jotka estävät atomien liikkumisen toisiinsa nähden. Tämä lisää metallin lujuutta. Seosaineet, kuten magnesium, tehostavat tätä vaikutusta, mikä johtaa vielä suurempaan lujuuteen.
3xxx-sarja
Mangaani on tämän sarjan tärkein seosaine, johon usein lisätään pienempiä määriä magnesiumia. Alumiiniin voidaan kuitenkin tehokkaasti lisätä vain rajallinen prosenttiosuus mangaania. 3003 on suosittu seos yleiskäyttöön, koska sillä on kohtalainen lujuus ja hyvä työstettävyys, ja sitä voidaan käyttää esimerkiksi lämmönvaihtimissa ja keittiövälineissä. Seosta 3004 ja sen muunnelmia käytetään alumiinisten juomatölkkien rungoissa.
4xxx-sarja
4xxx-sarjan seokset yhdistetään piihin, jota voidaan lisätä riittävästi alumiinin sulamispisteen alentamiseksi ilman haurautta. Tämän ansiosta 4xxx-sarja tuottaa erinomaista hitsauslankaa ja juotosseoksia, joissa vaaditaan alhaisempaa sulamispistettä. Seos 4043 on yksi yleisimmin käytetyistä lisäaineseoksista 6xxx-sarjan seosten hitsaukseen rakenne- ja autoteollisuudessa.
5xxx-sarja
Magnesium on 5xxx-sarjan ensisijainen seosaine ja yksi tehokkaimmista ja laajimmin käytetyistä alumiinin seosaineista. Tämän sarjan seoksilla on kohtalaiset tai korkeat lujuusominaisuudet sekä hyvä hitsattavuus ja korroosionkestävyys meriympäristössä. Tästä syystä alumiini-magnesiumseoksia käytetään laajalti rakentamisessa, säiliöissä, paineastioissa ja merisovelluksissa. Esimerkkejä yleisistä seossovelluksista ovat: 5052 elektroniikassa, 5083 merisovelluksissa, anodisoidut 5005-levyt arkkitehtonisissa sovelluksissa ja 5182 alumiinisten juomatölkkien kannen valmistuksessa.
