Mikä on alumiiniseos?
Alumiiniseos on kemiallinen koostumus, jossa puhtaaseen alumiiniin lisätään muita alkuaineita sen ominaisuuksien parantamiseksi, ensisijaisesti lujuuden lisäämiseksi. Näitä muita alkuaineita ovat rauta, pii, kupari, magnesium, mangaani ja sinkki määrinä, jotka yhdessä voivat muodostaa jopa 15 prosenttia lejeeringin painosta. Seoksille annetaan nelinumeroinen numero, jonka ensimmäinen numero ilmaisee yleisen luokan tai sarjan, jolle on tunnusomaista sen tärkeimmät seostuselementit.
Puhdasta alumiinia
1xxx-sarja
1xxx-sarjan metalliseokset koostuvat alumiinista, jonka puhtausaste on vähintään 99 prosenttia. Tällä sarjalla on erinomainen korroosionkestävyys, erinomainen työstettävyys sekä korkea lämmön- ja sähkönjohtavuus. Tästä syystä 1xxx-sarjaa käytetään yleisesti siirto- tai sähköverkkolinjoissa. Tämän sarjan yleiset seosten nimitykset ovat 1350 sähkösovelluksiin ja 1100 elintarvikepakkausalustalle.
Lämpökäsitellyt metalliseokset
Joitakin seoksia vahvistetaan liuoslämpökäsittelyllä ja sitten karkaisulla tai nopealla jäähdytyksellä. Lämpökäsittely ottaa kiinteän, seostetun metallin ja lämmittää sen tiettyyn pisteeseen. Lejeerinkielementit, joita kutsutaan liuenneiksi aineiksi, jakautuvat homogeenisesti alumiinin laittaen ne kiinteään liuokseen. Tämän jälkeen metalli sammutetaan tai jäähdytetään nopeasti, mikä jäädyttää liuenneen aineen atomit paikoilleen. Liuenneiden aineiden atomit yhdistyvät näin ollen hienojakoiseksi sakaksi. Tämä tapahtuu huoneenlämpötilassa, jota kutsutaan luonnolliseksi vanhentamiseksi, tai matalan lämpötilan uunitoiminnassa, jota kutsutaan keinotekoiseksi vanhentamiseksi.
2xxx-sarja
2xxx-sarjassa kuparia käytetään pääseoselementtinä ja sitä voidaan vahvistaa merkittävästi liuoslämpökäsittelyllä. Näillä seoksilla on hyvä yhdistelmä suurta lujuutta ja sitkeyttä, mutta niillä ei ole yhtä suurta ilmakehän korroosionkestävyyttä kuin monilla muilla alumiiniseoksilla. Siksi nämä seokset yleensä maalataan tai päällystetään tällaisia altistuksia varten. Ne on yleensä päällystetty erittäin puhtaalla metalliseoksella tai 6xxx-sarjan seoksella, jotta ne kestävät suuresti korroosiota. Alloy 2024 ehkä tunnetuin lentokoneseos.
6xxx-sarja
6xxx-sarjat ovat monipuolisia, lämpökäsiteltäviä, hyvin muovattavia, hitsattavia ja niillä on kohtalaisen korkea lujuus yhdistettynä erinomaiseen korroosionkestävyyteen. Tämän sarjan seokset sisältävät piitä ja magnesiumia, jotta seokseen muodostuisi magnesiumsiliki. 6xxx-sarjan ekstruusiotuotteet ovat ensimmäinen valinta arkkitehtonisiin ja rakenteellisiin sovelluksiin. Alloy 6061 on tämän sarjan laajimmin käytetty seos, ja sitä käytetään usein kuorma-autojen ja laivojen rungoissa. Lisäksi osa puhelimen kotelosta valmistettiin 6xxx-sarjan metalliseoksesta.
7xxx-sarja
Sinkki on tämän sarjan ensisijainen seosaine, ja kun magnesiumia lisätään pienempi määrä, tuloksena on lämpökäsiteltävä, erittäin luja metalliseos. Muita alkuaineita, kuten kuparia ja kromia, voidaan myös lisätä pieniä määriä. Yleisimmin tunnetut seokset ovat 7050 ja 7075, joita käytetään laajalti lentokoneteollisuudessa.
Lämpökäsitellyt seokset
Lämpökäsittelemättömät metalliseokset vahvistetaan kylmätyöstöllä. Kylmätyöstö tapahtuu valssaus- tai taontamenetelmien aikana, ja se on metallin "työstäminen" sen vahvistamiseksi. Esimerkiksi kun alumiinia rullataan ohuemmiksi, se vahvistuu. Tämä johtuu siitä, että kylmätyöstö muodostaa rakenteeseen dislokaatioita ja tyhjiä kohtia, jotka sitten estävät atomien liikkumisen suhteessa toisiinsa. Tämä lisää metallin lujuutta. Seosaineet, kuten magnesium, vahvistavat tätä vaikutusta, mikä johtaa vieläkin suurempaan lujuuteen.
3xxx-sarja
Mangaani on tämän sarjan tärkein seosaine, johon on usein lisätty pienempiä määriä magnesiumia. Kuitenkin vain rajoitettu prosenttiosuus mangaania voidaan lisätä tehokkaasti alumiiniin. 3003 on suosittu seos yleiskäyttöön, koska sillä on kohtalainen lujuus ja hyvä työstettävyys, ja sitä voidaan käyttää sovelluksissa, kuten lämmönvaihtimissa ja ruoanlaittovälineissä. Seosta 3004 ja sen muunnelmia käytetään alumiinijuomatölkkien rungoissa.
4xxx-sarja
4xxx-sarjan metalliseokset yhdistetään piin kanssa, jota voidaan lisätä riittävästi alumiinin sulamispisteen alentamiseksi haurauttamatta. Tämän vuoksi 4xxx-sarja tuottaa erinomaisia hitsauslankoja ja juotosseoksia, joissa vaaditaan alhaisempaa sulamispistettä. Alloy 4043 on yksi laajimmin käytetyistä täyteaineseoksista 6xxx-sarjan metalliseosten hitsaukseen rakenne- ja autoteollisuudessa.
5xxx-sarja
Magnesium on 5xxx-sarjan ensisijainen seosaine ja yksi tehokkaimmista ja laajimmin käytetyistä alumiiniseosalkuaineista. Tämän sarjan metalliseoksilla on keskilujuusominaisuudet sekä hyvä hitsattavuus ja korroosionkestävyys meriympäristössä. Tämän vuoksi alumiini-magnesiumseoksia käytetään laajalti rakentamisessa, varastosäiliöissä, paineastioissa ja merisovelluksissa. Esimerkkejä yleisistä metalliseossovelluksista ovat: 5052 elektroniikassa, 5083 merisovelluksissa, anodisoidut 5005 arkit arkkitehtonisiin sovelluksiin ja 5182 valmistaa alumiinijuomatölkin kannen.
