Спросите металлурга:краткое введение в марки алюминия

Выбор сплава

В Reliance мы в основном используем два основных сорта алюминия для наших столбов и скамеек. У них немного разные правила наименования, что может привести к путанице:мы покупаем в разных странах с разными международными стандартами металлов?

Алюминий против алюминия

Когда дело доходит до алюминия, разные страны мира даже не согласны с его написанием. Североамериканское написание «алюминий» было вторым выбором первоначального названия, британского химика сэра Хамфри Дэви. Он начал с «алюминий », а затем придумал «алюминий ». Другие химики, однако, указали, что окончание -ium было бы предпочтительнее, чтобы соответствовать другим химическим веществам, таким как натрий и калий. Использование в Северной Америке осталось вторым выбором сэра Дэви; некоторые американские химики и широко используемые в других местах выбрали алюминий как более последовательную лексическую конструкцию.

Два основных типа марок алюминия

Ни этимология, ни международный стандарт не позволяют производить два типа систем оценки качества алюминия. Причина несоответствия заключается в том, что литой металл и обработанный (кованый) металл оцениваются по-разному. Потребности и использование литых и обработанных металлов не идентичны, поэтому одна и та же спецификация не используется для обоих.

Широко известно, что железо имеет формы из чугуна и кованого железа, хотя значение этих слов настолько утеряно, что многие ошибочно называют кованое железо «прутковым железом». Алюминий, как и железо, встречается как в литых, так и в кованых формах. Литой алюминий заливается или впрыскивается в виде расплавленного жидкого металла в форму. Когда металл остывает, твердый объект, который появляется, имеет форму, близкую к чистой. Его можно подвергнуть механической обработке, чтобы сгладить или отполировать, или использовать как деталь в более крупной сборке, но смысл отливки состоит в том, чтобы создать что-то очень близкое к окончательной форме. Кованый алюминий , с другой стороны, производится в виде заготовок, плит и блюмов. Их скручивают и сплющивают в листы, стержни и трубы. Его можно выковать, обработать, соединить или обработать другими способами, чтобы он приобрел окончательную форму, которой он должен быть.

Мы отливаем алюминиевые столбы так же, как мы отливаем столбы из ковкого чугуна. Хороший литейный сплав улавливает прекрасные детали, такие как рифление и мягкие изгибы формы. Это хорошо для сложных изогнутых форм, выполненных в виде цельного куска. Наши скамейки изготовлены из алюминиевых листов, которые формуются, соединяются и вырезаются лазером; эти детали легче сваривать и обрабатывать, поэтому их можно разрезать и соединять в сложные конструкции, состоящие из множества компонентов, собранных вместе.

Для этих разных производственных процессов требуются разные сорта алюминия.

Марки алюминия для деформируемых сплавов

Многие различные международные организации собрались вместе, чтобы подписать соглашение, устанавливающее Международную систему обозначения сплавов для кованого алюминия. Эти сплавы сгруппированы в семейства по их первой цифре, которая говорит опытному металлургу о том, какие основные легирующие металлы.

Серия 1xxx:содержание алюминия 99%+

Алюминий в чистом виде представлен в серии 1000. Эти металлы подчеркивают свойства материала элемента, а алюминий 1100 является наиболее распространенным «чистым» алюминиевым сортом с добавлением менее 1% таких элементов, как цинк, медь или кремний для прочности. Даже с этими добавками это семейство не такое прочное, как другие семейства алюминия, но сплавы просты в обработке и устойчивы к коррозии. Эта группа хорошо передает тепло и электричество. Алюминиевые сплавы серии 1000 часто используются в химической, пищевой и электротехнической промышленности.

Серия 2xxx:алюминий и медь

Марки 2011, 2014 и 2024 являются наиболее распространенными марками алюминиевых сплавов серии 2000, которые ценятся за их прочность и обрабатываемость. В этой серии основным легирующим элементом является медь. Серия 2000 жесткая, прочная и твердая, но она также подвержена коррозии, поэтому ее необходимо герметизировать при воздействии окисляющих элементов. Это можно сделать с помощью таких покрытий, как краска, порошок или пластик; это также часто делается с облицовкой из чистого алюминия. Алюминий серии 2000 используется в аэрокосмической промышленности, крепежных изделиях и промышленности.

Серия 3xxx:алюминий и марганец

Марганец, элемент, невероятно важный для металлургов и стеклодувов, малоизвестен большинству людей. Он обеспечивает прочность и раскисляет сплавы. Марганец присутствует повсюду и используется в обычных сортах нержавеющей стали и в алюминии общего назначения, который мы используем каждый день. Чаще всего используется алюминий 3003, потому что его можно обрабатывать, сваривать и обрабатывать. От листового металла до кухонной утвари, чаще всего вы видите алюминий серии 3000.

Боковые стороны алюминиевых банок изготовлены из алюминия серии 3004. Удивительно, но это другой сорт, чем тот, который используется наверху и внизу. Верх и низ не просто толще:они изготовлены из стали 5182. 

Серия 4xxx:алюминий и кремний

Кремний помогает этим сплавам быть более термостойкими:он снижает температуру плавления алюминия. Алюминий с кремнием также более пластичен, а значит, полученный металл более гибкий и менее хрупкий. По этим причинам серия 4000 часто используется в автомобильной или электрической технике; он может справиться с теплом и электричеством.

Серия 5xxx:алюминий и магний

Моряки знакомы с алюминиевой серией 5000. Когда алюминий и магний сплавляются вместе, они образуют устойчивый к коррозии сплав. Морское оборудование, резервуары, клапаны — все, что связано с химическими веществами или погодными условиями — часто изготавливаются из этих сплавов. К счастью, эти сплавы также хорошо поддаются сварке и формованию, что позволяет легко создавать из материала корпуса, клапаны и криорезервуары. Это серия с алюминием марки 5182, используемым для верхней и нижней частей банок с газировкой!

Серия 6xxx:алюминий, магний и кремний

Сплавы серии 6000 — это сплавы строительного назначения, сочетающие в себе характеристики серий 4000 и 5000:коррозионную стойкость и прочность. Наши алюминиевые скамейки изготовлены из сплава 6061, устойчивого к коррозии при воздействии воды, соли, снега, солнца и дождя; сплав также обеспечивает прочность и стабильность, необходимые для прочной мебели для площадок.

Серия 7xxx:алюминий и цинк

Цинк, добавленный к алюминию, создает стальную прочность. Если алюминий выполняет работу стали, то там, где вес стали слишком велик, вместо него можно использовать алюминий серии 7000. Эта легкая, но прочная серия часто используется в аэрокосмической и аэрокосмической промышленности, автомобилях и спортивном оборудовании.

Серия 8xxx:Странные

Металлы часто имеют необычные сплавы, которые изготавливаются для конкретных применений. Они часто заканчиваются в соглашениях об именах в серии сумок для захвата, а для кованого алюминия чудаки относятся к серии 8xxx. В большинстве случаев, если вы покупаете необычный сплав, вы точно знаете, почему и для какой цели; например, металлурги НАСА ищут нестандартные сплавы для очень и очень специфических условий.

Общие сведения о марках алюминиевых литейных сплавов

R-7539-AL

Высота:35-3/4"
Максимальная внутренняя труба
Диаметр:4-1/2"

Материал:алюминий
Сорт:A356

R-7589-AL

Высота:35 дюймов
Максимальная внутренняя труба
Диаметр:4-1/2 дюйма

Материал:алюминий
Сорт:A356

R-7591-AL

Высота:32 дюйма
Максимальная внутренняя труба
Диаметр:4-1/2 дюйма

Материал:алюминий
Сорт:A356

R-7530-AL

Высота:39 дюймов
Максимальная внутренняя труба
Диаметр:3-1/2 дюйма

Материал:алюминий
Сорт:A356

Литой алюминий имеет более одного широко используемого стандарта наименования. Для литых изделий могут быть разные спецификации в зависимости от того, где вы находитесь.

Основные стандарты наименования литого алюминия исходят от:

• Алюминиевая ассоциация
• Британский институт стандартов (BSIGroup)
• Немецкие стандарты (DIN)

Стандарт именования алюминиевой ассоциации на первый взгляд похож на стандарт кованого алюминия. Номера серий отражают основной легирующий элемент... но из-за различий в сплавах для литья начальный номер не указывает на одного и того же звездного игрока.

Как и в случае с кованым алюминием, серия 1xx.x почти полностью состоит из алюминия, а серия 2xx.x - из меди. После этого основной легирующий элемент смещается. Серии 3xx.x и 4xx.x имеют кремний. Как и в случае с кованым алюминием, кремний в сплаве снижает температуру плавления и сохраняет пластичность. Пластичность полезна при литье металлов для захвата более мелких деталей в форме. 3xx.x полагается на другие элементы в смеси для других свойств, таких как прочность. 5xx.x указывает на магний, 7xx.x на цинк, 8xx.x на олово, а в категории литого алюминия блок 9xx.x содержит «странные» — сплавы, изготовленные для определенных целей. 6xx.x не используется в этом соглашении об именах.

Литые сплавы иногда обозначаются буквами, обозначающими термообработку. Это:

• F:сфабриковано
• O:отожженный
• H:закаленный.
• W:термообработка раствором
• T(1–10):другие виды термической обработки, обозначаемые следующими цифрами.

В нашем случае буква А перед 356 не имеет отношения к термообработке. Вместо этого для этого сплава A указывает на более высокую химическую чистоту:диапазон или допуск для каждого химического вещества в смеси ограничен.

Алюминий:когда-то предмет роскоши, теперь основной продукт

Алюминий является третьим наиболее распространенным элементом в земной коре после кислорода и кремния, что делает его более распространенным, чем железо. В отличие от железа, металл нельзя извлечь простым плавлением. Рубины, сапфиры и менее драгоценные камни, такие как гиббсит, — это минералы, в которых хранится алюминий.

Только в 1820-х годах химики придумали, как извлекать элементарный алюминий. Сначала процесс был настолько сложным, что «новый» металл был дороже платины, золота или серебра.

Это часто рассказываемая история о том, что у Наполеона III был набор алюминиевых столовых приборов, предназначенный для его самых почетных гостей. Исторический форум с хорошими источниками ставит под сомнение точность этого утверждения, но отмечает, что во французской книге об алюминии говорится об интересе императора к металлу в военных целях, от декоративных элементов униформы до оружия, и что он сделал алюминиевую погремушку для его сын. Безусловно, до 1855 года алюминий был настолько дорог, что слитки из чистого металла хранились в Форт-Ноксе.

Что изменилось? В 1855 году был изобретен процесс извлечения алюминия из воды с помощью электрического тока. Процесс был относительно простым и масштабируемым в промышленных масштабах, а алюминий в изобилии. К 1859 году алюминий стоил лишь немногим дороже серебра. В наши дни, конечно, алюминий продается фунтами по цене одной двадцатой стоимости унции серебра (хотя проблемы с цепочками поставок в 2020–2022 годах привели к росту стоимости алюминия).

Почему алюминиевую фольгу называют оловянной?

До того, как алюминий стал коммерчески доступным, использовалась фольга из олова. Как и алюминиевая фольга, оловянная фольга использовалась для упаковки продуктов, чтобы сохранить их. Однако он был более густым, менее пластичным и оставлял послевкусие в еде. Оловянная фольга также использовалась в других целях. Стоматологи использовали оловянную фольгу для заполнения полостей; оловянная фольга также использовалась в первых фонографах.

Фольга из элемента 50, олова, все еще существует, в основном используется химиками и другими учеными. Это дороже, чем алюминиевая фольга.

Человеческий технологический прогресс часто зависит от металлургического прогресса. Очевидными примерами являются бронзовый век и железный век, но промышленная революция зависела от бессемеровских сталелитейных процессов, которые могли поддерживать механизацию и крупномасштабное строительство. Алюминий — это металл космической эры, а кремний — металлоид информационной эры. Литые или кованые, из новой руды или переработанные, алюминиевые сплавы предлагают широкий спектр свойств материала практически для любого применения.

Дополнительная литература:

• Алюминий ржавеет или подвергается коррозии?
• Ободья, банки и самолеты:алюминий и алюминиевые отливки
• Полное руководство по нержавеющей стали