アルミニウムは世界で最も豊富な金属であり、地球の地殻の8％を含む3番目に一般的な要素です。アルミニウムの汎用性により、鋼の後に最も広く使用されている金属になります。

アルミニウムの生産

アルミニウムはミネラルボーキサイトに由来します。ボーキサイトは、バイエルプロセスを介して酸化アルミニウム（アルミナ）に変換されます。その後、アルミナは、電解細胞とホールヘルルトプロセスを使用してアルミニウム金属に変換されます。

アルミニウムの年間需要

アルミニウムに対する世界的な需要は、年間約2,900万トンです。約2200万トンが新しいアルミニウムで、700万トンがリサイクルされたアルミニウムスクラップです。リサイクルアルミニウムの使用は、経済的および環境的に説得力があります。 1トンの新しいアルミニウムを生産するには14,000 kWhが必要です。逆に、1トンのアルミニウムをリメルしてリサイクルするには、この5％のみが必要です。バージンとリサイクルされたアルミニウム合金の品質に違いはありません。

アルミニウムの用途

純粋なアルミニウム柔らかく、延性があり、耐食性耐性があり、電気伝導率が高くなっています。ホイルと導体のケーブルに広く使用されていますが、他のアプリケーションに必要なより高い強度を提供するには、他の要素と合金化する必要があります。アルミニウムは、最も軽いエンジニアリング金属の1つであり、鋼よりも優れた重量比と重量比を持っています。

強度、軽さ、腐食抵抗、リサイクル性、形成性などの有利な特性のさまざまな組み合わせを利用することにより、アルミニウムが増え続けるアプリケーションで使用されています。この一連の製品は、構造材料から薄いパッケージングフォイルまであります。

合金指定

アルミニウムは、銅、亜鉛、マグネシウム、シリコン、マンガン、リチウムと最も一般的に合金化されています。クロム、チタン、ジルコニウム、鉛、ビスマス、ニッケルのわずかな添加も作られており、鉄は常に少量で存在します。

50を一般的に使用している300を超える錬金術合金があります。それらは通常、米国で発信された4桁のシステムによって識別され、現在は普遍的に受け入れられています。表1に、錬金術のシステムを示しています。鋳造合金には同様の指定があり、5桁のシステムを使用します。

表1。錬金術の合金の指定。

1xxxと指定された未成年の錬金術アルミニウム合金の場合、最後の2桁は金属の純度を表しています。それらは、アルミニウム純度が最も近い0.01％に表される小数点以降の最後の2桁に相当します。 2番目の数字は、不純物の制限の変更を示します。 2番目の桁がゼロの場合、自然な不純物の制限があり、1〜9が個々の不純物または合金要素を示す未成年型のアルミニウムを示します。

2xxxから8xxxのグループの場合、最後の2桁はグループ内の異なるアルミニウム合金を識別します。 2番目の数字は、合金の変更を示します。ゼロの2桁目は、元の合金と整数1〜9が連続した合金の変更を示していることを示します。

アルミニウムの物理的特性

アルミニウムの密度

アルミニウムの密度は、鋼または銅の密度が約3分の1で、最も軽い市販の金属の1つです。結果として生じる高強度と重量比は、特に輸送産業のペイロードまたは燃料節約を増やすことを可能にする重要な構造材料になります。

アルミニウムの強度

純粋なアルミニウムには高い引張強度はありません。ただし、マンガン、シリコン、銅、マグネシウムなどの合金要素を添加すると、アルミニウムの強度特性が増加し、特定の用途に合わせた特性を備えた合金を生成できます。

アルミニウム寒い環境に適しています。鋼鉄の強度が低下しながら、その靭性を保持しながら、その引張強度が増加するという点で、鋼鉄よりも利点があります。一方、鋼は低温でも脆くなります。

アルミニウムの腐食抵抗

空気にさらされると、酸化アルミニウムの層がアルミニウムの表面にほぼ瞬時に形成されます。このレイヤーは、腐食に対する優れた抵抗があります。ほとんどの酸にはかなり耐性がありますが、アルカリに対する耐性は少ないです。

アルミニウムの熱伝導率

アルミニウムの熱伝導率は、鋼の熱伝導率の約3倍です。これにより、アルミニウムは、熱交換器などの冷却用途と加熱用途の両方にとって重要な材料になります。それと組み合わされて、この特性は、アルミニウムが調理器具やキッチン用品に広く使用されることを意味します。

アルミニウムの電気伝導率

銅に加えて、アルミニウムは電気導体として使用するのに十分な高さの電気伝導率を持っています。一般的に使用される導電性合金（1350）の導電率は、アニールされた銅の約62％に過ぎませんが、3分の1の重量であるため、同じ重量の銅と比較した場合、電気を2倍にすることができます。

アルミニウムの反射率

紫外線から赤外線まで、アルミニウムは放射エネルギーの優れた反射器です。約80％の可視光反射率は、照明器具で広く使用されていることを意味します。反射率の同じ特性が生じますアルミニウム冬の熱損失に断熱しながら、夏に太陽の光線から保護するための断熱材として理想的です。

表2。アルミニウムの特性。

アルミニウムの機械的特性

アルミニウムは、障害なく厳しく変形することができます。これにより、アルミニウムは、ローリング、押し出し、描画、機械加工、その他の機械的プロセスによって形成されます。また、高い寛容に鋳造することもできます。

合金、冷静、熱処理はすべて、アルミニウムの特性を調整するために利用できます。

純粋なアルミニウムの引張強度は約90 MPaですが、これは一部の熱処理可能な合金では690 MPaを超えるまで増加させることができます。

アルミニウム標準

古いBS1470規格は、9つのEN規格に置き換えられています。 EN標準を表4に示します。

表4。アルミニウムの基準

EN標準は、以下の領域の古い標準、BS1470とは異なります。

• 化学組成 - 変更されていません。
• 合金番号システム - 変更されていません。
• 熱処理可能な合金の気性指定は、より広い範囲の特別な気性をカバーしています。非標準アプリケーション用にTが導入された後、最大4桁まで（T6151など）。
• 非熱処理可能な合金の気性指定 - 既存の気性は変わらないが、それらがどのように作成されるかという点で、気性はより包括的に定義されている。ソフト（O）気性は現在H111になり、中間の気性H112が導入されています。合金5251の場合、テンパーはH32/H34/H36/H38（H22/H24などに相当）として示されています。 H19/H22とH24が個別に表示されるようになりました。
• 機械的特性 - 以前の図と同様のままです。 0.2％の証明応力は、テスト証明書で引用する必要があります。
• 許容範囲はさまざまな程度に引き締められています。
  

  アルミニウムの熱処理

  さまざまな熱処理をアルミニウム合金に適用できます。

  • 均質化 - 鋳造後の加熱による分離の除去。
  • アニーリング - 寒さの後に使用して、ワークハーデン化合金（1xxx、3xxx、5xxx）を柔らかくするために使用されます。
  • 降水または年齢硬化（合金2xxx、6xxx、7xxx）。
  • 降水硬化合金の老化前の溶液熱処理。
  • コーティングの硬化のためのストービング
  • 熱処理後、指定番号に接尾辞が追加されます。
  • 接尾辞Fは「製造された」を意味します。
  • oは「アニールされた錬金術製品」を意味します。
  • tは、それが「熱処理」されていることを意味します。
  • Wは、材料が溶液熱処理されたことを意味します。
  • hは、「コールドワークス」または「歪み硬化」である非熱処理可能な合金を指します。
  • 非加熱処理可能な合金は、3xxx、4xxx、および5xxxグループの合金です。