Aluminium ni chuma kilichojaa zaidi ulimwenguni na ndio kitu cha tatu kinachojumuisha 8% ya ukoko wa Dunia. Uwezo wa alumini hufanya iwe chuma kinachotumiwa sana baada ya chuma.

Uzalishaji wa alumini

Aluminium inatokana na bauxite ya madini. Bauxite inabadilishwa kuwa alumini oxide (alumina) kupitia mchakato wa Bayer. Alumina hubadilishwa kuwa chuma cha alumini kwa kutumia seli za elektroni na mchakato wa ukumbi wa ukumbi.

Mahitaji ya kila mwaka ya alumini

Mahitaji ya ulimwenguni pote ya alumini ni karibu tani milioni 29 kwa mwaka. Karibu tani milioni 22 ni alumini mpya na tani milioni 7 husafishwa chakavu cha aluminium. Matumizi ya aluminium iliyosafishwa ni ya kiuchumi na ya mazingira. Inachukua 14,000 kWh kutoa tani 1 ya alumini mpya. Kinyume chake inachukua 5% tu ya hii kurekebisha tena na kuchakata tani moja ya alumini. Hakuna tofauti katika ubora kati ya bikira na aloi za aluminium zilizosindika.

Maombi ya alumini

Safialuminiumni laini, ductile, sugu ya kutu na ina nguvu ya juu ya umeme. Inatumika sana kwa nyaya za foil na conductor, lakini kujumuisha na vitu vingine ni muhimu kutoa nguvu za juu zinazohitajika kwa matumizi mengine. Aluminium ni moja ya metali nyepesi za uhandisi, kuwa na nguvu ya uwiano wa uzito bora kuliko chuma.

Kwa kutumia mchanganyiko mbali mbali wa mali yake faida kama vile nguvu, wepesi, upinzani wa kutu, kuchakata tena na muundo, aluminium inaajiriwa katika idadi inayoongezeka ya matumizi. Safu hii ya bidhaa huanzia vifaa vya muundo kupitia foils nyembamba za ufungaji.

Uteuzi wa alloy

Aluminium kawaida hubadilishwa na shaba, zinki, magnesiamu, silicon, manganese na lithiamu. Viongezeo vidogo vya chromium, titanium, zirconium, risasi, bismuth na nickel pia hufanywa na chuma iko mara kwa mara kwa idadi ndogo.

Kuna aloi zaidi ya 300 zilizofanywa na 50 katika matumizi ya kawaida. Kawaida hutambuliwa na mfumo wa takwimu nne ambao ulitokea USA na sasa unakubaliwa ulimwenguni kote. Jedwali 1 linaelezea mfumo wa aloi zilizofanywa. Alloys za kutupwa zina uteuzi sawa na hutumia mfumo wa nambari tano.

Jedwali 1.Uteuzi wa aloi za aluminium zilizofanywa.

Kwa aloi za aluminium ambazo hazijafanywa zilizotengwa 1XXX, nambari mbili za mwisho zinawakilisha usafi wa chuma. Ni sawa na nambari mbili za mwisho baada ya hatua ya decimal wakati usafi wa alumini unaonyeshwa kwa asilimia 0.01 ya karibu. Nambari ya pili inaonyesha marekebisho katika mipaka ya uchafu. Ikiwa nambari ya pili ni sifuri, inaonyesha aluminium isiyo na mipaka kuwa na mipaka ya uchafu wa asili na 1 hadi 9, zinaonyesha uchafu wa mtu binafsi au vitu vya kuambatana.

Kwa vikundi vya 2xxx hadi 8xxx, nambari mbili za mwisho zinaainisha aloi tofauti za alumini kwenye kundi. Nambari ya pili inaonyesha marekebisho ya alloy. Nambari ya pili ya sifuri inaonyesha aloi ya asili na nambari 1 hadi 9 zinaonyesha marekebisho ya alloy mfululizo.

Mali ya mwili ya alumini

Uzito wa alumini

Aluminium ina wiani karibu theluthi moja ya chuma au shaba kuifanya kuwa moja ya metali nyepesi zaidi za kibiashara. Nguvu ya juu ya uwiano wa uzito hufanya iwe nyenzo muhimu ya kimuundo inayoruhusu kuongezeka kwa malipo au akiba ya mafuta kwa viwanda vya usafirishaji haswa.

Nguvu ya alumini

Aluminium safi haina nguvu ya juu. Walakini, kuongezwa kwa vitu vya kujumuisha kama manganese, silicon, shaba na magnesiamu kunaweza kuongeza mali ya nguvu ya alumini na kutoa aloi na mali iliyoundwa kwa matumizi fulani.

Aluminiuminafaa sana kwa mazingira baridi. Inayo faida juu ya chuma kwa kuwa nguvu yake ya nguvu huongezeka na kupungua kwa joto wakati wa kuhifadhi ugumu wake. Chuma kwa upande mwingine huwa brittle kwa joto la chini.

Upinzani wa kutu wa alumini

Inapofunuliwa na hewa, safu ya oksidi ya aluminium hutengeneza karibu mara moja kwenye uso wa alumini. Safu hii ina upinzani bora kwa kutu. Ni sugu kwa asidi nyingi lakini sio sugu kwa alkali.

Uboreshaji wa mafuta ya alumini

Utaratibu wa mafuta ya alumini ni karibu mara tatu kuliko ile ya chuma. Hii hufanya alumini kuwa nyenzo muhimu kwa matumizi ya baridi na inapokanzwa kama vile mabadiliko ya joto. Imechanganywa nayo kuwa isiyo na sumu mali hii inamaanisha aluminium hutumiwa sana katika vyombo vya kupikia na jikoni.

Utaratibu wa umeme wa alumini

Pamoja na shaba, alumini ina vifaa vya umeme vya juu vya kutosha kwa matumizi kama kondakta wa umeme. Ingawa mwenendo wa kawaida unaotumika kufanya aloi (1350) ni karibu 62% ya shaba iliyowekwa, ni theluthi moja tu ya uzani na kwa hivyo inaweza kufanya umeme mara mbili ikilinganishwa na shaba ya uzani sawa.

Tafakari ya alumini

Kutoka UV hadi infra-nyekundu, alumini ni kielelezo bora cha nishati ya kung'aa. Tafakari ya taa inayoonekana ya karibu 80% inamaanisha kuwa inatumika sana katika muundo wa taa. Tabia hiyo hiyo ya tafakari hufanyaaluminiumInafaa kama nyenzo ya kuhami ya kulinda dhidi ya mionzi ya jua wakati wa kiangazi, wakati wa kuhami dhidi ya upotezaji wa joto wakati wa msimu wa baridi.

Jedwali 2.Mali ya alumini.

Tabia ya mitambo ya alumini

Aluminium inaweza kuharibika sana bila kushindwa. Hii inaruhusu aluminium kuunda kwa kusongesha, kuchora, kuchora, machining na michakato mingine ya mitambo. Inaweza pia kutupwa kwa uvumilivu wa hali ya juu.

Kubadilisha, kufanya kazi baridi na kutibu joto kunaweza kutumiwa kurekebisha mali ya alumini.

Nguvu tensile ya alumini safi ni karibu 90 MPa lakini hii inaweza kuongezeka hadi zaidi ya 690 MPa kwa aloi zingine zinazoweza kutibiwa joto.

Viwango vya Aluminium

Kiwango cha zamani cha BS1470 kimebadilishwa na viwango tisa vya EN. Viwango vya EN vinapewa katika Jedwali 4.

Jedwali 4.Viwango vya Aluminium

Viwango vya EN vinatofautiana na kiwango cha zamani, BS1470 katika maeneo yafuatayo:

• Nyimbo za kemikali - hazibadilishwa.
• Mfumo wa hesabu ya alloy - haijabadilishwa.
• Uteuzi wa joto kwa aloi zinazoweza kutibiwa sasa hufunika aina pana ya hasira maalum. Hadi nambari nne baada ya T kuanzishwa kwa matumizi yasiyo ya kawaida (kwa mfano T6151).
• Uteuzi wa joto kwa aloi zisizo za joto zinazoweza kutibiwa - hasira zilizopo hazibadilishwa lakini hasira sasa zimefafanuliwa zaidi katika suala la jinsi zinavyoundwa. Laini (O) hasira sasa ni H111 na hasira ya kati H112 imeanzishwa. Kwa Aloi 5251 Tempers sasa zinaonyeshwa kama H32/H34/H36/H38 (sawa na H22/H24, nk). H19/H22 & H24 sasa imeonyeshwa tofauti.
• Sifa za mitambo - inabaki sawa na takwimu za zamani. Mkazo wa uthibitisho wa 0.2% lazima sasa unukuzwe kwenye vyeti vya mtihani.
• Uvumilivu umeimarishwa kwa digrii tofauti.
  

  Matibabu ya joto ya alumini

  Matibabu anuwai ya joto yanaweza kutumika kwa aloi za aluminium:

  • Homogenisation - Kuondolewa kwa ubaguzi kwa kupokanzwa baada ya kutupwa.
  • Annealing-Inatumika baada ya kufanya kazi baridi kupunguza laini ya kazi ngumu (1xxx, 3xxx na 5xxx).
  • Utaratibu wa ugumu au ugumu wa umri (aloi 2xxx, 6xxx na 7xxx).
  • Matibabu ya joto ya suluhisho kabla ya kuzeeka kwa aloi za ugumu wa mvua.
  • Kuweka kwa uponyaji wa mipako
  • Baada ya matibabu ya joto kiambatisho huongezwa kwa nambari za uteuzi.
  • Kiambishi f inamaanisha "kama ilivyoandaliwa".
  • O inamaanisha "bidhaa zilizowekwa wazi".
  • T inamaanisha kuwa "imetibiwa joto".
  • Inamaanisha nyenzo imekuwa suluhisho la joto kutibiwa.
  • H inahusu aloi zisizo za joto ambazo "zinafanya kazi baridi" au "shida ngumu".
  • Aloi zisizo na joto ni zile zilizo kwenye vikundi vya 3xxx, 4xxx na 5xxx.