Sissejuhatus alumiiniumi
Alumiiniumon kerge, korrosioonikindla metall, mis on tuntud oma mitmekülgsuse ja tugevuse poolest ., seda kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes oma ainulaadsete omaduste tõttu, sealhulgas madala tihedusega võrreldes teiste metallidega .
Alumiiniumi peamised omadused
Madal tihedus: Ligikaudu 2700 kg/m³ või 0 . 1 naela/in³ ja kuupjalga alumiiniumi kaalub 168,5 naela.
Kõrge tugevuse ja kaalu suhe: Pakub tugevust väiksema kaaluga
Korrosioonikindlus: Suurepärane vastupanu erinevatele keskkonnatingimustele
Taaskasutatavus: Väga taaskasutatav ilma omaduste kaotuseta
Tiheduse võrdlus tavaliste metallidega
Alumiiniumi tiheduse paremaks mõistmiseks on kasulik seda võrrelda teiste tavaliselt kasutatavate metallidega:
| Metall | Tihedus (g/cm³) | Tihedus (kg/m³) |
|---|---|---|
| Alumiinium | 2.70 | 2700 |
| Vask | 8.96 | 8960 |
| Triikraud | 7.87 | 7870 |
| Teras | 7.85 | 7850 |
| Tsink | 7.14 | 7140 |
| Titaan | 4.51 | 4510 |
| Magneesium | 1.74 | 1740 |
Alumiiniumist tihedust mõjutavad tegurid
Alumiiniumi tihedust võivad mõjutada mitmed tegurid:
Sulami kompositsioon:Erinevad legeerivad elemendid (alumiiniumsulamid) võivad muuta tihedust .
Temperatuuri variatsioonid:Tihedus väheneb pisut temperatuuri tõustes .
Puhtuse tase:Kõrgem puhtusalumiiniumkipub olema tihedus lähemal standardväärtusele .
Tootmisprotsessid:Tootmisprotsess võib mõjutada alumiiniumtoodete tihedust, eriti poorsuse . olemasolu tõttu valatustes
Alumiiniumsulamite tihedus
Tihedusalumiiniumon umbes 0,1 naela/sisse3[2700 kg/m3] ja alumiiniumsulamite tiheduse väärtused ei varieeru palju, kuna elementide legeerimine moodustavad väikese osa kompositsioonist . enamikustalumiiniumsulamidon 5% piires sellest arvust . See on umbes kolmandik süsiniku ja roostevabast terasest . tihedusest
| Sulamisari | Tihedus (g/cm³) | lb/in³ | Omadused |
|---|---|---|---|
| 1xxx | 2.7 | 0.098 | Suur puhtus, pehme |
| 2xxx | 2.78 | 0.100 | Vask lisas tugevuse saamiseks |
| 3xxx | 2.73 | 0.099 | Lisatud mangaan |
| 5xxx | 2.66 - 2.70 | 0.096 - 0.098 | Lisatud magneesium, väga kerge |
| 6xxx | 2.7 - 2.8 | 0.097 - 0.101 | Magneesium ja räni |
| 7xxx | 2.81 | 0.101 | Tsink lisas, kõrge tugevus |
Tihedus ja rakendamineÜhineAlumiiniumsulamid:
Alumiiniumsulamid liigitatakse sarjadesse nende esmaste legeerivate elementide . iga seeria põhjal on erinevad omadused ja rakendused . Siin on üksikasjalik ülevaadetavaliste alumiiniumisulamite tihedus:
1000 seeriat (kaubanduslikult puhas alumiinium)
| Sulami | Tihedus (g/cm³) | Rakendused |
|---|---|---|
| 1050 | 2.71 | Keemia- ja toidutöötlemisseadmed |
| 1100 | 2.71 | Soojusvahetid, dekoratiivsed kasutusalad |
2000 seeria (alumiinium-vankersulamid)
| Sulami | Tihedus (g/cm³) | Rakendused |
|---|---|---|
| 2024 | 2.78 | Lennundusstruktuurid, veoautorattad |
| 2219 | 2.84 | Kõrgtemperatuurilised rakendused, lennundus |
3000 seeriat (alumiinium-mangaani sulamid)
| Sulami | Tihedus (g/cm³) | Rakendused |
|---|---|---|
| 3003 | 2.73 | Toiduvalmistamise riistad, keemilised seadmed |
| 3105 | 2.73 | Elamude vooder, mobiilsed kodud |
4000 seeriat (alumiinium-silicon sulamid)
| Sulami | Tihedus (g/cm³) | Rakendused |
|---|---|---|
| 4032 | 2.68 | Autotöötajate kolvid, silindripead |
| 4047 | 2.68 | Kraapimise täiteaine metall, sulamissulam |
5000 seeriat (alumiinium-magnesiumi sulamid)
| Sulami | Tihedus (g/cm³) | Rakendused |
|---|---|---|
| 5052 | 2.68 | Merekeskkond, survenumbid |
| 5083 | 2.66 | Laevaehitus, mererakendused |
6000 seeriat (alumiinium-magnesium-silicon sulamid)
| Sulami | Tihedus (g/cm³) | Rakendused |
|---|---|---|
| 6061 | 2.70 | Struktuurilised rakendused, sillad |
| 6063 | 2.70 | Arhitektuurilised rakendused, aknaraamid |
7000 seeriat (alumiinium-tsinki sulamid)
| Sulami | Tihedus (g/cm³) | Rakendused |
|---|---|---|
| 7075 | 2.81 | Kosmosekomponendid, kõrgpinge osad |
| 7050 | 2.83 | Lennukite konstruktsioonid, spordiseadmed |
Temperatuuri mõju alumiiniumist tihedusele
Temperatuurimuutused võivad temperatuuri tõustes mõjutada alumiiniumi . tihedust, metall laieneb, põhjustades tiheduse . kerge languse ..
| Temperatuur (kraad) | Tihedus (g/cm³) |
|---|---|
| -100 | 2.73 |
| 0 | 2.70 |
| 20 | 2.70 |
| 100 | 2.69 |
| 200 | 2.68 |
| 300 | 2.67 |
Tihedus ja tootmisprotsessid
Tootmisprotsess võib mõjutada tihedustalumiiniumtooted, eriti poorsuse . tavaliste tootmisprotsesside olemasolu tõttu valatustes
Valamine: Kujude loomine, valades vormidesse sulametalli
Väljapressimine: Metalli surumine läbi suremise, et tekitada pikki kuju
Veeremine:
Valamistihedus: Tavaliselt 95–100% teoreetilisest poorsuse tõttu
Sepistatud tihedus: Lähedal nominaalväärtus, kui see on kujundatud kujuga
Alumiiniumi rakendused tiheduse põhjal
Kuna alumiiniumil on ainult umbes kolmandik terase tihedus, muudab see funktsioon selle sobivaks mitmesuguste rakenduste jaoks:
Kosmosetööstus
Rakendus:Lennukite struktuurid, kere ja tiivad .
Eelis:Vähendab kaalu, parandades kütusesäästlikkust ja kandevõimet .
Autotööstus
Rakendus:Autoraamid, mootoriplokid ja rattad .
Eelis:Täiustabsõidukjõudlus ja kütusesääst .
Ehitustööstus
Rakendus:Ehitised fassaadid, aknaraamid ja katusekatted .
Eelis:Ühendab tugevuse kerge kaaluga, kergendades transporti ja paigaldamist .
Pakenditööstus
Rakendus:Joogipurgid, toidupakendid ja foolium .
Eelis:Kerge loodus vähendab transpordikulusid ja energiatarbimist .
Elektroonikatööstus
Rakendus:Jahutusvalamud, korpused ja pistikud .
Eelis:Hea soojusjuhtivus ja kerge kaal suurendavad seadme jõudlust .
Tulevased suundumused ja uuendused
Uurides, kuidas edusammud aastalalumiiniumTehnoloogia ja sulami arendamine lükkavad selle rakenduste piire .
Tekkivad sulamid
Ülitugevad sulamid: Kasutamiseks nõudlikes keskkondades
Nano-galoys: Täiustatud omadused nanotehnoloogia kaudu
Tööstuse rakendused
Roheline energia: Päikesepaneelid, tuuleturbiinid
Elektroonika: Kaasaskantavate seadmete kerged komponendid