Vad är en aluminiumlegering?
En aluminiumlegering är en kemisk sammansättning där andra grundämnen tillsätts till rent aluminium för att förbättra dess egenskaper, främst för att öka dess hållfasthet. Dessa andra grundämnen inkluderar järn, kisel, koppar, magnesium, mangan och zink i nivåer som tillsammans kan utgöra så mycket som 15 viktprocent av legeringen. Legeringar tilldelas ett fyrsiffrigt nummer, där den första siffran identifierar en allmän klass, eller serie, som kännetecknas av dess huvudsakliga legeringselement.
Rent aluminium
1xxx-serien
1xxx-seriens legeringar består av aluminium 99 procent eller högre renhet. Denna serie har utmärkt korrosionsbeständighet, utmärkt bearbetbarhet, samt hög termisk och elektrisk ledningsförmåga. Det är därför 1xxx-serien ofta används för transmissions- eller elnätsledningar. Vanliga legeringsbeteckningar i denna serie är 1350 för elektriska applikationer och 1100 för matförpackningsbrickor.
Värmebehandlade legeringar
Vissa legeringar förstärks genom lösningsvärmebehandling och sedan härdning, eller snabb kylning. Värmebehandling tar den fasta, legerade metallen och värmer den till en specifik punkt. Legeringselementen, som kallas löst ämne, är homogent fördelade med aluminium som lägger dem i en fast lösning. Metallen släcks därefter, eller kyls snabbt, vilket fryser de lösta atomerna på plats. De lösta atomerna kombineras följaktligen till en finfördelad fällning. Detta sker vid rumstemperatur som kallas naturlig åldring eller i en lågtemperaturugnsdrift som kallas artificiell åldring.
2xxx-serien
I 2xxx-serien används koppar som huvudlegeringselement och kan förstärkas avsevärt genom lösningsvärmebehandling. Dessa legeringar har en bra kombination av hög hållfasthet och seghet, men har inte samma nivåer av atmosfärisk korrosionsbeständighet som många andra aluminiumlegeringar. Därför är dessa legeringar vanligtvis målade eller klädda för sådana exponeringar. De är vanligtvis klädda med en legering med hög renhet eller en legering i 6xxx-serien för att i hög grad motstå korrosion. Alloy 2024 kanske den mest kända flygplanslegeringen.
6xxx-serien
6xxx-serien är mångsidig, värmebehandlingsbar, mycket formbar, svetsbar och har måttligt hög hållfasthet i kombination med utmärkt korrosionsbeständighet. Legeringar i denna serie innehåller kisel och magnesium för att bilda magnesiumsilicid i legeringen. Extruderingsprodukter från 6xxx-serien är förstahandsvalet för arkitektoniska och strukturella applikationer. Alloy 6061 är den mest använda legeringen i denna serie och används ofta i lastbils- och marina ramar. Dessutom var ett telefonfodral tillverkat av legering i 6xxx-serien.
7xxx-serien
Zink är det primära legeringsmedlet för denna serie, och när magnesium tillsätts i mindre mängd blir resultatet en värmebehandlad legering med mycket hög hållfasthet. Andra grundämnen som koppar och krom kan också tillsättas i små mängder. De mest kända legeringarna är 7050 och 7075, som används flitigt inom flygindustrin.
Icke värmebehandlade legeringar
Icke värmebehandlade legeringar förstärks genom kallbearbetning. Kallbearbetning sker under valsning eller smidesmetoder och är åtgärden att "bearbeta" metallen för att göra den starkare. Till exempel när man rullar ner aluminium till tunnare mått blir det starkare. Detta beror på att kallbearbetning bygger upp dislokationer och vakanser i strukturen, som då hämmar atomernas rörelse i förhållande till varandra. Detta ökar metallens hållfasthet. Legeringselement som magnesium förstärker denna effekt, vilket resulterar i ännu högre hållfasthet.
3xxx-serien
Mangan är det viktigaste legeringselementet i denna serie, ofta med mindre mängder magnesium tillsatt. Men endast en begränsad andel mangan kan effektivt tillsättas till aluminium. 3003 är en populär legering för allmänna ändamål eftersom den har måttlig styrka och god bearbetbarhet och kan användas i applikationer som värmeväxlare och köksredskap. Alloy 3004 och dess modifieringar används i kroppar av dryckesburkar av aluminium.
4xxx-serien
4xxx-seriens legeringar kombineras med kisel, som kan tillsättas i tillräckliga mängder för att sänka smältpunkten för aluminium, utan att producera sprödhet. På grund av detta producerar 4xxx-serien utmärkt svetstråd och hårdlödningslegeringar där en lägre smältpunkt krävs. Alloy 4043 är en av de mest använda tillsatslegeringarna för svetsning av legeringar i 6xxx-serien för konstruktions- och fordonstillämpningar.
5xxx-serien
Magnesium är det primära legeringsmedlet i 5xxx-serien och är ett av de mest effektiva och mest använda legeringselementen för aluminium. Legeringar i denna serie har måttliga till höga hållfasthetsegenskaper, samt god svetsbarhet och motståndskraft mot korrosion i den marina miljön. På grund av detta används aluminium-magnesiumlegeringar i stor utsträckning inom byggnad och konstruktion, lagringstankar, tryckkärl och marina applikationer. Exempel på vanliga legeringsapplikationer inkluderar: 5052 i elektronik, 5083 i marina applikationer, anodiserade 5005 ark för arkitektoniska applikationer och 5182 gör dryckesburklocket i aluminium.
