Hva er en aluminiumslegering?
En aluminiumslegering er en kjemisk sammensetning der andre grunnstoffer tilsettes rent aluminium for å forbedre dets egenskaper, først og fremst for å øke dets styrke. Disse andre elementene inkluderer jern, silisium, kobber, magnesium, mangan og sink i nivåer som til sammen kan utgjøre så mye som 15 vektprosent av legeringen. Legeringer tildeles et firesifret nummer, der det første sifferet identifiserer en generell klasse, eller serie, preget av dens viktigste legeringselementer.
Rent aluminium
1xxx-serien
1xxx-seriens legeringer består av aluminium 99 prosent eller høyere renhet. Denne serien har utmerket korrosjonsbestandighet, utmerket bearbeidbarhet, samt høy termisk og elektrisk ledningsevne. Dette er grunnen til at 1xxx-serien ofte brukes til overførings- eller strømnett. Vanlige legeringsbetegnelser i denne serien er 1350, for elektriske applikasjoner, og 1100, for matemballasjebrett.
Varmebehandlede legeringer
Noen legeringer forsterkes ved oppløsningsvarmebehandling og deretter bråkjøling, eller hurtig avkjøling. Varmebehandling tar det faste, legerte metallet og varmer det opp til et bestemt punkt. Legeringselementene, kalt oppløst stoff, er homogent fordelt med aluminium som legger dem i en fast løsning. Metallet blir deretter bråkjølt, eller raskt avkjølt, noe som fryser de oppløste atomene på plass. De oppløste atomene kombineres følgelig til et fint fordelt bunnfall. Dette skjer ved romtemperatur som kalles naturlig aldring eller i en lavtemperaturovnsdrift som kalles kunstig aldring.
2xxx-serien
I 2xxx-serien brukes kobber som hovedlegeringselement og kan styrkes betydelig gjennom løsningsvarmebehandling. Disse legeringene har en god kombinasjon av høy styrke og seighet, men har ikke nivåene av atmosfærisk korrosjonsbestandighet som mange andre aluminiumslegeringer. Derfor er disse legeringene vanligvis malt eller kledd for slike eksponeringer. De er vanligvis kledd med en legering med høy renhet eller en legering i 6xxx-serien for å motstå korrosjon. Alloy 2024 kanskje den mest kjente flylegeringen.
6xxx-serien
6xxx-serien er allsidig, varmebehandles, svært formbare, sveisbare og har moderat høy styrke kombinert med utmerket korrosjonsbestandighet. Legeringer i denne serien inneholder silisium og magnesium for å danne magnesiumsilisid i legeringen. Ekstruderingsprodukter fra 6xxx-serien er førstevalget for arkitektoniske og strukturelle applikasjoner. Alloy 6061 er den mest brukte legeringen i denne serien og brukes ofte i lastebil- og marinerammer. I tillegg ble et telefondeksel laget av legering i 6xxx-serien.
7xxx-serien
Sink er det primære legeringsmidlet for denne serien, og når magnesium tilsettes i mindre mengde, blir resultatet en varmebehandlebar legering med meget høy styrke. Andre grunnstoffer som kobber og krom kan også tilsettes i små mengder. De mest kjente legeringene er 7050 og 7075, som er mye brukt i flyindustrien.
Ikke varmebehandlende legeringer
Ikke varmebehandlede legeringer styrkes gjennom kaldbearbeiding. Kaldbearbeiding skjer under valsing eller smiingsmetoder og er handlingen av å "bearbeide" metallet for å gjøre det sterkere. Når man for eksempel ruller aluminium ned til tynnere målere, blir det sterkere. Dette er fordi kaldarbeid bygger opp dislokasjoner og ledige stillinger i strukturen, som deretter hemmer bevegelsen av atomer i forhold til hverandre. Dette øker metallets styrke. Legeringselementer som magnesium forsterker denne effekten, noe som resulterer i enda høyere styrke.
3xxx-serien
Mangan er det viktigste legeringselementet i denne serien, ofte tilsatt mindre mengder magnesium. Imidlertid kan bare en begrenset prosentandel av mangan effektivt tilsettes til aluminium. 3003 er en populær legering for generelle formål fordi den har moderat styrke og god bearbeidbarhet og kan brukes i applikasjoner som varmevekslere og kokekar. Alloy 3004 og dens modifikasjoner brukes i kroppen til drikkebokser av aluminium.
4xxx-serien
4xxx-seriens legeringer er kombinert med silisium, som kan tilsettes i tilstrekkelige mengder for å senke smeltepunktet til aluminium, uten å produsere sprøhet. På grunn av dette produserer 4xxx-serien utmerket sveisetråd og loddelegeringer der det kreves et lavere smeltepunkt. Alloy 4043 er en av de mest brukte fylllegeringene for sveising av legeringer i 6xxx-serien for konstruksjons- og bilapplikasjoner.
5xxx-serien
Magnesium er det primære legeringsmidlet i 5xxx-serien og er et av de mest effektive og mest brukte legeringselementene for aluminium. Legeringer i denne serien har moderate til høye styrkeegenskaper, samt god sveisbarhet og motstand mot korrosjon i det marine miljøet. På grunn av dette er aluminium-magnesium-legeringer mye brukt i bygg og anlegg, lagringstanker, trykkbeholdere og marine applikasjoner. Eksempler på vanlige legeringsapplikasjoner inkluderer: 5052 i elektronikk, 5083 i marine applikasjoner, anodiserte 5005 ark for arkitektoniske applikasjoner og 5182 gjør lokket til drikkebokser i aluminium.
