Aluminium - en introduksjon

Aluminium er et skinnende hvitaktig, ikke-magnetisk metall med lav vekt, et såkalt lettmetall. Tettheten er bare en tredjedel av den for stål. Rent aluminium er ganske mykt, men dets hardhet og styrke kan økes flere ganger med legering. På grunn av sin lave vekt brukes aluminium ofte til bruksområder der vektbesparelser belønnes, for eksempel i romfarts- og bilindustrien, til bygninger, i emballasjeindustrien osv. Andre bruksområder drar nytte av at aluminium er en god leder for både varme og strøm. Metallet er ganske motstandsdyktig mot korrosivt angrep i vann og mange andre kjemikalier takket være et beskyttende lag av alumina som dannes ved kontakt med luft.

Aluminium kan enkelt formes ved rulling, bøying, strekking, dyptrekking, ekstrudering og støping. Men metallet er ofte litt vanskeligere å sveise og sveising av aluminium krever både tilpassede prosedyrer og god kontroll.
 

Klassifisering av aluminiumslegeringer

Maskinerte aluminiumslegeringer er klassifisert i fire siffer i henhold til et system med opprinnelse i USA, men som har funnet bred aksept i mange andre standarder, inkludert EN. 

• 1000-serien er i utgangspunktet rent aluminium med et minimum Al-innhold på 99 vekt%. Styrken kan økes ved kaldbearbeiding. 
• 2000-serien er legert med kobber. Hardhet/styrke kan økes ved såkalt utfellingsherding til nivåer sammenlignet med enklere stål. Tidligere ble slike legeringer kalt duralumin og ble mye brukt i romfartsindustrien, men i dag er de erstattet med legeringer fra 7000-serien. 
• 3000-serien er legert med mangan og kaldbearbeiding er nødvendig for å øke styrken. 
• 4000-serien er legert med silisium og kalles ofte silumin. Tilsetning av silisium fremmer god støpbarhet, og derfor brukes disse legeringene ofte til støpegods, både til støpte og pressformede detaljer. 
• 5000-serien er legert med magnesium. Magnesium gir økt korrosjonsbestandighet, som har gitt denne klassen kallenavnet sjøvannsbestandig. 
• 6000-serien er legert med kombinasjonen av magnesium og silisium. Legeringene er enkle å maskinere og sveisbare. Hardhet/styrke kan økes ved utfellingsherding, men ikke i samme grad som med legeringer fra 2000 og 7000 seriene. Du finner noen av de vanligste aluminiumslegeringene for generell bruk i 6000-serien, som 6026 og 6082. 
• 7000-serien er legert med sink ofte kombinert med magnesium og noen ganger kobber. Slike legeringer kan forsterkes ved utfellingsherding for å oppnå den høyeste styrken blant aluminiumslegeringer (flytegrense opp til 700 N / mm2). 
• 8000-serien har tilsetningsstoffer som ikke er kategorisert av de andre seriene. Eksempler er legeringer som inneholder litium, som brukes i romfartsindustrien. 

Betegnelser vedrørende herdingsgrad av aluminiumslegeringer

Når det gjelder mekaniske egenskaper, og spesielt hardhet/styrke, kan aluminiumslegeringer deles inn i to grupper. Den første gruppen omfatter legeringer som ikke kan varmebehandles, hvis styrke kun kan økes ved kaldbearbeiding og hvor herdegraden har en betegnelse som begynner med bokstaven "H". Den andre gruppen inneholder varmebehandlebare legeringer hvor høyere styrke kan oppnås ved utfellingsherding og som er karakterisert ved en betegnelse for herdegrad som begynner med "T".
 

Legeringer som må kaldbearbeides for å øke styrken (hxx)

Det første sifferet etter H indikerer en bestemt sekvens av operasjoner:

• Kaldbearbeidet (H1X): dekker alle operasjoner som involverer kaldbearbeiding, f.eks. kaldvalsing, som øker styrken, men reduserer forlengelsen.
• Kaldbearbeidet og delvis glødet (H2X): styrken reduseres, men forlengelsen forbedres takket være gløding etter kaldbearbeiding.
• Kaldbearbeidet og stabilisert (H3X): stabilisering innebærer en varmebehandling ved lav temperatur for å stabilisere de mekaniske egenskapene til legeringer som ellers sakte mykner ved vanlige temperaturer, f.eks. 5000-serien. Forlengelsen forbedres og restspenningene avtar.

Det andre tallet (skala 1 - 9) etter H angir graden av kaldbearbeiding, jo høyere tall, jo høyere kaldbearbeidingsgrad og dermed styrke. Så for eksempel refererer H14 til kalddeformasjon til halvparten av full hardhet (halvhard), men uten påfølgende gløding. På den annen side betegner H24 et materiale som er kaldbearbeidet til høyeste nivå men som ved gløding har oppnådd lavere styrke og bedre forlengelse tilsvarende et halvhardt nivå.
 

Varmebehandlebare legeringer (tx)

Aluminiumslegeringer varmebehandles i tre trinn, først en løsningsbehandling som noen ganger utføres i forbindelse med en annen prosess, som ekstrudering. Oppløsningen etterfølges av rask avkjøling og deretter aldring. Bokstaven T er angitt sammen med et tall som er knyttet til egenskapene til aldringsprosessen.

Naturlig aldring (T1, T2, T3, T4). Disse begrepene refererer til spontane endringer som finner sted ved vanlige temperaturer inntil tilstanden til legeringen har stabilisert seg og hardheten/styrken ikke lenger endres.

Kunstig aldring (T5, T6, T9). Disse begrepene refererer til aldring ved forhøyede temperaturer i en periode til en stabil tilstand er nådd. De faktiske temperaturene er normalt ganske lave (100 - 200 °C), men tilstrekkelige til at aldringsprosessen akselereres i den grad det oppnås styrkenivåer som er høyere enn ved naturlig aldring. Således indikerer for eksempel T6 oppløsningsbehandling etterfulgt av kunstig aldring mens T9 refererer til materialer som har blitt kaldbearbeidet etter aldring, for eksempel ved kaldtrekking.