अॅल्युमिनियम हा जगातील सर्वात मुबलक धातू आहे आणि पृथ्वीच्या कवचाच्या ८% भाग व्यापणारा तिसरा सर्वात सामान्य घटक आहे. अॅल्युमिनियमच्या बहुमुखी प्रतिभेमुळे तो स्टीलनंतर सर्वाधिक वापरला जाणारा धातू बनतो.

अॅल्युमिनियमचे उत्पादन

अॅल्युमिनियम हे खनिज बॉक्साईटपासून मिळवले जाते. बायर प्रक्रियेद्वारे बॉक्साईटचे अॅल्युमिनियम ऑक्साईड (अ‍ॅल्युमिना) मध्ये रूपांतर केले जाते. त्यानंतर इलेक्ट्रोलाइटिक पेशी आणि हॉल-हेरोल्ट प्रक्रियेचा वापर करून अॅल्युमिना अॅल्युमिनियम धातूमध्ये रूपांतरित केले जाते.

अॅल्युमिनियमची वार्षिक मागणी

जगभरात दरवर्षी सुमारे २९ दशलक्ष टन अॅल्युमिनियमची मागणी आहे. सुमारे २२ दशलक्ष टन नवीन अॅल्युमिनियम आणि ७ दशलक्ष टन पुनर्वापरित अॅल्युमिनियम स्क्रॅप आहे. पुनर्वापरित अॅल्युमिनियमचा वापर आर्थिक आणि पर्यावरणीयदृष्ट्या फायदेशीर आहे. १ टन नवीन अॅल्युमिनियम तयार करण्यासाठी १४,००० किलोवॅट प्रति तास लागतो. उलटपक्षी एक टन अॅल्युमिनियम पुन्हा वितळवण्यासाठी आणि पुनर्वापर करण्यासाठी यापैकी फक्त ५% लागतो. व्हर्जिन आणि पुनर्वापरित अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंमध्ये गुणवत्तेत कोणताही फरक नाही.

अॅल्युमिनियमचे उपयोग

शुद्धअॅल्युमिनियमहे मऊ, लवचिक, गंज प्रतिरोधक आहे आणि उच्च विद्युत चालकता आहे. फॉइल आणि कंडक्टर केबल्ससाठी याचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जातो, परंतु इतर अनुप्रयोगांसाठी आवश्यक असलेली उच्च शक्ती प्रदान करण्यासाठी इतर घटकांसह मिश्रधातू आवश्यक आहे. अॅल्युमिनियम हा सर्वात हलक्या अभियांत्रिकी धातूंपैकी एक आहे, ज्याचा ताकद आणि वजन गुणोत्तर स्टीलपेक्षा श्रेष्ठ आहे.

ताकद, हलकेपणा, गंज प्रतिरोधकता, पुनर्वापरक्षमता आणि फॉर्मेबिलिटी यासारख्या फायदेशीर गुणधर्मांच्या विविध संयोजनांचा वापर करून, अॅल्युमिनियमचा वापर वाढत्या संख्येने अनुप्रयोगांमध्ये केला जात आहे. उत्पादनांची ही श्रेणी स्ट्रक्चरल मटेरियलपासून ते पातळ पॅकेजिंग फॉइलपर्यंत आहे.

मिश्रधातूचे पदनाम

अॅल्युमिनियममध्ये सामान्यतः तांबे, जस्त, मॅग्नेशियम, सिलिकॉन, मॅंगनीज आणि लिथियम यांचे मिश्रण केले जाते. क्रोमियम, टायटॅनियम, झिरकोनियम, शिसे, बिस्मथ आणि निकेलचे छोटे छोटे मिश्रण देखील केले जाते आणि लोह नेहमीच कमी प्रमाणात असते.

३०० हून अधिक बनावट मिश्रधातू आहेत ज्यापैकी ५० सामान्य वापरात आहेत. ते सामान्यतः चार आकडी प्रणालीद्वारे ओळखले जातात जे अमेरिकेत उद्भवले आणि आता सर्वत्र स्वीकारले जाते. तक्ता १ बनावट मिश्रधातूंसाठी प्रणालीचे वर्णन करते. कास्ट मिश्रधातूंचे पदनाम समान असतात आणि ते पाच अंकी प्रणाली वापरतात.

तक्ता १.बनावटीच्या अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंसाठी पदनाम.

१XXX या न वापरलेले अ‍ॅल्युमिनियम मिश्रधातूंसाठी, शेवटचे दोन अंक धातूची शुद्धता दर्शवतात. जेव्हा अ‍ॅल्युमिनियम शुद्धता जवळच्या ०.०१ टक्के व्यक्त केली जाते तेव्हा ते दशांश बिंदूनंतरच्या शेवटच्या दोन अंकांच्या समतुल्य असतात. दुसरा अंक अशुद्धता मर्यादेतील बदल दर्शवितो. जर दुसरा अंक शून्य असेल, तर तो नैसर्गिक अशुद्धता मर्यादा असलेले न वापरलेले अ‍ॅल्युमिनियम दर्शवितो आणि १ ते ९ हे वैयक्तिक अशुद्धता किंवा मिश्रधातू घटक दर्शवितो.

२XXX ते ८XXX गटांसाठी, शेवटचे दोन अंक गटातील वेगवेगळ्या अॅल्युमिनियम मिश्रधातू ओळखतात. दुसरा अंक मिश्रधातूतील बदल दर्शवितो. शून्याचा दुसरा अंक मूळ मिश्रधातू दर्शवितो आणि पूर्णांक १ ते ९ हे सलग मिश्रधातूतील बदल दर्शवितात.

अॅल्युमिनियमचे भौतिक गुणधर्म

अॅल्युमिनियमची घनता

अॅल्युमिनियमची घनता स्टील किंवा तांब्याच्या घनतेच्या सुमारे एक तृतीयांश आहे ज्यामुळे ते व्यावसायिकरित्या उपलब्ध असलेल्या सर्वात हलक्या धातूंपैकी एक बनते. परिणामी उच्च ताकद आणि वजन गुणोत्तरामुळे ते एक महत्त्वाचे स्ट्रक्चरल मटेरियल बनते जे विशेषतः वाहतूक उद्योगांसाठी पेलोड वाढवते किंवा इंधन बचत करते.

अॅल्युमिनियमची ताकद

शुद्ध अॅल्युमिनियममध्ये जास्त तन्य शक्ती नसते. तथापि, मॅंगनीज, सिलिकॉन, तांबे आणि मॅग्नेशियम सारख्या मिश्रधातू घटकांची भर घालल्याने अॅल्युमिनियमचे सामर्थ्य गुणधर्म वाढू शकतात आणि विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी तयार केलेल्या गुणधर्मांसह मिश्रधातू तयार होऊ शकतो.

अॅल्युमिनियमथंड वातावरणासाठी योग्य आहे. स्टीलपेक्षा त्याचा फायदा असा आहे की त्याची तन्य शक्ती कमी तापमानात वाढते आणि त्याच वेळी त्याची कडकपणा टिकून राहतो. दुसरीकडे, कमी तापमानात स्टील ठिसूळ होते.

अॅल्युमिनियमचा गंज प्रतिकार

हवेच्या संपर्कात आल्यावर, अॅल्युमिनियमच्या पृष्ठभागावर अॅल्युमिनियम ऑक्साईडचा थर जवळजवळ तात्काळ तयार होतो. या थराला गंजण्यास उत्कृष्ट प्रतिकार आहे. हे बहुतेक आम्लांना बऱ्यापैकी प्रतिरोधक आहे परंतु अल्कलीस कमी प्रतिरोधक आहे.

अॅल्युमिनियमची औष्णिक चालकता

अॅल्युमिनियमची थर्मल चालकता स्टीलपेक्षा सुमारे तीन पट जास्त असते. यामुळे अॅल्युमिनियम उष्णता-विनिमय करणाऱ्यांसारख्या थंड आणि गरम अनुप्रयोगांसाठी एक महत्त्वाचा पदार्थ बनतो. विषारी नसल्यामुळे या गुणधर्माचा अर्थ असा आहे की अॅल्युमिनियम स्वयंपाकाच्या भांडी आणि स्वयंपाकघरातील भांडींमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरला जातो.

अॅल्युमिनियमची विद्युत चालकता

तांब्यासोबतच, अॅल्युमिनियममध्ये विद्युत चालकता इतकी जास्त असते की ती विद्युत चालक म्हणून वापरता येईल. जरी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या चालकता मिश्रधातूची (१३५०) चालकता एनील्ड तांब्याच्या फक्त ६२% असली तरी, ती वजनाच्या फक्त एक तृतीयांश आहे आणि म्हणूनच त्याच वजनाच्या तांब्याच्या तुलनेत दुप्पट वीज चालकता करू शकते.

अॅल्युमिनियमची परावर्तकता

अतिनील ते अवरक्त पर्यंत, अॅल्युमिनियम हे तेजस्वी उर्जेचे उत्कृष्ट परावर्तक आहे. सुमारे 80% दृश्यमान प्रकाश परावर्तकता म्हणजे ते प्रकाश फिक्स्चरमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते. परावर्तकतेचे समान गुणधर्म बनवतातअॅल्युमिनियमउन्हाळ्यात सूर्याच्या किरणांपासून संरक्षण करण्यासाठी आणि हिवाळ्यात उष्णतेच्या नुकसानापासून संरक्षण करण्यासाठी इन्सुलेट सामग्री म्हणून आदर्श.

तक्ता २.अॅल्युमिनियमचे गुणधर्म.

अॅल्युमिनियमचे यांत्रिक गुणधर्म

अॅल्युमिनियमला ​​कोणत्याही बिघाड न होता गंभीरपणे विकृत केले जाऊ शकते. यामुळे रोलिंग, एक्सट्रूडिंग, ड्रॉइंग, मशीनिंग आणि इतर यांत्रिक प्रक्रियांद्वारे अॅल्युमिनियम तयार होऊ शकते. ते उच्च सहनशीलतेवर देखील टाकता येते.

अॅल्युमिनियमच्या गुणधर्मांना अनुकूल करण्यासाठी अलॉयिंग, कोल्ड वर्किंग आणि हीट-ट्रीटिंग या सर्वांचा वापर केला जाऊ शकतो.

शुद्ध अॅल्युमिनियमची तन्य शक्ती सुमारे 90 MPa असते परंतु काही उष्णता-उपचार करण्यायोग्य मिश्रधातूंसाठी ती 690 MPa पेक्षा जास्त वाढवता येते.

अॅल्युमिनियम मानके

जुने BS1470 मानक नऊ EN मानकांनी बदलले आहे. EN मानके तक्ता 4 मध्ये दिली आहेत.

तक्ता ४.अॅल्युमिनियमसाठी EN मानके

EN मानके खालील बाबींमध्ये जुन्या मानक BS1470 पेक्षा वेगळी आहेत:

• रासायनिक रचना - अपरिवर्तित.
• मिश्रधातू क्रमांकन प्रणाली - अपरिवर्तित.
• उष्णता उपचार करण्यायोग्य मिश्रधातूंसाठी टेम्पर पदनामांमध्ये आता विशेष टेम्परची विस्तृत श्रेणी समाविष्ट आहे. मानक नसलेल्या अनुप्रयोगांसाठी (उदा. T6151) T सादर केल्यानंतर चार अंकांपर्यंत.
• उष्णता उपचार न करता येणार्‍या मिश्रधातूंसाठी टेम्पर पदनाम - विद्यमान टेम्पर बदललेले नाहीत परंतु टेम्पर आता ते कसे तयार केले जातात याच्या दृष्टीने अधिक व्यापकपणे परिभाषित केले आहेत. सॉफ्ट (O) टेम्पर आता H111 आहे आणि एक इंटरमीडिएट टेम्पर H112 सुरू करण्यात आला आहे. मिश्रधातूसाठी 5251 टेम्पर आता H32/H34/H36/H38 (H22/H24, इत्यादींच्या समतुल्य) म्हणून दर्शविले आहेत. H19/H22 आणि H24 आता स्वतंत्रपणे दर्शविले आहेत.
• यांत्रिक गुणधर्म - मागील आकड्यांसारखेच आहेत. चाचणी प्रमाणपत्रांवर आता ०.२% प्रूफ स्ट्रेस नमूद करणे आवश्यक आहे.
• सहिष्णुता विविध प्रमाणात कडक करण्यात आली आहे.
  

  अॅल्युमिनियमची उष्णता उपचार

  अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंवर विविध उष्णता उपचार लागू केले जाऊ शकतात:

  • एकरूपीकरण - कास्टिंगनंतर गरम करून पृथक्करण काढून टाकणे.
  • अ‍ॅनिलिंग - थंड कामानंतर वर्क-हार्डनिंग मिश्रधातूंना मऊ करण्यासाठी वापरले जाते (१XXX, ३XXX आणि ५XXX).
  • पर्जन्यमान किंवा वयानुसार कडक होणे (मिश्रधातू 2XXX, 6XXX आणि 7XXX).
  • पर्जन्यमान कडक करणाऱ्या मिश्रधातूंचे वृद्धत्व होण्यापूर्वी द्रावण उष्णता उपचार.
  • कोटिंग्ज क्युअरिंगसाठी स्टोव्हिंग
  • उष्णता उपचारानंतर पदनाम क्रमांकांमध्ये एक प्रत्यय जोडला जातो.
  • F या प्रत्ययाचा अर्थ "बनवलेला" असा होतो.
  • O म्हणजे "अ‍ॅनिल केलेले बनावटीचे पदार्थ".
  • T म्हणजे त्यावर "उष्णतेची प्रक्रिया" झाली आहे.
  • W म्हणजे पदार्थावर द्रावण उष्णतेची प्रक्रिया केली गेली आहे.
  • एच म्हणजे उष्णता उपचार न करता येणारे मिश्रधातू जे "कोल्ड वर्क्ड" किंवा "स्ट्रेन हार्डन केलेले" असतात.
  • उष्णता उपचार न करता येणारे मिश्रधातू हे 3XXX, 4XXX आणि 5XXX गटातील आहेत.