Kako se definira razred aluminija?
Mnogi svakodnevni proizvodi sadrže aluminij ili neki oblik njegove legure pomiješane s drugim metalima. Aluminij ima jedinstvena i poželjna svojstva koja svoju primjenu pronalaze u različitim industrijama. Može se pronaći u vozilima različitih kategorija, pakiranju hrane i pića, pa i kod izrade medicinske opreme.
O općenitoj korisnosti i primjeni aluminija možete više saznati u našem postojećem članku gdje prolazimo kroz 15 svakodnevnih primjena aluminija u proizvodnji, industriji i domaćinstvu.
Aluminij se ističe svojom održivosti i sposobnosti recikliranja bez gubitka svojstava i materijala. Na mnoge načine ovaj metal preporodio je način na koji živimo, način na koji gradimo, a moglo bi se reći i način na koji razmišljamo.
O prednostima aluminija kao materijala te karakteristikama koje donosi možete više saznati u našem postojećem članku gdje govorimo o 15 prednosti aluminija kao materijala.
Iako aluminij može doći u svojoj potpuno čistoj formi, često se slažu smjese i legure različitih omjera s namjerom postizanja određenih funkcionalnosti i karakteristika smjese. Te se legure izrađuju na dva načina: kovanjem (obradom ili rolanjem) i lijevanjem.
Kovana aluminijska legura stvara se mehaničkim procesima valjanja i izvlačenja, dok se lijevane legure stvaraju lijevanjem rastopljenog aluminija u kalupe. Većinski se primjenjuje metoda obrade jer aluminij sam po sebi omogućuje stvaranje raznoraznih čvrstih i postojanih oblika, a u tim situacijama održava svoju koncentraciju u smjesi pri 95 – 99 %, dok ostatak legure sadrži magnezij, cink ili primjerice bakar.
Kovane legure aluminija, za razliku od lijevanih, dodatno se kategoriziraju u one koje se mogu i one koje se ne mogu toplinski obrađivati. Toplinska obrada omogućuje stvaranje bolje čvrstoće krajnje legure. Čvrstoća legura koje nije moguće toplinski obraditi, u skladu s time, u potpunosti ovisi o sastojcima i principu kovanja smjese.
Razred aluminija je dakle kategorija aluminijske legure koja je izrađena jednom od spomenutih metoda te koja sadrži određeni postotak aluminija i ostalih metala. Svaki razred služi nekoj specifičnoj svrsi te se po potrebi krajnje primjene naručuje i izrađuje aluminij određenog razreda.
Osam razreda aluminija
Postoji općenitih osam razreda aluminija, dok svaki za sebe unutar svog razreda ima opet veliki broj podvrsta i potkategorija. Razredi se gledaju po tisućicama, odnosno prvi razred je primjerice „1000“ ili kako također često bude označen „1xxx“, gdje svaki „x“ predstavlja varijaciju unutar tog razreda.
Varijacije po razredima sveukupnu brojku trenutačno poznatih aluminijskih legura dovode i do više od 400! Upravo zbog toga prepoznajemo bogatu primjenu i raznolikost aluminija kao materijala. Postoji i deveti razred, no on trenutačno stoji prazan – odnosno, bit će primijenjen kada se jednom otkriju nove legure koje će zauzeti svoje mjesto unutar tog razreda.
Kako je aluminij jedan od najprostranjenijih elemenata na Zemlji i ima izvrsne karakteristike, ne čudi što je ujedno i najpopularniji u svim radovima i oblicima metalurgije, kao i u primjeni u krajnjim komercijalnim proizvodima. U nastavku će se ukratko opisati sve vrste razreda, a legure unutar svakog razreda mogu se dodatno obrađivati na različite načine, kako bi se postigli specifični potrebni parametri i svojstva.
Razred 1000 / 1XXX
99 % aluminija
Ova oznaka koristi se kada je potrebna čista aluminijska legura. U toj leguri postoji najmanje 99 % aluminija, dok od ostalih metala u iznimno malim vrijednostima može biti željeza, cinka ili silikona. Visok stupanj aluminija održava sve najbitnije karakteristika aluminija, no u tom formatu aluminij sam po sebi nije čvrst kao što bi bio u odnosu na legure drugih razreda.
Međutim, taj nedostatak nadoknađuje činjenicom da je razred aluminija 1XXX besprijekorno raznoliko obradiv i jednostavan za variti te ga je moguće savijati i previjati u različite oblike i formate. Ujedno u svom čistom stanju donosi iznimno visoku razinu otpornosti na koroziju i odličnu termalnu i električnu konduktivnost.
Time je aluminij ovog razreda odličan izbor kod arhitektonskog dizajna, građevinskih projekata, stolarijskih obrada, okvira prozora, izrada grilja, izrade električnih konduktora, kemijskog skladištenja te u medicinskoj i prehrambenoj industriji. Komercijalno najpristupačniji čisti oblik aluminija poznat je pod šifrom „1100“.
Toplinska obrada ove legure nije moguća. Ekstruzija nije moguća. Legura se može postići obradom i lijevanjem.
Razred 2000 / 2XXX
Bakar (Cu)
Ova serija aluminijskih legura specifična je po tome što koristi bakar, pa za razliku od prve nije pogodna za korozivne atmosfere. Ako postoji opasnost od izloženosti atmosferskim elementima, njezina dodatna zaštita često se realizira kroz premazivanje ili oblaganje legurom veće čistoće.
Aluminijska legura s bakrom ima odličnu konduktivnost pa svoju primjenu pronalazi u toplinskim i električnim sustavima i sistemima. Njezin povoljan odnos čvrstoće i težine omogućuje odličnu strojnu obradivost te svoju primjenu pronalazi među ostalima i u zrakoplovnoj industriji, gdje je najčešće korištena smjesa pod nazivom „2014“.
Popularna smjesa ovog razreda jest „2011“ koja se koristi za izradu svih oblika kompleksnih i detaljnih dijelova, dodataka i opreme. Ako je potrebna smjesa visoke čvrstoće i otpornosti na zamor, najčešće se koristi smjesa „2024“. Obje smjese imaju visoku mehaničku čvrstoću, ali imaju jako slabe mogućnosti zavarljivosti.
Moguća je toplinska obrada ove legure čime se postiže izvanredna čvrstoća i tvrdoća materijala koja je usporediva s jačinom čelika. Ekstruzija je moguća. Legura se ne može postići obradom, već samo lijevanjem.
Razred 3000 / 3XXX
Mangan (Mn)
Legure ovog razreda predstavljaju popularno i općenito rješenje za sve potrebe jer se mogu uglavnom primijeniti u svim poljima rada. Iz tog su razloga jako tražene u komercijalne svrhe. Imaju umjerenu čvrstoću, otpornost na koroziju i obradivost. Time predstavljaju savršen prosjek.
Kroz smjesu s manganom moguće ih je jednostavno variti, a nemaju magnetna svojstva. Donose stabilnu kombinaciju čvrstoće i otpornosti na koroziju pa se primjenjuju u građevini, arhitekturi, prehrambenoj industriji, kao električni vodiči itd.
Legura naziva „3003“ ovog razreda aluminija upravo je jedna od najkorištenijih u svijetu jer u svojoj dodatnoj obradi omogućuje raznoliku primjenu, izvrsnu obradivost i stupanj varenja, a ističe se svojim estetskim izgledom. Nema korozivnu otpornost kao legure „6061“ ili „1100“, ali zbog jeftinije izvedbe predstavljaju ekonomsku alternativu.
Smjesa legure „3003“ dobar je primjer za predodžbu o koliko se malim modifikacijama čistog aluminija zapravo radi. Naime, u toj leguri postoji 98,6 % aluminija, a mangana je tek 1,2 %. Svaka mala promjena stvara posebne, nove i drugačije karakteristike i svojstva originalnog aluminija, pa je tako legura „3003“ čak 20 % čvršća od „1100“ legure gotovo čistog aluminija!
Toplinska obrada ove legure nije moguća. Ekstruzija nije moguća. Legura se može postići obradom, ali ne i lijevanjem.
Razred 4000 / 4XXX
Silicij (Si)
Ova legura sadrži silicij, a ističe se čvrstoćom, otpornošću na koroziju i visokom provodljivošću pa svoju primjenu pronalazi u strujnim i toplinskim sustavima, kao i u automobilskoj industriji. Ono što čini kombinaciju sa silicijem unikatnom jest da se njezinim dodavanjem postižu dodatne bolje karakteristike smjese poput lemljenja, a da se pritom ne povećava težina same finalne legure.
Uobičajeno korištenje serije 4XXX provodi se u situacijama gdje je zavarivanje jako bitna mogućnost materijala. Ova se serija također uzima u obzir kada je bitno oblikovanje materijala u određene forme bez pucanja ili lomljenja.
Toplinska obrada ove legure u globalu nije moguća, no postoje varijante poput „4023“ i „4145“ koje implementiraju bakar ili magnezij u legure kako bi ipak donekle omogućile toplinsku obradu i time modificirale čvrstoću smjese.
Ekstruzija nije moguća. Legura se može postići obradom, ali ne i lijevanjem.
Razred 5000 / 5XXX
Magnezij (Mg)
Aluminijske legure ove kategorije sadrže primarno magnezij, a mogu dolaziti i u kombinaciji s manganom ili kromom. Kao i u slučaju smjese sa silicijem, ova legura postiže visoku čvrstoću i dobru provodljivost te odličnu otpornost na koroziju, a da pritom ne podiže težinu cjelokupne smjese jer je magnezij sam po sebi jedan od najlakših metalnih elemenata.
Ova smjesa zbog heksagonalne strukture magnezija stvara završnu duktilnu i otpornu smjesu.
Često se primjenjuje u morskim i priobalnim uvjetima pri obradi brodova, njihovih spremišta i tlačnih ventila. Legura naziva „5052“ najčvršća je verzija legura gdje toplinska obrada nije moguća. Otpornost na zamor joj je veći nego većini ostalih smjesa.
Toplinska obrada ove legure nije moguća. Ekstruzija nije moguća. Legura se može postići obradom i lijevanjem.
Razred 6000 / 6XXX
Magnezij (Mg) i silicij (Si)
Ova kategorija aluminijskih smjesa koristi silicij i magnezij. Sličnih završnih svojstava, moguće je kombinirati ova dva metala u različitim omjerima kako bi se postigle slične završne karakteristike.
Ovaj aluminijski razred ističe se srednjom do natprosječnom čvrstoćom, jakom otpornosti na koroziju i dobrom obradivosti i zavarljivosti, pa svoju primjenu pronalazi za općenite potrebe industrijskih prerada i obrada unutar polja građevine, arhitekture, automobila itd.
Najčešće se koristi pod šifrom „6061“ koja se ističe odličnim mehaničkim svojstvima i obradivosti, zadržava sva kvalitetna svojstva aluminija, a popularna je na američkom tržištu.
Moguća je toplinska obrada ove legure. Ekstruzija je moguća. Legura se može postići obradom, ali ne i lijevanjem.
Razred 7000 / 7XXX
Cink (Zn)
Ova aluminijska legura sadrži cink. Po svojim svojstvima legura je u principu jako slična trima prethodno spomenutim razredima. Cink je relativno nov u stvaranju legura i smjesa, no pokazao se korisnim kod stvaranja jakih i laganih legura.
Naime, ova smjesa je najjača postojeća legura aluminija koja je jača od mnogih postojećih oblika i načina izvedbe čelika. Leguri se dodaje mala količina magnezija i drugih metala kako bi ipak ostala donekle obradiva. Krajnja legura je iznimno tvrda, čvrsta, snažna i otporna na naprezanja različitih stupnjeva.
Najjača verzija legure poznata je pod imenom „7075“, no u toj varijanti ima slaba svojstva obradivosti i teško ju je variti. Smjesa „7050“ popularna je u zrakoplovno-svemirskoj industriji, dok se „7085“ uglavnom primjenjuje u vojnoj industriji za izradu vojnih vozila.
Moguća je toplinska obrada ove legure. Ekstruzija je moguća. Legura se može postići obradom i lijevanjem.
Razred 8000 / 8XXX
Različiti elementi
Legure ovog razreda aluminija mogu sadržavati različite elemente u različitim omjerima, poput željeza, mangana, kroma, nikla, bakra i titanija. Ovisno o željenim rezultatima i potrebama krajnje primjene, ove legure mogu biti otporne na koroziju i provodljive.
Sličnih su karakteristika kao legure razreda 1XXX, no dolaze s jačom snagom i mogućnosti oblikovanja, a svoju primjenu pronalaze u specifičnim projektnim zahtjevima i uvjetima.
Raznolikost primjene i obradivosti aluminija
Zaista fascinira stupanj obradivosti aluminija i njegovih različitih razreda i legura s drugim metalima koji već i u malim količinama omogućuju prilagodbu originalno čistog aluminija u različitim drugačijim stupnjevima primjene i potrebama.
Svaki razred aluminija oprezno je stvoren kako bi se istaknuli određeni parametri i svojstva, s ciljem jednostavnog prepoznavanja legure i njezine jednostavne repetitivne besprijekorne proizvodnje. Na neki način može se reći da sam aluminij ostalim elementima i metalima u svojim legurama daje veću svrhu, veću primjenu i bolju općenitu iskoristivost.
Priključite se korištenju ovog izvrsnog metala u svome domu kroz naše EUX aluminijske grilje i sisteme i uživajte u izvrsnim prednostima i svojstvima koje ovaj materijal donosi u svijetu stolarije!
Iskoristite funkcionalnosti i prednosti aluminija!
Reference
[1] https://european-aluminium.eu/wp-content/uploads/2022/11/aam-materials-3-designation-system.pdf
[2] https://www.trident-metals.com/wp-content/uploads/2015/01/Aluminum-Alloy-Designations.pdf
[3] https://www.aluminum.org/sites/default/files/2021-10/Teal%20Sheet.pdf
[5] https://eux.co/15-svakodnevnih-primjena-aluminija-u-proizvodnji-industriji-i-domacinstvu/
[6] https://eux.co/aluminij-u-arhitekturi-i-stolariji/
[7] 7) https://eux.co/15-prednosti-aluminija-kao-materijala/
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium
[9] https://www.designingbuildings.co.uk/wiki/Aluminium
[10] https://www.aluminum.org/
[11] https://fractory.com/aluminium-grades/
[11] https://www.metals4u.co.uk/blog/a-guide-to-aluminium-grades-and-their-uses
