Hợp kim nhôm là gì? Ưu điểm vượt trội của hợp kim nhôm

Hợp kim nhôm cực kỳ linh hoạt, chắc chắn và đáng tin cậy. Chính vì vậy, hợp kim nhôm rất được ưa chuộng trong các ứng dụng kỹ thuật, xây dựng và ô tô, trở thành một trong những vật liệu kim loại phổ biến nhất, bên cạnh thép. Hợp kim nhôm đặc biệt được ưa chuộng khi các kỹ sư tìm cách giảm trọng lượng của một vật thể (ô tô, máy bay) mà không ảnh hưởng đến độ bền. 

1. Hợp kim nhôm là gì?

Hợp kim nhôm là hợp kim được tạo ra khi trộn các nguyên tố khác nhau với nhôm nguyên chất để tăng cường các đặc tính của nó. Sắt, silicon, đồng, magie, mangan và kẽm chiếm tới 15% trọng lượng của hợp kim. Các hợp kim được gán một số có bốn chữ số, chữ số đầu tiên xác định một loại hoặc chuỗi chung, được đặc trưng bởi các nguyên tố hợp kim chính của nó.

2. Các loại hợp kim Nhôm 

Các loại Nhôm sẽ khác nhau dựa trên lượng Nhôm mà nó chứa. Với ý nghĩ đó, có nhiều danh mục mà bạn cần ghi nhớ, mỗi danh mục đều có những lợi ích và nhược điểm riêng: 

• Dòng 1xxx tích hợp Nhôm với tỷ lệ khoảng 99%. Điều này làm cho nó trở thành một trong những loại hợp kim nhôm tốt nhất và nó tích hợp khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, chưa kể nó có tính dẫn điện và khả năng chống ăn mòn xuất sắc. Tìm thấy trong lưới và đường trên khắp Hoa Kỳ. 
• Sê-ri 2xxx có thể xử lý nhiệt và đồng là nguyên tố chính ngoài Nhôm. Đây là một hợp kim tích hợp sức mạnh và độ dẻo dai, tuy nhiên nó không có khả năng chống ăn mòn tốt. 
• 6xxx là dòng có nhiều magie và silicon. Nó có thể xử lý nhiệt và linh hoạt, chưa kể nó hoạt động tuyệt vời cho nhiều ứng dụng kết cấu và kiến ​​trúc. 
• 7xxx là dòng sử dụng kẽm làm hợp kim chính. Điều này mang lại rất nhiều sức mạnh và nó quản lý để mang lại kết quả tuyệt vời trong các cấu trúc kiến ​​trúc. 
• 3xxx chủ yếu có mangan là hợp kim chiếm ưu thế và hầu hết thời gian nó là một tiện ích cho mục đích chung. 
• 4xxx tích hợp nhiều silicon. Silicon giúp tạo dây hàn và hàn đồng, chưa kể điểm nóng chảy thấp hơn. 
• 5xxxx chứa nhiều magie và chúng có khả năng chống ăn mòn. Chúng rất lý tưởng để sử dụng ở các địa điểm dưới nước nhưng cách sử dụng phổ biến nhất của nó là các ứng dụng điện tử và kiến ​​trúc.

Xem thêm: Khả năng uốn của các dòng hợp kim nhôm

3. Ưu điểm về mặt vật lý và hóa học của hợp kim nhôm là gì?

• Độ bền của hợp kim nhôm: Bằng cách hợp kim hóa và xử lý thích hợp, hợp kim nhôm có sẵn ở nhiều cường độ khác nhau. Một số hợp kim nhôm có cường độ cao tới 300 MPa và bền hơn một số loại thép. Sức mạnh có thể được lựa chọn để phù hợp với nhu cầu sản phẩm.
• Khả năng phục hồi dưới tải trọng tĩnh và động: Các sản phẩm hợp kim nhôm hoạt động đàn hồi trong các điều kiện tải trọng tĩnh và động. Nghĩa là chúng có khả năng khôi phục lại cả hình dạng và kích thước, điều này rất tốt khi cần độ bền dẻo. Ví dụ như cột buồm của du thuyền đua được thiết kế để chịu được áp lực của gió so với sóng.
• Khả năng chống ăn mòn: Khi hợp kim nhôm tiếp xúc với không khí, một lớp màng oxy hóa mỏng sẽ hình thành trên bề mặt, bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn. Khi bị trầy xước, lớp này nhanh chóng tái tạo để giữ lại lớp bảo vệ. Tính năng này được tận dụng trong xây dựng, công trình và đồ dùng gia đình.
• Không độc hại: Bản thân hợp kim nhôm không độc hại và không mùi. Bề mặt của nó nhẵn, dễ rửa và vệ sinh vì không có vi trùng nào có thể phát triển trên đó. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong lon nước giải khát, bao bì thực phẩm, dụng cụ nấu ăn và trong ngành công nghiệp đánh bắt cá và sữa.
• Dẫn nhiệt: Nhôm dẫn nhiệt tốt hơn bất kỳ kim loại thông thường nào khác. Nó dẫn nhiệt gấp ba lần so với thép. Nó rất quan trọng trong các ứng dụng trao đổi nhiệt – sưởi ấm hoặc làm mát – và thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, hóa chất, dầu khí, máy bay và ô tô.
• Không cháy: Hợp kim nhôm không cháy và do đó được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà, xe cộ và trong các ứng dụng khác mà hỏa hoạn là mối nguy hiểm tiềm ẩn. Khí thải độc hại không được tạo ra khi nhôm tiếp xúc với nhiệt.

4. Ưu điểm của các sản phẩm làm từ hợp kim nhôm

• Đẹp và hoàn thiện về mặt thẩm mỹ: Bề mặt tự nhiên của hợp kim  nhôm rất thẩm mỹ; bề mặt được cung cấp là đủ và không yêu cầu hoàn thiện thêm. Nếu cần bảo vệ thêm, màng oxit tự nhiên có thể được làm dày lên bằng quá trình anode hóa mà không ảnh hưởng đến bề ngoài của kim loại.
• Các lớp hoàn thiện có sẵn: Một loạt các lớp hoàn thiện có thể được áp dụng cho hợp kim nhôm để tăng cường các đặc tính bề mặt của nó hoặc thay đổi hình thức bên ngoài của nó. Bề mặt kim loại có thể được tô màu bằng quá trình hóa học hoặc anode hóa. Kết cấu bề mặt có thể được tạo ra, thay đổi từ thô đến mờ đến nhẵn như gương. Các lớp phủ như sơn, sơn mài, men, mạ điện hoặc cán mỏng cũng có thể được áp dụng.
• Dễ chế tạo: Hợp kim nhôm có thể dễ dàng chế tạo thành nhiều dạng khác nhau như lá, tấm, hình, thanh, ống và dây. Nó cũng thể hiện khả năng gia công và độ dẻo tuyệt vời trong uốn, cắt và vẽ. Nhôm được coi là vật liệu tốt nhất để ép đùn phức tạp với dung sai chặt chẽ.
• Thiết kế được các sản phẩm phức tạp: Khả năng thiết kế và sản xuất tích hợp của hợp kim nhôm có thể giảm chi phí, cải thiện hiệu suất và độ tin cậy. Nhôm định hình có thể được thiết kế để dễ dàng lắp ráp với các bộ phận khác. Việc sản xuất các mặt hàng lớn dưới dạng bộ dụng cụ tháo rời đòi hỏi tối thiểu nhân lực và kỹ năng để lắp ráp giúp tiết kiệm chi phí. Nhôm định hình, có chất lượng cao đồng nhất, có thể được sản xuất với số lượng lớn với tỷ lệ loại bỏ tối thiểu và ít cần chế tạo hiệu chỉnh.
• Có thể tái chế được: Ngành Nhôm chấp nhận các sản phẩm nhôm phế liệu để nấu chảy lại và thu hồi kim loại. Tái chế nhôm, hợp kim nhôm chỉ cần 5% năng lượng cần thiết để sản xuất nhôm mới. Nhôm ép đùn có thể được tái chế và do đó có giá trị phế liệu đáng kể.

Hợp kim nhôm đã trở thành một vật liệu thiết yếu trong xã hội hiện đại do các đặc tính mong muốn của chúng như mật độ thấp, tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Khả năng tạo ra các hợp kim khác nhau với các đặc tính độc đáo bằng cách kết hợp nhôm với các nguyên tố khác làm cho nó trở thành vật liệu linh hoạt có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Từ giao thông vận tải, đóng gói, xây dựng và điện tử, đến hàng không vũ trụ và công nghiệp quốc phòng, hợp kim nhôm đã được chứng minh là một giải pháp đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí cho nhiều ngành công nghiệp. Với những tiến bộ công nghệ và nhu cầu ngày càng tăng, tương lai của hợp kim nhôm sẽ phát triển và đổi mới liên tục trong nhiều lĩnh vực khác nhau.