Anwendung von Aluminium

 

Где и как применяют алюминий?

В наше время в мире производится более 50 Wo und wie wird Aluminium verwendet? Heutzutage produziert die Welt mehr als, z.B, im 2008 году по данным американской Алюминиевой Ассоциации – 53 миллиона тонн.

  • Куда же идет весь этот Aluminium?
  • В каких отраслях промышленности применяется?
  • Где мы с ним сталкиваемся в повседневной жизни?

Потребление алюминия на душу населения

Душевое потребление алюминия в развитых странах мира по состоянию на 1997 года показано на рисунке ниже.


Потребление алюминия на душу населения в Японии, США и Европе (1997 год) [4]

Konsum in Industrie und Leben

Die folgende Abbildung zeigt die acht Sektoren Industrie und Bau, in denen die Verwendung von Aluminium besonders aktiv ist. Dargestellt sind die prozentualen Anteile der verschiedenen Industriezweige am Gesamtverbrauch nach der Statistik des International Aluminium Institute for 2007 Jahr. Seitdem, Ich denke, am Gesamtbild hat sich nichts geändert., und diese Informationen sind sehr relevant..

erstklassiges AluminiumDie Verwendung von Aluminium in industriellen Fertigprodukten [1]

Hauptindustrien, die aktiv Aluminium verwenden, sind:

  • Gebäude
  • Produktverpackung
  • Elektroindustrie
  • Verkehrstechnik
  • Herstellung von Maschinen und Anlagen
  • Produktion von Gütern des täglichen Lebens
  • Pulvermetallurgie
  • Stahldesoxidation in der Eisenmetallurgie

Gebäude

Aluminiumfenster und -fassaden

Hauptsächlich Aluminiumlegierungen, die in der Bauindustrie verwendet werden, sind Legierungen 6063 und 6060, sowie Legierung 6082 (in Europa) und Legierung 6061 (in Nordamerika). Sie haben eine ziemlich hohe Festigkeit (6082 u 6061 - zu 400 MPa) und gute Korrosionsbeständigkeit.

Fenster-Aluminiumprofile mit thermischer Entkopplung (Legierungen 6060/6063)

Die wichtigsten strukturellen Eigenschaften von Aluminium, die den Einsatz von Aluminium als Werkstoff für Fenster- und Türrahmen bestimmen:

  • Stärke, um Steifigkeit und Sicherheit zu gewährleisten;
  • die Fähigkeit, komplexe Formen anzunehmen (bereitgestellt durch Extrusion);
  • attraktives Aussehen;
  • Korrosionsbeständigkeit;
  • minimaler Wartungsbedarf.

Vorhangfassade mit Aluminiumrahmen (Alloys 6060/6063)


Regal- und Querriegelfassade

Aluminiumdächer und Aluminiumverkleidungen von Gebäuden

Dekorative und schützende profilierte Verkleidungsmaterialien werden häufig aus gewalzten Aluminiumblechen hergestellt.. Verschiedene Arten von dekorativen und schützenden Beschichtungen machen sie zu idealen Materialien für Dachanwendungen..

Anwendung für die Bedachung und Verkleidung von Gebäuden bieten die folgenden Eigenschaften von Aluminium:

  • geringes Gewicht, aufgrund geringer Dichte;
  • Wasserbeständigkeit;
  • Korrosionsbeständigkeit;
  • dekoratives Aussehen.

Dach aus Aluminium

Transport

Aluminium im Pkw

Die durchschnittliche Masse von Aluminium in Pkw in Europa in 2006 war über 118 kg und nimmt weiter zu. Sein Anteil an verschiedenen Komponenten und Teilen von Autos beträgt (in Kilogramm pro Auto):

  • Sein Anteil an verschiedenen Komponenten und Teilen von Autos beträgt (in Kilogramm pro Auto): 40,3
  • Sein Anteil an verschiedenen Komponenten und Teilen von Autos beträgt (in Kilogramm pro Auto): 16,3
  • Sein Anteil an verschiedenen Komponenten und Teilen von Autos beträgt (in Kilogramm pro Auto):, Sein Anteil an verschiedenen Komponenten und Teilen von Autos beträgt (in Kilogramm pro Auto): 12,5
  • Sein Anteil an verschiedenen Komponenten und Teilen von Autos beträgt (in Kilogramm pro Auto):: 17,7
  • Wärmetauscher: 12,3
  • Bremsen: 3,7
  • Karosserie: 6,8
  • Hitzeschilde: 1,4
  • Stoßfänger: 2,8
  • andere Komponenten: 3,9.

Autoblock aus Aluminium

Autofelge aus Aluminium

Die Verwendung von Aluminium zur Herstellung von Automobilteilen ist auf folgende Eigenschaften zurückzuführen:

  • geringe Dichte;
  • Stärke;
  • Steifigkeit;
  • Viskosität;
  • Preis;
  • Korrosionsbeständigkeit.


Autorahmen aus Aluminium

Aluminiumlegierungen für LKW

 

Aluminiumlegierungen für Tankwagen [5]


Produktion von Aluminium-Kesselwagen [5]


Aluminiumlegierungen für Muldenkipperaufbauten [5]


Herstellung von Muldenkipperaufbauten aus Aluminium [5]

 


Aluminiumlegierungen für Pkw [5]


Aluminiumlegierungen für LKW-Chassis [5]

Aluminiumlegierungen für LKW-Chassis [5]

Aluminiumlegierungen für LKW-Chassis [5]
Aluminiumlegierungen für LKW-Chassis [5] – Deutschland, 1992


Aluminiumwagen des Schienennahverkehrs [7]


Frachtwagen aus Aluminium zum Transport von Kohle [7]

Aluminium im Schiffbau


Patrouillenboot aus Aluminium


Kreuzfahrtschiff mit Aluminiumaufbauten [5]


Aluminium-Katamaran-Yacht [5]

Aluminium-Katamaran-Yacht [5]

Aluminium-Katamaran-Yacht [5] 1903 Aluminium-Katamaran-Yacht [5].

Aluminium-Katamaran-Yacht [5], die im Flugzeugbau eingesetzt werden, werden von hochfesten Knetlegierungen dominiert, sowie, Legierung 2024 (mit Kupfer und Magnesium) und Legierung 7075 (mit Magnesium, Zink und etwas Kupfer). Die meisten Aluminiumlegierungen, die im Flugzeugbau verwendet werden, sind nicht schweißbar und werden hauptsächlich mit Nieten verbunden.

Die Abbildungen unten zeigen die Verwendung von Legierungen der Serie 2xxx für Flugzeugrümpfe und Legierungen der Serie 7xxx für Tragflächen..

(ein)

(B)

Die Verwendung von Aluminiumlegierungen im Flugzeugbau:
aber – Legierungen der Serie 7xxx für Rumpf und b – Legierungen der 2xxx-Serie für Flügel [2].


Airbus A380

Grundlegende Anforderungen an Aluminiumlegierungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie:

  • geringe Dichte;
  • hohe Festigkeit;
  • Bearbeitungsgenauigkeit;
  • Korrosionsbeständigkeit;
  • die Kosten.

Weltraumtechnologie

Zuerst, der das enorme Potenzial von Aluminium für die Raumfahrt erkannte, Jules Verne war ein großer Schriftsteller. In seinem Roman A Trip to the Moon, datiert auf 1865 ausführlich eine Rakete aus Aluminium beschrieben.

Aluminiumlegierungen für Raumfahrzeuge

Korps des ersten sowjetischen Satelliten, die im Oktober gestartet wurde 1957 des Jahres, wurde aus der Aluminium-Magnesium-Legierung AMg6 mit Magnesiumanteil hergestellt 6 %. Aluminium-Magnesium-Legierungen bleiben das Hauptmaterial für die Herstellung von Raketenkörpern. Dural-Aluminiumlegierungen werden auch in den Innenräumen von Flugkörpern verwendet..


Das erste künstliche Weltraumobjekt – sowjetischer Sputnik 1

In den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts begannen Aluminium-Lithium-Legierungen in Raumfahrzeugen verwendet zu werden.. Die Dichte von Lithium ist nur 0,533 g / cm²3 - Es ist leichter als Wasser. Lithiumzusätze zu Aluminium in Mengen bis zu 2,5 % die Dichte der Aluminiumlegierung verringern , und erhöhen auch seinen Elastizitätsmodul. So, Legierung 8090 hat eine Dichte von 10 % unter, und dem Elastizitätsmodul 11 % höher, als die im Flugzeugbau gängigen Legierungen 2024 und 2014. Das Bild unten zeigt das Rad Rover Neugierde aus Aluminiumlegierungen 7075.

 

Rad Rover Neugier Aluminiumlegierung 7075-T7351

Aluminium wird auch als Bindemittel in Bor-Aluminium-Verbundwerkstoffen verwendet., die derzeit auch in der Raumfahrttechnik eingesetzt werden.


Boroaluminium-Komposit (40 % Borfasern)

Pulverisiertes Aluminium - ein Bestandteil von Raketentreibstoff

Die hohe Reaktivität von Aluminium ermöglicht den Einsatz als Treibmittel für Festtreibstoff-Booster im Space Launch System (SLS) der NASA.

In Raketentriebwerken werden Aluminiumpulver und Ammoniakperchlorat mit einem speziellen Bindemittel miteinander verbunden.. Diese Mischung, gummiartiges Material, dann in eine Stahlkiste gelegt [3].

Wenn diese Mischung aufleuchtet, Sauerstoff aus Ammoniakperchlorat verbindet sich mit Aluminium zu Aluminiumoxid, Aluminiumchlorid, Wasserdampf und gasförmiger Stickstoff, und auch mit der Freisetzung einer riesigen Menge an Energie.

Aluminium ist ein fester Brennstoff für NASA-Raketentriebwerke [3]

Produktverpackung

Gewalztes Aluminium - Streifen u vereiteln – zum Verpacken von Massen- und Flüssigprodukten verwendet. Aluminiumverpackungen begleiten uns überall in unserem Leben – Das, z.B, Aluminiumdosen und -flaschen, Folie in Lebensmittel- und Medikamentenverpackungen. Folie in Lebensmittel- und Medikamentenverpackungen, Folie in Lebensmittel- und Medikamentenverpackungen. Dadurch ist es ein ideales Material für verschiedene Verpackungsarten: starr (Dosen) und weich (Folie).

Aluminiumdosen für Lebensmittelverpackungen [6]

Aluminiumdosen

Hergestellt aus Aluminium 75 % Dosen für Getränke u 15 % Aerosolbehälter. Aluminiumdosen bieten im Vergleich zu ähnlichen Stahldosen eine erhebliche Reduzierung des Verpackungsgewichts.

Der Körper der Dose ist aus einer Legierung der Serie gefertigt 3000 (Aluminium-Mangan-Legierungen), die nach dem Tiefstauchen auf Wandstärke ausgewalzt wird 0,27 mm.

Der Deckel der Dose ist 25 % ihr Gewicht. Es besteht aus einer haltbareren Aluminium-Magnesium-Legierung.. Der in die Bank eingebaute Hebel -“Öffner”, die an einer integralen Niete an der Bank befestigt ist, besteht aus einer anderen Aluminium-Magnesium-Legierung. besteht aus einer anderen Aluminium-Magnesium-Legierung.


besteht aus einer anderen Aluminium-Magnesium-Legierung

Anforderungen an Aluminiumlegierungen für die Verpackungsindustrie:

  • geringe Dichte;
  • Stärke;
  • gute Umformbarkeit;
  • Verträglichkeit mit Speisen und Getränken;
  • dekorativ (die Fähigkeit, Zeichnungen und Inschriften anzubringen);
  • die Kosten.

Verpackungsfolie

Aluminiumfolie wird in der Regel aus technischen Aluminiumsorten der Serie hergestellt 1000. Aluminium Eigenschaften, die die Möglichkeit seiner Verwendung als Material für die Herstellung von Folien bieten, die folgende:

  • Festigkeit und Undurchlässigkeit gegenüber Flüssigkeiten und Gasen bei geringer Dicke;
  • geringe Dichte;
  • Wärmeleitfähigkeit;
  • Hitzeverträglichkeit;
  • Beständigkeit gegen das Eindringen von Gasen und Flüssigkeiten;
  • Verträglichkeit mit Speisen und Getränken;
  • ästhetisches und dekoratives Potenzial.

Verpackungsfolie aus Aluminium

Drähte und Kabel

Aluminiumsorten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit 1000, sowie Aluminiumlegierungsserie 8000, macht sie sehr geeignet für die Herstellung von elektrischen Leitern. Aluminiumleiter werden in folgenden Fällen verwendet:

  • elektrische Verteilerstationen;
  • Stromversorgungssysteme von Hochhäusern;
  • Hochspannungsleitungen;
  • die meisten unterirdischen Stromleitungen;
  • Stromkabel für industrielle Anwendungen.

Das meiste Aluminium in der Elektroindustrie wird in Form von Kabeln verwendet (8 von 13 %). Es wird aber auch in Form von Stromschienen für Geräte mit hoher Stromstärke verwendet., sowie zur Stromversorgung großer Gebäude. Außerdem, Kabel für die Industrie, Gewerbe- und Wohngebäude können viele isolierte Leiter enthalten, die in einer gemeinsamen Aluminium-Schutzhülle untergebracht sind.

Anforderungen an Aluminium, was für elektrische Anwendungen gilt:

Autos und Ausrüstung

Heizungs- und Lüftungssysteme

Aluminiumlegierungsserie 3000, 5000 und 6000 haben eine gute Wärmeleitfähigkeit. In Kombination mit hoher Festigkeit sind diese Legierungen eine gute Wahl für HLK-Anwendungen.. Diese Systeme umfassen die folgenden Komponenten, in denen Aluminiumlegierungen verwendet werden:

  • Kompressoren;
  • Kondensatoren/Verdampfer;
  • Expansionsventile;
  • Ventilatoren;
  • Rohre.


Aluminium Eigenschaften, die für Heizungs- und Lüftungsanlagen wichtig sind:

  • hohe Wärmeleitfähigkeit;
  • hoher Kontaktkoeffizient;
  • geringe Dichte;
  • hohe Korrosionsbeständigkeit.

Konsumgüter

Aluminium wird in großen Mengen bei der Herstellung verschiedener Komponenten verwendet, Teile und Gehäuse vieler Verbraucherprodukte, die unser Leben umgeben - Haushaltswaren, z.B, Kühlschränke, Gefrierschränke, Geschirrspüler. Kühl- und Gefrierschränke enthalten Kühlaggregate, welche, wie oben erwähnt, enthalten auch eine beträchtliche Menge Aluminium. Die wichtigen Eigenschaften von Aluminium für Verbraucherprodukte sind:

  • ästhetische Eigenschaften;
  • Korrosionsbeständigkeit;
  • Stärke;
  • hohe Wärmeleitfähigkeit (für Kühlaggregate).

Medizin

Ausrüstung und Werkzeuge

Eloxiertes Aluminium wird häufig für Produkte und Teile in medizinischen und zahnmedizinischen Geräten verwendet., einschließlich:

  • Innenausstattung von Krankenstationen und Krankenzimmern
  • Werkzeug, in der Lage, einer regelmäßigen Sterilisation im Autoklaven standzuhalten
  • in der Lage, einer regelmäßigen Sterilisation im Autoklaven standzuhalten, in der Lage, einer regelmäßigen Sterilisation im Autoklaven standzuhalten, in der Lage, einer regelmäßigen Sterilisation im Autoklaven standzuhalten
  • Medizinische Sauerstoffgeräte
  • Zahnärztliche Geräte und Instrumente
  • Röntgengeräte
  • Dialysegeräte.

Verpackung von Medikamenten

Aluminiumfolie ist die ultimative Barriere, die Medikamente zuverlässig vor Mikroorganismen schützt, Sonnenlicht, Sauerstoff und andere Gase. Daher ist diese Folie das Hauptmaterial für die Schutzverpackung von Medikamenten und pharmazeutischen Materialien..

Arzneitabletten in Aluminiumverpackung

Pulvermetallurgie

Порошковая металлургия – это процесс, который позволяет производить изделия как сложной, так и постой формы с минимальными допусками на размеры, что позволяет исключить последующую механическую обработку.

Важными техническим требованиями, которые предъявляются к алюминиевым порошкам являются:

  • geringe Dichte;
  • способность воспринимать различные виды отделки, z.B, окраски;
  • термическая проводимость.

Раскисление стали

Для удаления кислорода из расплавленной стали в расплав добавляют так называемые раскислители. В качестве раскислителя часто применяют алюминий, а также марганец и феррокремний.

Обычно алюминий добавляют в расплавленную сталь в виде 10-килограммовых брусков. Для раскисления одной тонны стали требуется около одного килограмма алюминия. Aluminiumqualitäten для раскисления устанавливает ГОСТ

Aluminium Eigenschaften, которые определяют его применение в металлургической промышленности как раскислителя стали:

  • активно реагирует с кислородом в расплавленной стали;
  • Preis;
  • влияние на металлургию стали.

Quellen:

  1. WellMet, University of Cambridge, Juli 2010
  2. Lightweight Materials—Understanding the Basics /ed. FC. Campbell – ASM International, 2012
  3. https://blogs.nasa.gov/Rocketology/tag/aluminum/
  4. TALAT 1100.01
  5. Aluminium im Nutzfahrzeug – Europäischer Aluminiumverband – 2011
  6. TALAT 3710