TỔNG QUAN VỀ NHÔM VÀ HỢP KIM NHÔM

Nhôm là một kim loại rắn có màu trắng bạc, có tính mềm và trọng lượng nhẹ, tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Mặc dù nhôm khá phổ biến trong tự nhiên nhưng chúng ít khi được tìm thấy ở dạng nguyên chất. Thay vào đó, nhôm thường được tìm thấy trong các chất như đất sét, boxit…

Nhôm có kí hiệu hóa học là Al, nguyên tử khối là 27, với số nguyên tử bằng 13, là một trong ba nguyên tố phổ biến nhất trên Trái đất là Oxy, sillic, nhôm. Nhiệt độ nóng chảy của nhôm là 660,32°C, đạt điểm sôi ở 2519°C

Các hợp kim phổ biến của nhôm

Hợp kim nhôm gồm nguyên tố nhôm kết hợp với một hay nhiều nguyên tố khác như đồng, thép, magie, silic… để tạo thành. Tùy theo mục đích ứng dụng, người ta kết hợp nhôm với các thành tố với tỉ lệ khác nhau để chế tạo ra hợp kim nhôm có tính chất như mong muốn.

Hợp kim nhôm có hai dạng chính: hợp kim nhôm biến dạng (có thể và không thể hóa bền) và hợp kim nhôm đúc. Phương pháp hóa bền là bằng nhiệt luyện. Nếu như hợp kim nhôm đúc chứa lượng hợp kim khá nhiều thì hợp kim nhôm biến dạng chứa ít lượng hợp kim hơn. Vì vậy, tính chất dễ thấy nhất là chúng thường mềm dẻo hơn, dễ tạo hình hơn hợp kim đúc.

Các mác hợp kim nhôm phổ biến hiện nay có thể kể đến như:

• Hợp kim nhôm 5052 (biến dạng không hóa bền): Là sự kết hợp giữa nhôm và crom, magie. Nhờ hai thành tố này, nhôm 5052 nhẹ, có khả năng chống oxy hóa cao, độ bền tốt, dễ tạo hình và có thể hàn tốt với kĩ thuật hàn cơ bản. Chúng được ứng dụng khá nhiều trong chế tạo các bộ phận của tàu thuyền, một số chi tiết hoặc sản phẩm được lắp đặt ngoài trời hoặc gần biển.
• Hợp kim nhôm 6061 (biến dạng hóa bền): Là sự kết hợp giữa nhôm và crom, magie, silicon. Chúng có độ bền cao, chống oxy hóa, có tính hàn tốt và được ứng dụng khá rộng rãi trong đời sống.
• Hợp kim nhôm 7075 (biến dạng hóa bền): Là sự kết hợp giữa nhôm và kẽm, magie… Có độ bền tốt, chịu được tác động lực cao, chi phí giá thành tiết kiệm hơn.

Đặc tính của nhôm

• Thẫm mỹ: Nhôm có màu trắng ánh bạc đẹp, sáng láng, ngoại hình nổi bật.
• Trọng lượng nhẹ: Nhôm và các hợp kim của nhôm khá nhẹ so với các kim loại khác và chỉ nặng khoảng bằng 1/3 so với sắt.
• Độ bền cao: Nhôm có đặc tính độ bền cao và có thể điều chỉnh độ bền theo nhiệt độ. Nhiệt độ càng giảm, độ bền nhôm càng cao. Ngoài ra, khi kết hợp với các kim loại khác, hợp kim nhôm có độ bền cao hơn tùy thuộc vào tính chất và tỉ lệ của thành phần được kết hợp. Những kim loại thường được kết hợp với nhôm là kẽm, crom, mangan, magie, silicon, đồng…
• Tính dẫn nhiệt: Nhôm có tính dẫn nhiệt cao nên thường được sử dụng cho các ứng dụng làm mát hoặc dẫn nhiệt.
• Tính dẫn điện: Cũng như đồng, nhôm có tính dẫn điện cao. Với giá thành rẻ hơn đồng nên chúng cũng được ứng dụng khá rộng rãi với mục đích dẫn điện. Hợp kim khác nhau sẽ có độ dẫn điện khác nhau, nhìn chung vẫn cao hơn nhiều kim loại khác.
• Chống mài mòn: Nhờ lớp màng oxit bên ngoài, nhôm có khả năng chống mài mòn tốt. Nếu lớp màng oxit này mỏng, độ chống mài mòn sẽ giảm hơn. Người ta thường sơn bên ngoài hoặc xi để gia tăng thời gian cũng như khả năng chống mài mòn của nhôm
• Từ tính: Nhôm không có từ tính
• Khả năng chống cháy: Nhôm là kim loại chống cháy dù ở nhiệt độ cao.
• Khả năng định hình: Nhôm dễ gia công, cắt, uốn, ép, kéo… Vì thế chúng dễ tạo hình thành nhiều sản phẩm có hình dạng phong phú, thích hợp cho nhiều lĩnh vực.
• Khả năng tái chế: Nhôm có thể được tái chế nhiều lần giúp tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường.

Giá thành?

Một phần, vì nhôm có bề ngoài sáng bóng ánh bạc khá đẹp, quy trình chiết tách nhôm từ quặng nhôm khó hơn nên nhìn chung nhôm có giá hơi cao hơn các vật liệu khác như sắt, thép.

Tuy nhiên, nhờ đặc tính về trọng lượng nên chi phí vận chuyển của nhôm thấp hơn. Với một xe tải có cùng tải trọng, vận chuyển nhôm so với sắt, đồng được xem là tiết kiệm hơn về nhiên liệu và số lượng trên một chuyến hàng.

Các ứng dụng phổ biến của hợp kim nhôm

• Ngành biển: Nhôm có tính chống mài mòn tốt nên thường được sử dụng để sản xuất những bộ phận trong công nghiệp tàu biển như ống thủy lực và các phụ kiện tiếp xúc dưới biển hay phục vụ cho ngành dầu khí biển.
• Ngành giao thông vận tải: Nhôm và hợp kim nhôm được dùng để chế tạo phụ tùng xe ô tô, xe máy, xe đạp và nhiều loại phương tiện khác.
• Ngành hàng không vũ trụ: Nhờ trọng lượng nhẹ và độ bền, sự thẫm mỹ, chúng được ứng dụng rộng rãi trong chế tạo máy bay (vỏ máy bay, một số bộ phận trên thân máy bay) và cũng như các thiết bị, máy móc cho ngành hàng không vũ trụ.
• Ngành cơ khí: Nhôm được uốn, ép đùn… tạo thành các bộ phận cho máy móc ngành cơ khí sản xuất, xây dựng, các băng chuyền tải hàng, vỏ máy, khung máy
• Ngành dân dụng: Nhôm và hợp kim nhôm đúc thường được ứng dụng sản xuất cửa, cổng, cầu thang… Ngoài ra, nhôm còn được dùng để làm vỏ ngoài cho các thiết bị điện tử như laptop, điện thoại, máy nghe nhạc, đồng hồ, máy tính bảng …
• Ngành bếp: Ứng dụng sản xuất các thiết bị bếp như nồi, chảo, rổ, rá… Chúng vừa sáng bóng sang trọng, vừa có giá thành phù hợp.