Nhôm nguyên chất vốn đã sở hữu nhiều ưu điểm nổi trội, tuy nhiên để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp, hợp kim nhôm ra đời như một giải pháp hoàn hảo. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hợp kim nhôm là gì, các đặc tính nổi bật, các loại hợp kim nhôm phổ biến nhất và ứng dụng của hợp kim nhôm trong đời sống. Cùng khám phá ngay nhé!
Hợp kim nhôm là gì?
Hợp kim nhôm là một hợp chất được tạo ra bằng cách kết hợp nhôm (Al) với các nguyên tố kim loại khác như đồng (Cu), magie (Mg), silic (Si), kẽm (Zn), mangan (Mn),… Trong hợp kim nhôm, nhôm thường là thành phần chính và chiếm tỷ trọng cao hơn so với các thành phần kim loại khác, do đó hợp kim nhôm mang nhiều đặc tính của nhôm.
Khi kết hợp với các nguyên tố khác nhau thì hợp kim nhôm sẽ mang một số đặc tính khác nhau, cụ thể như:
- Đồng (Cu): Tăng độ bền và khả năng tạo hình
- Silic (Si): Dễ nóng chảy, tăng độ loãng, tính đúc tốt
- Mangan (Mn): Tăng độ bền và độ dẻo
- Magie (Mg): Độ bền cao, chống ăn mòn
- Mg/Si: Có độ bền tốt, tính tạo hình cao và khả năng kéo
- Kẽm (Zn): khi kết hợp với Mg và Cu giúp nâng cao độ bền
Những tính chất nổi bật của hợp kim nhôm
- Độ bền cao
Khi nhôm tiếp xúc với không khí, nó tạo ra một lớp oxit nhôm tự nhiên trên bề mặt. Lớp oxit này đóng vai trò như một lớp bảo vệ tự nhiên cho hợp kim nhôm. Bởi lớp nhôm oxit không thấm nước và không thấm khí, giúp ngăn chặn sự tiếp xúc giữa hợp kim nhôm và các chất gây ăn mòn. Nó cũng giúp tăng cường độ bền cơ học của bề mặt và chống lại tác động cơ học.
- Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt
Hợp kim nhôm có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt hiệu quả. Nhôm là kim loại dẫn điện tốt nhất sau đồng, bạc và vàng và có giá thành rẻ hơn. Vì vậy, hợp kim nhôm trở thành một lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu dẫn điện hiệu quả như dây điện, cáp, các bộ phận điện tử, và các ứng dụng công nghiệp khác.
Đối với khả năng dẫn nhiệt, hợp kim nhôm cũng có hiệu suất tốt. Nhôm có độ dẫn nhiệt cao, chỉ sau đồng. Hợp kim nhôm giúp truyền nhiệt nhanh chóng và đều, giúp đảm bảo nồi nhanh chóng đạt được nhiệt độ mong muốn và giữ nhiệt lâu hơn.
Điểm đặc biệt khác của hợp kim nhôm là độ giãn nở nhiệt thấp, nghĩa là hợp kim nhôm ít bị biến dạng hoặc nứt khi ở nhiệt độ cao.
- Dễ tạo hình và đúc khuôn
Hợp kim nhôm cũng có tính dẻo dai cao, dễ dàng uốn cong theo yêu cầu. Do đó hợp kim nhôm rất linh hoạt trong việc tạo ra các sản phẩm với hình dạng phức tạp hoặc cán thành tấm mỏng, cũng như trong việc kéo sợi để sản xuất các dây và sợi nhôm.
Độ nóng chảy của hợp kim nhôm nằm trong khoảng 550 – 660°C, tùy thuộc vào thành phần hợp kim cụ thể. Vật liệu dễ dàng để gia công và đúc khuôn thành các hình dạng và sản phẩm mong muốn. Nhiệt độ nóng chảy thấp cũng giúp tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất.
Các loại hợp kim nhôm phổ biến nhất hiện nay
Hợp kim nhôm biến dạng
Hợp kim nhôm biến dạng là loại hợp kim nhôm có hàm lượng nguyên tố hợp kim thấp (thường dưới 5%). Nhờ hàm lượng này, hợp kim nhôm biến dạng sở hữu tính dẻo tốt, dễ dàng biến dạng dẻo ở trạng thái nung nóng hoặc nguội mà không bị nứt vỡ.
Đặc điểm:
- Tính dẻo cao: Dễ dàng dát mỏng, uốn cong, tạo hình thành nhiều dạng khác nhau.
- Độ bền cơ học tốt: Chịu được lực kéo, nén, va đập tốt.
- Khả năng chống ăn mòn cao: Tạo lớp oxit bảo vệ bề mặt, hạn chế gỉ sét.
- Khả năng hàn, gia công tốt: Dễ dàng hàn, cắt, gọt, tiện, phay,…
- Dẫn điện tốt: Phù hợp cho các ứng dụng điện.
Hợp kim nhôm biến dạng được chia làm 2 loại: hợp kim nhôm biến dạng hóa bền được bằng nhiệt luyện và hợp kim nhôm biến dạng không hóa bền được bằng nhiệt luyện.
Hợp kim nhôm đúc
Hợp kim nhôm đúc là hợp kim có thành phần chính là nhôm (Al) được thêm vào một số nguyên tố khác để cải thiện tính chất như độ bền, độ cứng, khả năng chống ăn mòn, v.v. Hợp kim nhôm đúc được chế tạo bằng cách nung chảy nhôm nguyên chất và các nguyên tố hợp kim khác, sau đó rót vào khuôn để tạo ra các sản phẩm mong muốn.
Đặc điểm:
- Nhẹ: Hợp kim nhôm đúc có khối lượng riêng thấp, chỉ bằng 1/3 so với thép, nên được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cần giảm trọng lượng như hàng không, vận tải, xây dựng.
- Cứng và chắc: Hợp kim nhôm đúc có độ bền cao hơn nhôm nguyên chất, có thể chịu được tải trọng lớn.
- Chống ăn mòn tốt: Nhôm tự tạo ra một lớp oxit nhôm trên bề mặt giúp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn.
- Dễ gia công: Hợp kim nhôm đúc có thể dễ dàng gia công bằng các phương pháp như phay, tiện, hàn, v.v.
- Tái chế được: Hợp kim nhôm đúc có thể tái chế nhiều lần mà không làm giảm chất lượng.
Hệ thống ký hiệu cho hợp kim nhôm
Để ký hiệu các hợp kim nhôm người ta thường dùng hệ thống đánh số theo AA (Aluminum Association) của Hoa kỳ bằng xxxx cho loại biến dạng và xxx.x cho loại đúc, trong đó:
Số đầu tiên có các ý nghĩa sau:
| Loại biến dạng | Loại đúc |
| 1xxx – nhôm sạch (≥ 99,0%) 2xxx – Al – Cu, Al – Cu – Mg 3xxx – Al – Mn 4xxx – Al – Si 5xxx – Al – Mg 6xxx – Al – Mg – Si 7xxx – Al – Zn – Mg, Al – Zn – Mg – Cu 8xxx – Al – các nguyên tố khác | 1xx.x – nhôm thỏi sạch thương phẩm, 2xx.x – Al – Cu 3xx.x – Al – Si – Mg, Al – Si – Cu 4xx.x – Al – Si 5xx.x – Al – Mg 6xx.x – không có 7xx.x – Al – Zn 8xx.x – Al – Sn. |
Ba số tiếp theo được tra theo bảng trong các tiêu chuẩn cụ thể
Để ký hiệu trạng thái gia công và hóa bền, các nước phương Tây thường dùng các ký hiệu sau:
F: trạng thái phôi thô,
O: ủ và kết tinh lại,
H: hóa bền bằng biến dạng nguội, trong đó
- H1x (x từ 1 đến 9): thuần túy biến dạng nguội với mức độ khác nhau,
- H2x (x từ 2 đến 9): biến dạng nguội rồi ủ hồi phục,
- H3x (x từ 2 đến 9): biến dạng nguội rồi ổn định hóa,
T: hóa bền bằng tôi + hóa già, trong đó
- T1: biến dạng nóng, tôi, hóa già tự nhiên,
- T3: tôi, biến dạng nguội, hóa già tự nhiên,
- T4: tôi, hóa già tự nhiên (giống đoạn đầu và cuối của T3),
- T5: biến dạng nóng, tôi, hóa già nhân tạo (hai đoạn đầu giống T1),
- T6: tôi, hóa già nhân tạo (đoạn đầu giống T4),
- T7: tôi, quá hóa già,
- T8: tôi, biến dạng nguội, hóa già nhân tạo (hai đoạn đầu giống T3),
- T9: tôi, hóa già nhân tạo, biến dạng nguội (hai đoạn đầu giống T6).
- (ngoài ra còn Txx, Txxx, Txxxx).
Ứng dụng hợp kim nhôm trong đời sống
Hợp kim nhôm sở hữu nhiều tính chất nổi bật nên được sử dụng rất rộng rãi trong đời sống. Có thể kể đến như:
- Công nghệ chế tạo giao thông vận tải: Nhờ vào đặc tính chống ăn mòn cao, tính chất nhẹ và dẻo, hợp kim nhôm được sử dụng để sản xuất các linh kiện và phụ tùng cho các phương tiện như xe đạp, xe máy, xe hơi, xe tải, tàu biển và xe tàu hỏa. Đặc biệt là các bộ phận tiếp xúc với nước biển nhiều trong tàu biển, ống thủy lực hay ngành dầu khí biển,…
- Linh kiện điện tử: các chi tiết trong điện thoại, laptop, đồng hồ,… đều được làm từ hợp kim nhôm.
- Cơ khí, xây dựng, đồ ngoại nội thất
- Làm bộ phận giả cho người khuyết tật: Hợp kim nhôm có tính chất nhẹ và chịu lực tốt nên được ứng dụng làm tay chân giả cho người khuyết tật, giúp họ cải thiện hoạt động sinh hoạt hằng ngày.
- Gia dụng: Ứng dụng trong sản xuất giấy nhôm, màng bọc thực phẩm, dụng cụ gia đình, dụng cụ nhà bếp,…
- Trong hàng không vũ trụ: Hợp kim nhôm có vai trò quan trọng trong việc sản xuất các thành phần như vỏ máy bay, khung cấu trúc và cánh máy bay
Như vậy, hợp kim nhôm có nhiều đặc tính tốt và giá cả hợp lý nên được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống. Bên cạnh đó, hợp kim nhôm còn được tái chế hoặc tái sử dụng, vừa tiết kiệm được tài nguyên và giúp bảo vệ môi trường tốt hơn.
>> Có thể bạn quan tâm: Nhựa Nguyên Sinh Là Gì? Ưu Nhược Điểm & Ứng Dụng Trong Đời Sống
Trên đây, Nội thất văn phòng MyChair đã chia sẻ đến bạn về hợp kim nhôm. Hy vọng thông qua những thông tin chúng tôi cung cấp đã giúp bạn hiểu được hợp kim nhôm là gì, những tính chất nổi bật của hợp kim nhôm, các loại hợp kim nhôm phổ biến và các ứng dụng của hợp kim nhôm trong đời sống. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào, hãy để lại bình luận dưới bài viết này. Ngoài ra, bạn cũng đừng quên cập nhật website https://mychair.vn/ của chúng tôi thường xuyên để không bỏ lỡ bất kỳ thông tin hữu ích nào bạn nhé!
