EL ALUMINIO Y SUS ALEACIONES

Temas de interés

• ¿Por qué las aleaciones de aluminio?

• Producción de aluminio

• La metalurgia física de aleaciones de aluminio

• Tratamientos térmicos de aleaciones de aluminio

• La corrosión en las aleaciones de aluminio

• Las propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio

• Resistencia a la corrosión de las aleaciones de aluminio

• Clasificación de las aleaciones de aluminio

• Las aleaciones de aluminio forjado

• Aleaciones de aluminio moldeado

Objetivos

• Este capítulo proporciona los conocimientos fundamentales de diferente métodos de tratamientos producciones / calor de aleaciones de aluminio y el uso de diversos tipos de fundición y de forja de aluminio aleaciones.

•Las influencias de la composición de la aleación, microestructura y tratamiento térmico en las propiedades químicas y mecánicas de los las aleaciones de aluminio se discutirán en relación a su aplicaciones.

Aleaciones de aluminio Introducción-¿Por qué?

• Elemento abundante de 8% en la corteza terrestre y que normalmente se encuentran en formas de óxido (Al2O3), es decir, la bauxita, caolinita, nefelina y alunita.

• Que se encuentran en Estados Unidos, Italia, Francia.

No haber sido encontrado en Tailandia, pero en Malasia, Vietnam.

Propiedades atractivas.

• Alta resistencia a la corrosión

• Excelentes propiedades de mecanizado

• Peso ligero

• Alta conductividad térmica / eléctrica

• Alta ductilidad / fácilmente deformable

Las solicitudes de las aleaciones de aluminio

Producción de aluminio

Francia 1855:

• H. Sainte-Claire Deville primero reducida cloruro de aluminio con sodio.

• Karl Josef Bayer patentó por primera vez el proceso Bayer (digestión de la bauxita triturada en fuerte sodio solución de hidróxido a temperaturas upto 240oC.

• Hall-Héroult introdujo proceso Hall-Héroult por la disolución de la alúmina en criolita fundida (Na3AlF6)

• Alcoa inició una base de cloruro de proceso de fundición usando alúmina combinada con cloruro.

Mayo-agosto 2007

Austria 1888:

Alemania:

estados Unidos 1976:

Suranaree Universidad de Tecnología Tapany Udomphol

La extracción de aluminio

El aluminio puede ser extraído de la bauxita, caolinita o nefelinabauxita:

bauxita

30-50% de alúmina (Al2O3)

3-13% de sílice (SiO2)

10-18% de óxido de titanio (TiO2)

Agua Balanced (H2O)

Caolinita

30-32% de alúmina (Al2O3)

Silica Balanced (SiO2) y agua (H2O)

Nefelina

30% de alúmina (Al2O3)

40% de sílice (SiO2)

20% de Na2O + K2O

Nota: Los procesos de extracción de aluminio requieren un alto consumo de electricidad. Adecuado para países en los que se suministra electricidad barata.

Proceso Bayer

Alúmina: (Al2O3) se extrae mediante la digestión de la bauxita triturada en una fuerte solución de hidróxido de sodio (NaOH) a la temperatura hasta 240C.

Primer paso

La mayor parte de la alúmina se disuelve para dar aluminato de sodio (NaAlO2) que es soluble en agua.

• Residuos insolubles o "lodo rojo", compuesto principalmente de óxido de Fe y Si, se separan por filtración.

Nota: Optimización del proceso con la ayuda de la temperatura y de presión, dependiendo de la naturaleza de los minerales de bauxita, (para obtener diferentes formas de alúmina)

Segundo paso

• El siguiente paso es descomponer NaAlO2 dar alúmina (Al2O3), temperatura de 50 °C.

• Esta reacción inversa se logra mediante la adición de cristales de trihidrato de Al2O3.3H2O (agente de siembra) para promover precipitados finos de este compuesto.

• El agua se elimina a continuación mediante la calcinación a altas temperaturas.

A temperatura 400-600°C alúmina (químicamente activo). A temperatura alúmina 1200°C (inerte)

• En el caso de la bauxita que contiene alto contenido de silicio, la pérdida de alúmina durante el proceso se incrementa.

• Sílice reacciona con NaOH en el primer paso para dar el silicato de sodio Na2SiO3.

• silicato de sodio a continuación, reacciona con el aluminato de sodio para givenonsoluble aluminosilicato de sodio.

Solución:

1) utilizando la bauxita con alta alúmina, sílice bajo.

2) añadiendo cal o piedra caliza para reaccionar con bauxita para dar silicato de calcio Ca2SiO4.

Diagrama esquemático del proceso de Bayer