Hợp kim nhôm là gì? Tính chất và những ứng dụng cơ bản

Hợp kim nhôm là khái niệm khá quen thuộc với chúng ta. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa có cái nhìn chính xác và cụ thể về tính chất cũng như ứng dụng loại hợp kim này. Cùng Govi tìm hiểu những thông tin liên quan đến chất liệu hợp kim nhôm mang lại cho các lĩnh vực trong cuộc sống dưới đây nhé!

Hợp kim nhôm là gì?

Xuất phát từ hợp kim là gì? Chúng ta có hợp kim là hợp chất được tạo bởi nguyên tố kim loại hoặc phi kim. Do đó, hợp kim của nhôm sẽ được tạo bởi kim loại nhôm và một số nguyên tố khác. Chúng ta có thể kể đến những nguyên tố khác như: Đồng, Thiếc, Magie, Mangan, Silic,…

Khi kết hợp với các nguyên tố khác thì hợp kim nhôm sẽ được cải thiện một số thuộc tính như:

• Đồng (Cu): Cải thiện độ bền và khả năng tạo hình.
• Silic (Si): Giảm nhiệt độ nóng chảy, tăng độ chảy loãng, cải thiện tính đúc.
• Mangan (Mn): Tăng độ bền và độ dẻo dai.
• Magie (Mg): Cải thiện độ bền, và khả năng chống ăn mòn.
• Mg/Si: Tăng độ bền, tính tạo hình và khả năng kéo.
• Kẽm (Zn): khi kết hợp với Mg và Cu sẽ giúp cải thiện độ bền.

Chẳng hạn như một vài hợp kim sau:

Hợp kim Liti nhôm

Hợp kim Liti nhôm gọi tắt là Al-Li có sự kết hợp của: Nhôm, Liti, đồng và ziriconi. Việc thay đổi tỉ trọng thành phần sẽ tạo nên hợp chất có sự khác nhau về tính chất. Ví dụ, hợp chất Al-Li có chứa 1% Liti sẽ nhẹ đi 3% và tăng thêm độ cứng 5%.

Hợp kim Al-Si-Mg (Cu)

Hàm lượng các chất trong hợp kim này thường là: Si (5-20%), Mg (0.3-0.5%, Cu (3-5%) có độ hóa bền, cơ tính và tính đúc tốt. 

Từ tên gọi, chúng ta hiểu hợp kim nhôm là chính là hợp chất có chứa tỷ trọng lớn nhất là kim loại nhôm ( kí hiệu hóa học là Al ). Do đó, loại hợp kim này sẽ mang nhiều tính chất vật lý tương tự như kim loại nhôm và có thể ưu việt hơn do sự góp mặt của các nguyên tố khác. Đó cũng chính là lý do tại sao người ta pha thêm các thành phần khác mà không sử dụng kim loại nguyên chất.

Tìm hiểu những tính chất nổi bật của hợp kim nhôm

Hợp kim của nhôm có khối lượng riêng nhỏ nên rất nhẹ chỉ bằng ⅓ khối lượng riêng của hợp kim sắt. Hợp kim của nhôm có những tính chất ưu việt khắc phục nhược điểm của kim loại nhôm. Do đó, loại hợp kim này được sử dụng rất phổ biến thậm chí có thể dễ dàng tái chế và sử dụng.

Độ bền cực tốt

Các hợp kim của nhôm đều hình thành một lớp nhôm oxit do quá trình oxy hóa tạo nên. Lớp nhôm oxit này có tác dụng tuyệt vời giúp bảo vệ phần hợp kim bên trong với không khí. Đây chính là khả năng chống ăn mòn thần thánh mà chúng ta thường nghe tới. Nếu để ý bạn có thể thấy các vật dụng trong nhà bằng nhôm cực kỳ bền qua rất nhiều năm: Ấm đun nước, chậu nhôm, mâm nhôm, cặp lồng đựng thức ăn,… Các vật dụng này đều được làm từ nhôm và bề mặt là lớp oxit nhôm bền bì và không bị ăn mòn ngoài không khí.

Hợp kim nhôm có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt

Nhôm có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt chỉ sau đồng, bạc và vàng. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi hợp kim của nhôm cũng mang khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt hiệu quả. Ngoài ra, độ giãn nở nhiệt của nó thấp nên rất được yêu thích trong khi sử dụng. Ở các đồ vật không yêu cầu quá cao thì hợp kim nhôm sẽ được sử dụng để dẫn điện giúp tiết kiệm chi phí tối đa mà vẫn đảm bảo yêu cầu.

Khả năng dẫn nhiệt của hợp kim nhôm khá tốt, do đó hiện nay có rất nhiều các đồ gia dụng trong căn bếp của bạn được sản xuất từ chất liệu này.

Dễ dàng tạo hình và đúc khuôn

Tính mềm dẻo của hợp kim này vẫn được duy trì. Người ta có thể dễ dàng tạo hình với loại hợp kim của nhôm như: dát mỏng, kéo sợi, tạo hình,… Độ nóng chảy không quá cao khoảng 550 đến 660 độ C. Ở nhiệt độ này, hợp kim nhôm đã bị nóng chảy có thể tạo hình sản phẩm mà bạn mong muốn. Ngoài ra, hợp kim của nhôm không bị nhiễm từ.

Một số loại hợp kim nhôm được ứng dụng phổ biến hiện nay

Căn cứ vào phương thức chế tạo và sử dụng thì hợp kim nhôm được chia làm 2 loại chính là hợp kim nhôm đúc và hợp kim nhôm rèn.

Hợp kim nhôm đúc

Hợp kim nhôm đúc được chế tạo bằng cách nung chảy quặng nhôm boxit, sau đó nhôm được tách ra và rót vào khuôn cùng với hợp kim để tạo ra phôi đúc như mong muốn. Phương pháp này tương đối tốn công và tốn nhiều năng lượng.

Hợp kim nhôm biến dạng ( hợp kim nhôm rèn)

Người ta dựa vào phương pháp luyện hợp kim nhôm biến dạng để phân loại. Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền hoặc không thể hóa bền bằng nhiệt luyện. Bạn có thể bắt gặp các hợp kim phổ biến loại này như: Nhôm thương phẩm, hợp kim Al-Mn, hợp kim Al-Mg.

Al-Mg là hợp kim nhôm Magie với nhiều ưu điểm nổi bật. Đây là loại hợp kim của nhôm nhẹ nhất nhưng có độ bền khá ấn tượng. Bạn có thể cải thiện nó tốt hơn bằng biến dạng nguội. Khả năng chống ăn mòn rất cao nên độ bền cũng rất tốt. Bạn có thể sử dụng phương pháp biến dạng: nguội, nóng hoặc hàn đều rất dễ dàng. Chính vì thế, trên thực tế có khoảng 85% hợp kim sử dụng là hợp kim nhôm rèn.

Ứng dụng của hợp kim nhôm trong các lĩnh vực trong đời sống

Hợp kim của nhôm có rất nhiều loại khác nhau. Mỗi loại lại có ứng dụng riêng trong cuộc sống. Do đó, các hợp kim của nhôm có mặt ở hầu khắp các lĩnh vực mà có thể chính bạn cũng không ngờ tới. 

Nhờ đặc tính chống ăn mòn hiệu quả, người ta dùng hợp kim này trong sản xuất các bộ phận của tàu biển. Có thể kể đến: các bộ phận thường xuyên tiếp xúc với nước biển, ống thủy lực hay ngành dầu khí biển,…

Với tính chất nhẹ, cứng và chịu lực tốt, hợp kim nhôm được sử dụng phổ biến làm chân tay giả giúp người khuyết tật có thể cải thiện đi lại một cách thuận tiện hơn rất nhiều!

Trong ngành công nghiệp chế biến, người ta sử dụng hợp kim của nhôm cho các phụ tùng của phương tiện đi lại: ô tô, xe máy, xe đạp,…

Các tính chất nhẹ, bền, tính thẩm mỹ cao, hợp kim này được sử dụng cho ngành hàng không vũ trụ. Các chi tiết ở vỏ và thân máy bay cũng như một số máy móc khác đều sử dụng hợp chất này để sản xuất.

Hợp kim của nhôm cũng được ứng dụng vào ngành công nghiệp cơ khí. Các loại máy móc trong sản xuất, xây dựng đều được chế tạo từ hợp kim nhôm.

Trong cuộc sống hằng ngày, các món đồ gia dụng: rổ, rá, xoong nồi, chảo,…hay nội ngoại thất như: cửa, cổng, cầu thang, bàn, ghế,…cũng sử dụng loại hợp kim này. Bàn ghế thường có phần chân được làm từ hợp kim nhôm đúc với độ bền cao, tính thẩm mỹ vượt trội. Ngoài ra, với ghế xoay, phần piston cũng được làm từ chất liệu này.

Các linh kiện điện tử như: điện thoại, laptop, đồng hồ, máy tính bảng,…cũng có những chi tiết sử dụng hợp kim của nhôm.

Hợp kim của nhôm không chỉ mang nhiều ứng dụng hữu ích. Nó còn có thể tái chế và tái sử dụng như hợp kim vừa mới chế biến. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm nguồn tài nguyên mà còn giúp bảo vệ môi trường tốt hơn.

Xem thêm:

• Mạ crom là gì, những ưu điểm và hạn chế
• Sơn tĩnh điện là gì, những ưu điểm vượt trội của nó