Aplikace hliníkové slitiny ve výrobě automobilů

Důvodem pro použití hliníkového plechového materiálu při výrobě automobilů je jeho kombinace nízké hmotnosti a vysoké pevnosti. Pevnost hliníkové slitiny je nižší než pevnost oceli, ale hustota hliníkové slitiny je asi 2,7 g/cm³, o které jde 1/3 toho z oceli (hustota oceli je 7,85 g/cm³). Tlustší specifikace mohou nahradit nedostatek pevnosti .

Aplikace hliníkové slitiny ve výrobě automobilů

Materiál hliníkového plechu je vždy slitina, a hliníkové slitiny jsou klasifikovány podle jejich složení slitiny, identifikován čtyřmístným číslem (Viz následující tabulka). První číslo v klasifikaci slitin označuje skupinu (tj. hlavní legující prvky) a další čísla označují konkrétní slitinu. Za slitinou obvykle následuje kód teploty materiálu, specifikující termomechanické zpracování při výrobě (O pro temperovaný materiál, H pro mechanicky zpevněný materiál, T pro tepelně zpracovaný materiál).

Dalším důležitým rozdílem mezi slitinami hliníku je jejich citlivost na tepelné zpracování. Tepelně zpracovatelné slitiny obsahují prvky jako hořčík, křemík, měď, a zinek, které nejsou snadno rozpustné v hliníku při nižších teplotách. Když se tyto prvky vysrážejí z matrice, tvoří částice zpevňujícího materiálu (například, Mg2Si ve slitinách 6xxx), což zvyšuje pevnost a odolnost hliníkového plechu proti korozi.
Srážení může nastat během tepelného zpracování nebo při pokojové teplotě. To druhé se nazývá přirozené stárnutí. Existuje optimální hodnota pro precipitační zpevnění; pokud tepelné zpracování trvá příliš dlouho, pevnost materiálu klesá a materiál se stárne.
Některé slitiny, jako 6xxx (AlMgSi) a 7xxx (AlZnMg) věku tvrdnout nepřetržitě po dlouhou dobu, což omezuje jejich trvanlivost z hlediska tvarovatelnosti.

1Řada xxx se skládá z komerčně čistých hliníkových slitin. Jsou vysoce odolné vůči povětrnostním vlivům a korozi a mají dobrou tvarovatelnost (a svařitelnost), ale jejich nízká pevnost je činí nevhodnými pro aplikace na karoserii a podvozky. Mohou být použity pro další komponenty, jako jsou světelné reflektory.

3Slitiny řady xxx jsou pevnější při zachování vysoké tvárnosti (a svařitelnost) za nízkou cenu. Jejich úrovně pevnosti obecně nejsou dostatečné pro konstrukční aplikace, ale mnoho plechů 3xxx se používá nepřímo ve formě hliníkových pájecích plechů (3xxx opláštěné 4xxx), hliníkový plech na auto je hlavním materiálem používaným k výrobě výměníků tepla pro automobilové aplikace.

Slitiny ve skupině 5xxx jsou obecně pevnější než slitiny ve skupině 3xxx, protože hořčík je účinnější ztužovač než mangan (mangan se také přidává do slitin 5xxx, aby se dále zlepšila mechanická kalitelnost). Pracovně zpevněné slitiny 5xxx jsou velmi pevné a vhodné pro konstrukční aplikace.
Mezi řadami 5 hliníkových plechů ze slitiny, 5083, 5754, 5052 hliníkový plech, atd. se běžně používají při výrobě automobilů.

6Slitiny řady xxx lze po tváření tepelně zpracovat pro zvýšení pevnosti vysrážením Mg2Si. Vysoká tvarová přesnost a vzhled povrchu činí tyto slitiny vhodnými pro výrobu profilů. Protože zahřívání snižuje pevnost, Při svařování těchto slitin může být nutné přijmout zvláštní opatření.

Slitiny řady 7xxx lze precipitačně kalit na velmi vysokou pevnost; ve skutečnosti nejvyšší úrovně pevnosti dosažené u hliníku. Přirozené stárnutí způsobuje, že tyto slitiny časem zvyšují pevnost a snižují tažnost.

Zdroj článku: https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/aluminium-sheet