Aplikácia hliníkovej zliatiny vo výrobe automobilov

Dôvodom použitia hliníkového plechového materiálu pri výrobe automobilov je jeho kombinácia nízkej hmotnosti a vysokej pevnosti. Pevnosť hliníkovej zliatiny je nižšia ako pevnosť ocele, ale hustota hliníkovej zliatiny je asi 2,7 g/cm³, o ktorej ide 1/3 z ocele (hustota ocele je 7,85 g/cm³). Hrubšie špecifikácie môžu nahradiť nedostatok pevnosti .

Aplikácia hliníkovej zliatiny vo výrobe automobilov

Materiál hliníkového plechu je vždy zliatina, a hliníkové zliatiny sú klasifikované podľa ich zloženia zliatiny, identifikovaný štvormiestnym číslom (Pozrite si nasledujúcu tabuľku). Prvé číslo v klasifikácii zliatin označuje skupinu (t.j. hlavné legujúce prvky) a ďalšie čísla označujú konkrétnu zliatinu. Po zliatine zvyčajne nasleduje kód teploty materiálu, špecifikujúce termomechanické spracovanie pri výrobe (O pre temperovaný materiál, H pre mechanicky spevnený materiál, T pre tepelne spracovaný materiál).

Ďalším dôležitým rozdielom medzi zliatinami hliníka je ich citlivosť na tepelné spracovanie. Tepelne spracovateľné zliatiny obsahujú prvky ako horčík, kremík, meď, a zinok, ktoré nie sú ľahko rozpustné v hliníku pri nižších teplotách. Keď sa tieto prvky vyzrážajú z matrice, tvoria častice spevňujúceho materiálu (napríklad, Mg2Si v zliatinách 6xxx), čo zvyšuje pevnosť a odolnosť hliníkového plechu voči korózii.
K zrážaniu môže dôjsť počas tepelného spracovania alebo pri izbovej teplote. To druhé sa nazýva prirodzené starnutie. Existuje optimálna hodnota pre precipitačné vytvrdzovanie; ak tepelná úprava trvá príliš dlho, znižuje sa pevnosť materiálu a dochádza k prestarnutiu materiálu.
Niektoré zliatiny, ako 6xxx (AlMgSi) a 7xxx (AlZnMg) veku tvrdnúť nepretržite po dlhú dobu, čo obmedzuje ich trvanlivosť z hľadiska tvarovateľnosti.

1Séria xxx pozostáva z komerčne čistých hliníkových zliatin. Sú vysoko odolné voči poveternostným vplyvom a korózii a majú dobrú tvarovateľnosť (a zvárateľnosť), ale ich nízka pevnosť ich robí nevhodnými pre aplikácie karosérie a podvozku. Môžu byť použité pre iné komponenty, ako sú svetelné reflektory.

3Zliatiny radu xxx sú pevnejšie pri zachovaní vysokej tvarovateľnosti (a zvárateľnosť) pri nízkych nákladoch. Ich úrovne pevnosti vo všeobecnosti nie sú dostatočné pre konštrukčné aplikácie, ale mnoho plechov 3xxx sa používa nepriamo vo forme hliníkových spájkovacích plechov (3xxx opláštené 4xxx), hliníkový plech na auto je hlavným materiálom používaným na výrobu výmenníkov tepla pre automobilové aplikácie.

Zliatiny v skupine 5xxx sú vo všeobecnosti pevnejšie ako zliatiny v skupine 3xxx, pretože horčík je účinnejší spevňovač ako mangán (mangán sa tiež pridáva do zliatin 5xxx na ďalšie zlepšenie tvrditeľnosti). Pracovne tvrdené zliatiny 5xxx sú veľmi pevné a vhodné pre konštrukčné aplikácie.
Medzi 5-sériou zliatinových hliníkových plechov, 5083, 5754, 5052 hliníkový list, tam. sa bežne používajú pri výrobe automobilov.

6Zliatiny série xxx môžu byť po tvarovaní tepelne spracované, aby sa zvýšila pevnosť vyzrážaním Mg2Si. Vysoká tvarová presnosť a vzhľad povrchu predurčujú tieto zliatiny na výrobu profilov. Pretože zahrievanie znižuje pevnosť, pri zváraní týchto zliatin môže byť potrebné prijať osobitné opatrenia.

Zliatiny radu 7xxx môžu byť precipitátne vytvrdené na veľmi vysokú úroveň pevnosti; v skutočnosti najvyššie úrovne pevnosti dosiahnuté pri hliníku. Prirodzené starnutie spôsobuje, že tieto zliatiny časom zvyšujú pevnosť a znižujú ťažnosť.

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