Uporaba aluminijeve zlitine v avtomobilski proizvodnji

Razlog za uporabo materiala iz aluminijaste pločevine v avtomobilski proizvodnji je njegova kombinacija majhne teže in visoke trdnosti.. Trdnost aluminijeve zlitine je nižja od trdnosti jekla, vendar je gostota aluminijeve zlitine približno 2,7 g/cm³, ki je približno 1/3 tistega iz jekla (gostota jekla je 7,85 g/cm³). Debelejše specifikacije lahko nadomestijo pomanjkanje trdnosti .

Uporaba aluminijeve zlitine v avtomobilski proizvodnji

Aluminijasta pločevina je vedno zlitina, in aluminijeve zlitine so razvrščene glede na sestavo zlitin, označena s štirimestno številko (Oglejte si naslednjo tabelo). Prva številka v klasifikaciji zlitin označuje skupino (tj. glavni legirni elementi) in druge številke označujejo določeno zlitino. Zlitini običajno sledi šifra stanja materiala, določitev termomehanske obdelave med proizvodnjo (O za kaljen material, H za utrjen material, T za toplotno obdelan material).

Druga pomembna razlika med aluminijevimi zlitinami je njihova občutljivost na toplotno obdelavo. Zlitine, ki jih je mogoče toplotno obdelati, vsebujejo elemente, kot je magnezij, silicij, baker, in cink, ki pri nižjih temperaturah niso dobro topni v aluminiju. Ko se ti elementi izločijo iz matrice, tvorijo delce utrjevalnega materiala (na primer, Mg2Si v zlitinah 6xxx), kar poveča trdnost in odpornost proti koroziji aluminijaste pločevine.
Med toplotno obdelavo ali pri sobni temperaturi lahko pride do obarjanja. Slednje imenujemo naravno staranje. Obstaja optimalna vrednost za precipitacijsko utrjevanje; če toplotna obdelava traja predolgo, trdnost materiala se zmanjša in material postane prestaran.
Nekatere zlitine, kot 6xxx (AlMgSi) in 7xxx (AlZnMg) starost strdi neprekinjeno dolgo časa, kar omejuje njihov rok trajanja v smislu oblikovanja.

1Serija xxx je sestavljena iz komercialno čistih aluminijevih zlitin. So zelo odporni na vremenske vplive in korozijo ter se dobro oblikujejo (in varivost), vendar so zaradi nizke trdnosti neprimerni za karoserije in podvozja. Uporabljajo se lahko za druge komponente, kot so svetlobni odsevniki.

3Zlitine serije xxx so močnejše, hkrati pa ohranjajo visoko sposobnost oblikovanja (in varivost) po nizki ceni. Njihove ravni trdnosti na splošno niso zadostne za strukturne aplikacije, vendar se veliko plošč 3xxx uporablja posredno v obliki aluminijastih plošč za spajkanje (3xxx oblečen 4xxx), aluminijasta pločevina za avto je glavni material, ki se uporablja za izdelavo toplotnih izmenjevalcev za avtomobilske aplikacije.

Zlitine v skupini 5xxx so na splošno močnejše od zlitin v skupini 3xxx, ker je magnezij učinkovitejši utrjevalec kot mangan (zlitinam 5xxx je dodan tudi mangan za dodatno izboljšanje delovne utrjenosti). Utrjene zlitine 5xxx so zelo močne in primerne za konstrukcijske aplikacije.
Med ploščami iz aluminijaste zlitine serije 5, 5083, 5754, 5052 aluminijasta pločevina, itd. se običajno uporabljajo v avtomobilski industriji.

6Zlitine serije xxx se lahko po oblikovanju toplotno obdelajo, da se poveča trdnost z obarjanjem Mg2Si. Zaradi visoke natančnosti oblike in videza površine so te zlitine primerne za izdelavo profilov. Ker segrevanje zmanjša moč, pri varjenju teh zlitin bodo morda potrebni posebni previdnostni ukrepi.

Zlitine serije 7xxx je mogoče precipitacijsko utrditi do zelo visokih stopenj trdnosti; pravzaprav najvišje ravni trdnosti, dosežene pri aluminiju. Zaradi naravnega staranja se tem zlitinam sčasoma poveča trdnost in zmanjša duktilnost.

Vir članka: https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/aluminum-sheet