Användning av aluminiumlegering i biltillverkning

Anledningen till användningen av aluminiumplåtmaterial i biltillverkning är dess kombination av låg vikt och hög hållfasthet. Styrkan hos aluminiumlegering är lägre än hos stål, men densiteten för aluminiumlegering är cirka 2,7 g/cm³, som handlar om 1/3 av stål (stålets densitet är 7,85 g/cm³). Tjockare specifikationer kan kompensera för bristen på styrka .

Användning av aluminiumlegering i biltillverkning

Aluminiumplåtmaterial är alltid en legering, och aluminiumlegeringar klassificeras efter deras legeringssammansättning, identifieras med ett fyrsiffrigt nummer (Se följande tabell). Den första siffran i legeringsklassificeringen betecknar gruppen (dvs. de viktigaste legeringselementen) och andra siffror betecknar den specifika legeringen. Legeringen följs vanligtvis av en materialhärdningskod, specificering av den termomekaniska behandlingen under produktionen (O för härdat material, H för arbetshärdat material, T för värmebehandlat material).

En annan viktig skillnad mellan aluminiumlegeringar är deras känslighet för värmebehandling. Värmebehandlade legeringar innehåller element som magnesium, kisel, koppar, och zink som inte är lättlösligt i aluminium vid lägre temperaturer. När dessa element fälls ut från matrisen, de bildar partiklar av stärkande material (till exempel, Mg2Si i 6xxx legeringar), vilket ökar hållfastheten och korrosionsbeständigheten hos aluminiumplåten.
Nederbörd kan ske under värmebehandling eller vid rumstemperatur. Det senare kallas naturligt åldrande. Det finns ett optimalt värde för nederbördshärdning; om värmebehandlingen varar för länge, hållfastheten i materialet minskar och materialet blir överåldrat.
Vissa legeringar, typ 6xxx (AlMgSi) och 7xxx (AlZnMg) ålder härdar kontinuerligt under lång tid, vilket begränsar deras hållbarhet när det gäller formbarhet.

1xxx-serien består av kommersiellt rena aluminiumlegeringar. De är mycket väder- och korrosionsbeständiga och har god formbarhet (och svetsbarhet), men deras låga styrka gör dem olämpliga för kaross- och chassiapplikationer. De kan användas för andra komponenter såsom ljusreflektorer.

3xxx-seriens legeringar är starkare samtidigt som de bibehåller hög formbarhet (och svetsbarhet) till låg kostnad. Deras hållfasthetsnivåer är i allmänhet inte tillräckliga för strukturella tillämpningar, men många 3xxx-plåtar används indirekt i form av lödplåtar av aluminium (3xxx klädd 4xxx), aluminiumplåt för bil är det huvudsakliga materialet som används för att tillverka värmeväxlare för fordonstillämpningar.

Legeringar i 5xxx-gruppen är i allmänhet starkare än legeringar i 3xxx-gruppen eftersom magnesium är en effektivare förstärkare än mangan (mangan tillsätts också till 5xxx-legeringarna för att ytterligare förbättra arbetshärdbarheten). Arbetshärdade 5xxx-legeringar är mycket starka och lämpliga för strukturella applikationer.
Bland 5-seriens legerade aluminiumplåtar, 5083, 5754, 5052 aluminiumplåt, etc. används ofta inom biltillverkning.

6xxx-seriens legeringar kan värmebehandlas efter formning för att öka styrkan genom att fälla ut Mg2Si. Hög formnoggrannhet och ytutseende gör dessa legeringar lämpliga för tillverkning av profiler. Eftersom uppvärmning minskar styrkan, särskilda försiktighetsåtgärder kan behöva vidtas vid svetsning av dessa legeringar.

7xxx-seriens legeringar kan fällningshärdas till mycket höga hållfasthetsnivåer; faktiskt de högsta hållfasthetsnivåerna som uppnåtts i aluminium. Naturligt åldrande gör att dessa legeringar ökar i styrka och minskar i formbarhet över tiden.

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