Застосування алюмінієвого сплаву в автомобілебудуванні

Причиною використання листового алюмінію в автомобілебудуванні є його поєднання легкої ваги та високої міцності.. Міцність алюмінієвого сплаву нижча, ніж сталі, але щільність алюмінієвого сплаву становить приблизно 2,7 г/см³, про що йдеться 1/3 того, що зі сталі (щільність сталі 7,85 г/см³). Більш товсті характеристики можуть компенсувати недолік міцності .

Застосування алюмінієвого сплаву в автомобілебудуванні

Алюмінієвий листовий матеріал завжди є сплавом, Алюмінієві сплави класифікують за складом їх сплавів, ідентифікується чотиризначним числом (Дивіться наступну таблицю). Перше число в класифікації сплаву позначає групу (тобто. основні легуючі елементи) інші цифри позначають конкретний сплав. Після сплаву зазвичай йде код температури матеріалу, визначення термомеханічної обробки при виробництві (O для загартованого матеріалу, H для загартованого матеріалу, T для термообробленого матеріалу).

Ще однією важливою відмінністю алюмінієвих сплавів є їх чутливість до термічної обробки. Термічно оброблені сплави містять такі елементи, як магній, кремній, мідь, і цинку, які погано розчиняються в алюмінії при нижчих температурах. При цьому ці елементи виділяються з матриці, вони утворюють частинки зміцнюючого матеріалу (наприклад, Mg2Si в сплавах 6xxx), що підвищує міцність і корозійну стійкість алюмінієвого листа.
Випадання осаду може відбуватися при термічній обробці або при кімнатній температурі. Останнє називається природним старінням. Існує оптимальне значення дисперсійного твердіння; якщо термічна обробка триває занадто довго, міцність матеріалу знижується, і матеріал перестарюється.
Деякі сплави, як 6xxx (AlMgSi) і 7xxx (AlZnMg) вік загартовувати безперервно протягом тривалого часу, що обмежує термін їх зберігання з точки зору здатності до формування.

1Серія xxx складається з комерційно чистих алюмінієвих сплавів. Вони мають високу стійкість до атмосферних впливів та корозії та мають хорошу формувальність (і зварюваність), але їх низька міцність робить їх непридатними для кузова та шасі. Їх можна використовувати для інших компонентів, наприклад світловідбивачів.

3Сплави серії xxx міцніші, зберігаючи високу формувальність (і зварюваність) за низькою ціною. Їх рівень міцності, як правило, недостатній для конструкційних застосувань, але багато листів 3xxx використовуються опосередковано у формі алюмінієвих листів для пайки (3xxx одягнений 4xxx), алюмінієвий лист для автомобіля є основним матеріалом, який використовується для виробництва теплообмінників для автомобільного застосування.

Сплави групи 5xxx зазвичай міцніші за сплави групи 3xxx, оскільки магній є більш ефективним зміцнювачем, ніж марганець. (марганець також додається до сплавів 5xxx для подальшого покращення зміцнюваності). Загартовані сплави 5xxx дуже міцні та придатні для конструкцій.
Серед 5-ї серії сплав алюмінієвих листів, 5083, 5754, 5052 алюмінієвий лист, тощо. широко використовуються в автомобілебудуванні.

6Сплави серії xxx можна термічно обробити після формування для підвищення міцності шляхом осадження Mg2Si. Висока точність форми і зовнішній вигляд поверхні роблять ці сплави придатними для виробництва профілів. Тому що нагрівання знижує міцність, під час зварювання цих сплавів може знадобитися вживати спеціальних запобіжних заходів.

Сплави серії 7xxx можуть бути дисперсійно загартовані до дуже високого рівня міцності; фактично найвищий рівень міцності, досягнутий у алюмінію. Природне старіння призводить до збільшення міцності цих сплавів і зниження пластичності з часом.

Джерело статті: https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/aluminum-sheet