Aluminijumske legure visoke čvrstoće za upotrebu u automobilskoj industriji: Poređenje

KRATKO

Одабир одговарајућих високочврстих алуминијумских легура за употребу у аутомобилској индустрији подразумева равнотежу између специфичних захтева у погледу перформанси. Легуре серије 7000 имају највишу чврстоћу, сличну челику, али представљају изазов у заваривању и су скупље. Легуре серије 6000 пружају свестран баланс добре чврстоће, обрадивости и отпорности на корозију, због чега су популаран избор за структурне делове. Легуре серије 5000 истичу се отпорношћу на корозију и лаким заваривањем, што их чини идеалним за табле кућишта и компоненте изложене неповољним условима.

Преглед кључних серија високочврстих алуминијумских легура

У потрази за лакшим аутомобилима, легуре алуминијума постале су незаобилазни материјали. Класификују се у серије на основу примарних легираних елемената, који одређују њихова механичка својства и погодност за различите примене. Разумевање ове класификације је први корак у одабиру оптималног материјала. Најзначајније серије за високочврста возила су серије 2000, 5000, 6000 и 7000.

серија 2000 (Al-Cu)

Легуре серије 2000 користе бакар (Cu) као свој главни легирани елемент. Ова додатна компонента резултира изузетном чврстоћом, са механичким особинама које могу бити упоредиве са благом челиком. Ове легуре, као што су 2014 и 2024, могу се топлотно обрађивати ради постизања веома високе чврстоће. Међутим, ова чврстоћа долази са значајним компромисом: садржај бакра их чини подложнијим корозији у односу на друге серије алуминијума. Због тога, често захтевају заштитне премазе или се користе у применама где нису директно изложени корозивним елементима. Њихова висока чврстоћа чини их погодним за структурне делове као што су амортизери и одређени моторни делови.

серија 5000 (Al-Mg)

Пре свега леагирана са магнезијем (Мг), 5000 серија је позната по својој одличној отпорности на корозију, посебно у морским или соларним водама. Легуре попут 5052 и 5083 нису топлотне обраде, али се могу значајно ојачати кроз тврдоће на стрес (урабоћено тврдоће). Ова серија нуди добру заваривост и формабилност, што је чини главном кандидатом за аутомобилске панеле тела као што су врата, капе и унутрашње структуре. 5083 легура, посебно, позната је по изузетним перформансима у екстремним окружењима и најјача је од нетермотерапираних легура.

6000 серије (АЛ-МГ-СИ)

Серија 6000, која садржи и магнезијум (Мг) и силицијум (Си), представља свестрану и широко коришћену класу легова. Легуре попут 6061 и 6082 пружају жељну комбинацију добре чврстоће, одличне отпорности на корозију и добре формабилности. Кључна предност је њихова одлична екструдибилност, што им омогућава да се формирају у сложене облике за структурне апликације као што су свемирски оквири, појачање бампера и преткрсни чланови. Они се топлотно обрађују, а њихова чврстоћа се може додатно побољшати кроз процес који се зове оштрење пекања након процеса боје возила, што их чини идеалним за спољне панеле куза.

серија 7000 (АЛ-ЗН)

Луга 7000 серије, са цинком (Зн) као примарним елементом легувања, најјачи су од свих алуминијумских легова, са нивоима чврстоће који могу да се такмиче са неким челикама. Легуре попут 7075 се топлотно обрађују како би се постигла изузетно висока чврстоћа на истезање и умор. То их чини идеалним за компоненте са великим стресом и критичне за безбедност, као што су појачање бранаца, ударане блеске врата и компоненте суспензије. Међутим, њихова висока чврстоћа је уравнотежена нижом отпорношћу на корозију у поређењу са серијама 5000 и 6000 и значајним изазовима у заваривању, што може ограничити њихову примену и повећати комплексност производње.

Детално поређење: 5000 против 6000 против 7000 серије легура

Избор између примарних силова алуминијума захтева директну поређење њихових основних својстава. За аутоинжењере и дизајнере, одлука зависи од специфичних захтева за компоненту, било да је то максимална чврстоћа, издржљивост у корозивном окружењу или лакоћа производње. Следећа табела и анализа раздвајају кључне разлике између ових три водеће породице легова.

Анализа трговања

Подаци из табеле истичу јасан образац компромиса. У serija 7000 , на пример 7075, је неоспорна лидер у снази. То га чини избором за апликације у којима су перформансе и безбедност под екстремним оптерећењима најважнији. Међутим, као што су приметили извори из индустрије и произвођачи, ова чврстоћа долази на штету лоше завариваности и веће подложности раскопавању корозијом стреса, што мора бити управљано пажљивим дизајном и топлотном обрадом.

Насупрот томе, serija 5000 , посебно легура као што је 5083, нуди најбољу отпорност на корозију и заваривање. То га чини идеалним за компоненте које је сложено произвести или које ће бити изложене елементима без обимних заштитних премаза. Иако не може да се подудара са врхунском чврстошћу серије 7000, његова издржљивост и лакоћа производње чине га веома вредним за куповине возила и поморске апликације.

The 6000 Serija , са легурама као што је 6082, постиже стратешку равнотежу. Често се назива "структурном" легуром јер пружа добру, поуздану чврстоћу и веома добру отпорност на корозију без производних потешкоћа серије 7000. Његова одлична екструдибилност чини га савршеном за стварање сложених профила потребних за основне оквире возила и безбедносне структуре, представљајући практичан компромис за широк спектар аутомобилских делова.

Примарне апликације у аутомобилу и препоручене легуре

Примена ових техничких својстава на компоненте из стварног света открива како се различите легуре стратешки распоређују широм возила како би се оптимизирале перформансе, безбедност и ефикасност производње. Сваки део аутомобила има своје карактеристике, што диктује идеални избор материјала.

Структуре тела и оквири (Тло у белом)

Основна структура возила, позната као тело у белом (BIW), захтева комбинацију чврстоће, крутости и чврстоће у сукобу. У 6000 Serija легуре су овде веома вољене због њихове одличне екструдибилности. Легуре попут 6005C и SG109 користе се за стварање сложених, шупљих профила за свемирске оквире и бочне праге. За апликације листова у оквиру BIW, као што су подови и стубови, висока формабилност serija 5000 легуре као што су 5182 и ГЦ45 често се користе.

Затварачки панели и спољне површине

Спољашњи панели као што су капе, врата и крила имају приоритет формабилности, завршног облика површине и отпорности на убоде. Тепло обрађивање 6000 Serija легуре су најбољи избор јер се лако могу формирати и затим јачати током циклуса печења боје (поштовање познато као тврдоћа печења). То даје издржљив, лаган панел који држи свој облик. У serija 5000 такође се користи због своје добре формабилности, посебно за унутрашње панеле.

Системи за управљање несрећама и компоненте високе чврстоће

Компоненте дизајниране за безбедност од судара, као што су појачање бранаца и ударачке греде врата, захтевају највећу могућу чврстоћу да би апсорбовале енергију и штитиле становнике. Ово је место где serija 7000 одличан. Легуре као што су 7003 и ZK55 су посебно дизајниране за ове апликације. Високо чврсто 6000 Serija легуре се такође користе за бране и друга структурна појачања. За ове специјализоване делове, кључно је снабдевање прецизним компонентама. За аутомобилске пројекте који захтевају такве делове високих перформанси, размислите о прилагођеном алуминијуму који се извлачи од специјализованог партнера. Шаои метална технологија нуди комплексну услугу једног заустављања , од брзе производње прототипа до производње у великој мери под строгим ИАТФ 16949 сертификованим системом квалитета, испоручујући чврсте и лаге делове прилагођене тачним спецификацијама.

Компоненте вешања и погонског система

Завезивање рукава, веза, вилица вала и точкови захтевају високу чврстоћу за умору да би издржали константна динамичка оптерећења. Ковани делови направљени од 6000 Serija легуре као што је 6061 и високо чврсте варијанте као што је SG10 су уобичајени избор. У serija 7000 , са својом супериорном чврстоћом у умору, такође се користи у високо-производним системима суспензије и компонентама као што су шаренице сигурносних појаса.

Često postavljana pitanja

1. у вези са Који је најбољи алуминијум за аутомобил?

Не постоји једна "најбоља" алуминијумска легура за употребу у аутомобилу, јер идеални избор у потпуности зависи од специфичне апликације. Међутим, серија 6000 (као што су 6061 и 6082) често се сматра најупроставанијом и широко се користи за структурне компоненте као што су оквири и делови шасије због одличне равнотеже чврстоће, отпорности на корозију, формабилности и трошкова. За панеле куза, алјазе серије 5000 пожељне су због њихове супериорне отпорности на корозију и формабилности, док су алјазе серије 7000 резервисане за високо стресне, безбедносно критичне делове као што су бампер греда где је максимална чврстоћа главни приоритет.

2. Уколико је потребно. Да ли је алуминијум 5052 јачи од алуминијума 6061?

Не, 6061 алуминијум има већу крајњу чврстоћу на истезање и чврстоћу на износ од 5052 алуминијума, посебно након топлотне обраде. Међутим, снага није једини фактор. 5052, део серије 5000, нуди супериорну чврстоћу у умору и значајно бољу отпорност на корозију, посебно у соленој води или високо корозивном окружењу. Стога, док је 6061 јачи у статичком смислу, 5052 може бити трајнији избор за апликације које укључују вибрације или излагање тешким условима где висока чврстоћа на истезање није примарни захтев.