2011-8-3 22:04| 發布者: 中國汽車材料網| 檢視: 42| 評論: 0|原作者: neishi
摘要:鋁的比重（2.7g/cm3）不及鋼鐵（7.
6g/cm3）和銅（8.5g/cm3）的一半。作為一種理想的輕質材料，鋁的潛在優勢變得越來越明顯。
當然，這僅僅是一種簡單的比較。實際上，每一種汽車零部件的材料選擇，也要考慮它的專用設計和效能準則。這些準則與具體的效能指標有關，比如機械強度、硬度以及重量等。
交通領域鋁的應用不但可以減重和提公升燃油效率，同時，也能降低溫室氣體的排放。選擇輕型材料，材料自身特點可以達到減重目的；此外，零部件採用某些加工工藝，可以進一步減輕車體重量。舉例來說，較為複雜的金屬鋁多孔擠壓件，或者高強度薄壁真空鋁壓鑄件等，均拓展了新設計空間。
在2023年，在奧迪公司設計a8模型的時候，在材料選擇方面也面臨抉擇，要麼選用鋼製的，總重量達441千克，要麼選用鋁製材料替代，重量也相應降到了247千克。一旦該車型最後決定使用鋁作為車身材料，那麼，其他一些額外的減重措施也在考慮之中。比如，為了滿足車輛設定的效能要求（加速，里程油耗），乙個更為小巧的發動機或油箱應運而生。
據奧迪公司稱，諸如此類的非直接減重達到了45千克，為直接減重量194千克的23%。也就是說，由於鋁製車身的使用，汽車整體重量實際上被有效地降低了239千克。對其他車輛減重效果的研究表明，二次減重的比例可達到直接減重數量的50%-100%。
安全性 卓越的設計和輕量化材料的結合可減少傷害、挽救生命。安全性是廠家設計和顧客選購汽車時的首選要素。當事故發生時，汽車必須能保護司機和乘客的安全。
另外，它還必須把對捲入汽車撞擊事件各方的損害均降到最小。
鋁恰好能很好地滿足以上這些目標，即不僅能使車重盡可能降低，而且效能達到最優。鋁合金的特性使得設計具有高強度和卓越碰撞能量吸收潛勢的、成本有效的輕型汽車部件成為可能。為了給事故當事人以最好的保護，汽車在設計上提供了乙個堅硬且穩定的乘客艙，以吸收撞擊能量的緩衝變形區域。
鋁單位質量的能量吸收能力是低碳鋼的兩倍，與新近開發的一些高強度鋼品種相比也具有優勢。與鋼部件相比，鋁部件的強度之所以高，原因在於兩個方面，首先鋁部件更厚（為了實現相同的功能，鋁部件一般要比鋼部件件厚約50%）；另外，特別使用閉合式鋁製擠壓材和卓越設計的高品質壓鑄件排除了部件間的介面，從而使鋁部件的強度更高。因此，在最大減重達40-50%的情況下，部件的強度仍然可以得到提公升。
為了保證汽車安全和事故發生時參與各方的安全，鋁是優先選擇的材料，它滿足了相關的要求，例如碰撞吸收能力、行人保護和較低的保養成本等等。這裡有幾個鋁密集型汽車案例，它們都有非常好的碰撞安全效能。奧迪a8車型在車身框架結構方面使用了大型的鋁壓鑄件和擠壓型材；捷豹xj車型車身則使用了大量鋁板材。
具有更廣泛代表意義的是鋁在當前混合材料設計汽車上，被廣泛應用於輕量化碰撞管理系統，例如在與鋼製車身混合設計中，除了鋁製汽車前端，其他應用包括前後保險槓、碰撞吸能盒、側翼撞擊防護系統等。
多樣性在設計輕型、低成本、高效的汽車結構方面，鋁的最大優勢就在於它的易成形性。對於鋁製的複雜儀錶盤，就可以採用多種工藝加工，包括從高效率的沖壓工藝一直到低成本小批量的加工工藝。同其他材料相比，鋁材乙個有趣的方面是，它可以加工成各種複雜形狀、不同壁厚的擠壓材、開口或閉合的型材等。
淨成型與近凈成型鋁部件可使用鍛壓或其他大規模成型技術來實現，但主要還是使用不同的鑄造加工工藝。
隨著鑄造工藝的不同，鋁鑄件的尺寸、形狀和效能範圍差異較大。擠壓材或隨後得到的加工材，還有高質量的薄壁鋁壓鑄件，不僅僅有助於增加負載能力和加固功能，同時還可以用來作連線部件。這樣一來，通過這些加工材的合理應用，就可以開發出新的、具有革命性的解決方案。
結果就是，通過部件之間的整合和應用功能的合成，大大地實現減重和成本壓縮。
除了結構化應用外，由於鋁合金具有其他的一些優點，比如卓越的熱傳輸、導電性能，也在交通行業得以應用。最明顯的例子就是散熱器、內燃機零件及電機等。鋁在交通運輸領域獲取成功的另一項關鍵因素在於裝配這一環節。
裝配的任務從不同合金牌號和產品形態（沖壓板、鑄件、加工過的擠壓件、鍛件等等）的鋁部件之間的連線到多材料之間的連線，包括鋁與鋼鐵、鎂、塑料和合成材料之間的連線。
經濟性鋁密集型汽車由於燃油經濟性的改善實現了成本經濟性。汽車製造商使用鋁為汽車減重，他們的焦點正逐漸轉向系統成本分析和生命週期成本分析，以改善駕駛效能、降低燃油消耗與汙染物排放。汽車製造業正不斷地考慮如何在乙個或多個汽車部件上全面實現減重，進而為其他汽車部件提供進一步減重和降低成本的機會。
研究表明，成本有效性的解決方案顯現於生鋁密集型的轎車和卡車身上。在一定條件下，大容量車輛採用鋁密集車經濟上是可行的。在使用過程中，這些鋁密集型的汽車可大大節約油耗，從而給消費者帶來實實在在的好處。
舉個例子，新型捷豹xj（jaguarxj），由於其採用了輕型的鋁合金車身結構及先進的動力系統，與同類使用鋼鐵結構的汽車相比，在使用期內的成本極低。另外，鋁在金屬**中憑藉其較高的廢料價值，在資助廢舊汽車處理的工作中扮演著重要角色。
**再生
鋁可以反覆利用，同時節約原鋁生產環節所需的95%的能源。交通領域中的鋁製品是業已存在的**系統的一部分，**再利用的鋁幾乎可用在任何領域，從而節約了原鋁生產的原料，降低了汙染物排放，並節約了大量的能源。目前，鋁在金屬**中憑藉其較高的廢料價值，在廢舊汽車處理的工作中扮演著重要角色。
鋁製汽車廢料在美國的消費**（2023年4月）為1830美元/噸，而鋼製汽車廢料**是400美元/噸。
而鋁用量的增加，由於其廢料價值為正，不僅可提公升汽車的價值，也可以增加汽車報廢後廢料的價值，同時降低需要在美國掩埋的非金屬廢料的數量。大量的高效率處理技術被用來**廢舊汽車中的鋁。還有一些正在應用或仍處於開發中的分類技術，可進一步提高**率和**材料的質量。
使用各種分離技術得到的鋁製廢料目前主要是加工成鋁鑄造合金，用來生產鑄件包括發動機罩、汽缸頭和變速箱。目前，車身中使用的鍛造鋁合金越來越多，因此，變形合金廢料也會不斷增加。因此，在未來數十年內，從汽車中分離收集的變形合金也會變得經濟可行。
時尚性在過去200年中，由創新的運輸解決方案所帶來的不斷增加的行動力一直是時尚的代名詞。經久不衰的時尚產品，包括汽車，其精髓均在於偉大的設計和高質量的材料。過去兩個世紀中，一些時尚汽車（還有一些建築、消費品、時裝配飾），都採用鋁，這不僅僅出於功能需要，也考慮了鋁能帶來的審美效果，以及它的經久耐用、可成形效能和後處理工藝的多樣性。
福特的氣流拖車，倫敦的愛神，菲利浦斯塔克的1006椅子，ipod以及寶馬328賽車等，都充分利用了鋁的輕型、高強度和耐用性，同時，在實現功能目標的同時，通過時尚的外表和感覺體現了各自的文化特徵。
鋁是流線型時代的一種上乘材料，它清潔、光滑、平整、新穎，可以鑄造和擠壓成擁有誘人曲線的產品外觀。鋁通訊（aluminumnews-letter）在一篇文章中報道了流線型火車的設計，「在擠壓零件形狀設計上，工程師不是設計滿足傳統零件形狀的結構，而是根據結構的輪廓，設計出需要滿足該結構的零件形狀」。更重要的是，鋁的輕質可帶來更高的執行速度。
進入飛機時代，鋁這一極具未來感的材料，以其時尚和功能兼備的性質，創造著現代運輸。在繼續發展高強度和減重等潛在優點的同時，鋁材已經成為海陸空交通工具的外觀表現材料。
耐久性即使不經過噴漆和塗覆，鋁也能抵抗外界腐蝕，從而避免某些競爭材料所要求的電化學處理、塗覆和噴漆。在沙漠酷熱、北極嚴寒，或者紫外線照射，鋁不會變脆，強度也不會降低。在合理的設計和生產條件下，鋁合金元件和結構件可以抵抗腐蝕。
因此，鋁成為交通運輸行業的首選材料。鋁是一種高活性金屬，易於迅速在空氣中氧化，形成一層透明的氧化鋁薄膜保護層，阻止氧氣和其他氣體或液體向更深處侵入。保護層貼附在金屬鋁的表面，它不會脫落，從而避免暴露更多的氧化面。
如果這一保護層遭到破壞，將會自動形成新的保護層，從而提供持續的保護。
在交通行業，遵循一些應用準則，可以避免鋁部件腐蝕問題。例如，兩種不同的金屬在諸如水等的電解質中發生接觸，就有可能會發生腐蝕。一種常見的腐蝕就發生在鋁構件與它們的鋼製緊韌體之間。
主要的預防方法是使用阻隔材料把鋁製元件與鋼製緊韌體分離開來，從而避免接觸。
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