淺談鋁合金的性能及其在汽車上的應用

趙生蓮

摘 要：鋁合金具有比重小，比強度高，良好的成形性能、力學性能、物理性能以及工藝性能、易回收再生的優(yōu)點，因此鋁合金廣泛用于汽車部件上。

關鍵詞：鋁合金；汽車

鋁合金是工業(yè)中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶鋁合金及化學工業(yè)中已大量應用。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。隨著汽車節(jié)能、減輕重量的訴求，汽車用鋁板將逐漸替代鋼板，未來，汽車用鋁板將有很大的市場，主要用于汽車引擎蓋和車門。鋁合金車輪是鋁合金在汽車上第二個應用廣泛的領域，因為質輕、散熱性好并具有良好的外觀，鋁合金車輪逐漸代替了鋼輪轂。

1純鋁及鋁合金的性能

鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素，含量高于7%。純鋁的密度?。é?2.7g/cm3），大約是鐵的1/3，熔點低（660℃），鋁是面心立方結構，故具有很高的塑性（δ=32～40%，ψ=70～90%），易于加工，可制成各種型材、板材。抗腐蝕性能好，但是純鋁的強度很低，退火狀態(tài)σb值約為8kgf/mm2，故不宜作結構材料。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優(yōu)點的同時還能具有較高的強度，σb值分別可達24～60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”（強度與比重的比值σb/ρ）勝過很多合金鋼，成為理想的結構材料。

2鋁合金在汽車上的應用

2.1汽車引擎蓋

汽車引擎蓋能降低發(fā)動機噪音的時候，能夠同時隔離由于發(fā)動機工作時產生的熱量，有效保護引擎蓋表面上的漆面，防止老化。其作用有：

空氣導流。對于在空氣中高速運動物體，氣流在運動物體周邊產生的空氣阻力和擾流會直接影響運動軌跡和運動速度，通過引擎蓋外形可有效調整空氣相對汽車運動時的流動方向和對車產生的阻礙力作用，減小氣流對車得影響。通過導流，空氣阻力可分解成有益力，力高前輪輪胎對地的力量，有利于車的行駛穩(wěn)定。流線型引擎蓋外觀基本是依照這個原理設計的。

保護發(fā)動機及周邊管線配件等。引擎蓋下，都是汽車重要的組成部分，包括發(fā)動機、電路、油路、剎車系統(tǒng)以及傳動系統(tǒng)等等。對車輛至關重要。通過提高引擎蓋強度和構造，可充分防止沖擊、腐蝕、雨水、及電干擾等不利影響，充分保護車輛的正常工作。

美觀。車輛外觀設計是車輛價值的一個直觀體現，引擎蓋作為整體外觀的一個重要組成部分，有著至關重要的作用，賞心悅目，體現整體汽車的概念。

輔助駕駛視覺。駕駛員在駕駛汽車過程中，前方視線和自然光的反射對駕駛員正確判斷路面和前方狀況至關重要，通過引擎蓋的外形可有效調整反射光線方向和形式，從而降低光線對駕駛員的影響。

防止意外。引擎工作在高溫高壓易燃環(huán)境下，存在由于過熱或者是原件意外損壞而發(fā)生爆炸或者是燃燒、泄露等事故，引擎蓋可有效阻擋因爆炸引起的傷害，起到防護盾作用。有效阻隔空氣和阻止火焰的蔓延，降低燃燒風險和損失。

因鋁合金具有質量輕、高強度、良好的散熱性、尺寸精度高、以及減震性好、容易制造等優(yōu)點，所以用于汽車引擎蓋的制造。

2.2汽車車門

車門是為駕駛員和乘客提供出入車輛的通道，并隔絕車外干擾，在一定程度上減輕側面撞擊，保護乘員。汽車的美觀也與車門的造型有關。車門的好壞，主要體現在，車門的防撞性能，車門的密封性能，車門的開合便利性，當然還有其它使用功能的指標等。防撞性能尤為重要，因為車輛發(fā)生側碰時，緩沖距離很短，很容易就傷到車內人員。

由于鋁合金具有質量輕、良好的減震性以及優(yōu)良的工藝性能，所以用于汽車車門的制造。

2.3車輪

車輪是介于輪胎和和車軸之間所承受負荷的旋轉組件，通常由兩個主要部件輪輞和輪輻組成（GB/T2933―2009）。輪輞是在車輪上安裝和支承輪胎的部件，輪輻是在車輪上介于車軸和輪輞之間的支承部件。車輪除上述部件外，有時還包含輪轂。

因鋁合金輪轂具有質量輕、高強度、良好的散熱性、尺寸精度高、以及減震性好、容易制造等優(yōu)點，其在發(fā)達汽車工業(yè)國家的使用率己達80%。

2.4發(fā)動機的氣缸體和氣缸蓋

鋁合金具有良好的導熱性和耐腐蝕性，能滿足發(fā)動機的氣缸體和氣缸蓋對材料的要求，因此用于制造發(fā)動機的氣缸體和氣缸蓋。

2.5散熱器

鋁合金具有良好的導熱性和耐腐蝕性，所以用于汽車上散熱器的制造。

3結束語

使用輕量化材料是實現汽車輕量化的重要途徑，而鋁是應用得比較成熟的輕量化材料。

參考文獻：

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（作者單位：攀枝花學院）