❶ 在汽車上為什麼鋁合金可以代替鋼材
有些抄材料並不是你想像中的那襲樣,鋁合金在我們常人看來好像是不如鋼結實,但是如果你要用相同重量的的鋁材料和相同重量的鋼做同一個梁可能鋁合金更勝一籌,在比如說塑料和碳看上去也不怎麼結實,碳纖維材料是用塑料和碳纖維絲復合而成,抗拉強度是鋼鐵的四倍,還有一個最後原因是地球上鋁原素是含量最多的金屬,儲量豐富可持續發展性好,不像鐵礦開采幾百年就沒有了!
❷ 汽車鋁車身和鐵的區別
汽車鋁車身和鐵的區別:
目前,市場上的骨架,有兩種取向,一種是鋼材車身。一種就是鋁制車身。而所謂的全鋁車身,就是使用鋁合金材料,取代鋼用作車身覆蓋件甚至結構框架的技術。全鋁車身的優點是,節能減排。2013款XF的整備質量大約1.9噸,全鋁車身之後整備質量大約為1.14噸。相差將近0.8噸。
也就是800公斤,一個成年男性80公斤計算,也就是一輛車上少了10個人。這個減重不可謂不大。由此,油耗降低,車身操控性更強。另外,鋁的剛性比鋼更強。鋁合金的強度為85mol。
而鋼的強度為40mol。如果有不放心的話,可以看看特斯拉的碰撞測試,特斯拉是鋁制車身,它的碰撞成績是優於很多鋼制車身的。航天領域廣泛使用鋁合金材料不是沒有原因的,另外鋁合金還有著抗腐蝕更耐磨的優點。
因為鋁有這么多優點,所以各家車企在車輛上換鋁的征途一直沒有停止過。以下你們應該經常能在一些高端品牌甚至一些有誠意的中端品牌中聽到過:全鋁發動機、鋁缸蓋、鋁控制臂、鋁副車架,這些都是以鋁代鐵的案例。
鋁這么好,為嘛大家不把車全部做成鋁制的?兩個原因:成本和技術。成本方面:每噸鋼材價格只有7000~8000元,而鋁合金卻要20000~30000元。為什麼賓士E級將鋁換成鋼材後,就可以節省那麼多成本給你裝更多的配置。
奧秘就在這里。對於一些廠商來說,消費者不太關心這個「傘骨」是什麼做的,多攢點配置可能更好賣。所以這一方面也制約著鋁制車身的應用。另一部分是用車成本,假如我不僅用鋁制的車身,連覆蓋件都用全鋁的。
那你開車的時候,切記要小心了,假如碰撞刮擦,到了4S店,首先鈑金有點困難了,上面說過,它的強度比鋼材高,要不敲不平,要不然容易給你敲碎了。其次,假如要噴漆,和鋼材車身也不一樣。鋁合金外有緻密氧化膜。
另外,鋁的屬性比較活潑,需要專用車間和技術來噴塗,所以這個價格,自己考慮下。技術方面:因為鋁制的硬度大,所以加工會更加困難。至於有多困難?鋁在加熱後會膨脹,而車身又必須焊接,焊接又必須要加熱。
恩,你自己想想吧。捷豹的XFL就自己聲稱,不直接焊接車身,而是用鉚釘連接焊接。也是一項大工程啊。全身有2700多顆鉚釘。除了加工困難,之前說的噴塗也是一件麻煩事,如果之前工廠是鋼材車身。
那麼鋁制車身就必須重新上一條噴塗生產線。凱迪拉克金橋工廠生產的CT6鋁合金車身佔比達到64%,這就需要生產線能夠支持鋼鋁混線生產,而另外對於很多車企來說,想要做到這一點需要建造級別更高的工廠了。
目前做到全鋁車身最有名的奧迪A8L,據說,有著極高的抗扭轉剛度,可以改變碰撞後的吸能路徑,保障駕駛室的完整性,最大程度地保護乘員。不過價格也是感人的。
❸ 汽車材料選擇合金鋼的原因
用鋁、還是用鋼?」這個問題始終困擾著汽車工程師。鋁合金一度威脅到汽車工業內鋼鐵在過去所扮演的領導地位,如果以鋁和製造鋼的原料鐵來相比,不但重量減輕了一半,抗腐蝕性也更優於鋼,但是鋁的價格也相對昂貴,且在製造和維修上都很困難。因此近年隨著超輕型高強度鋼板的問世,也使得鋁合金的優勢部分喪失。相對於鋁合金,不少汽車製造商更加傾向於選擇高強度碳鋼來替代普通鋼材,不過鋁和鋼之間的戰爭,可不會就這么輕易結束。
●車用鋁合金零件比重顯著增加
雖然消費者對於車輛安全性的要求越來越高,然而整個社會對於環保節能的呼聲也相對提高,因此也使得汽車製造商們不得不尋求更堅固、更輕薄的造車原料,而鋁與鋼之間的戰爭也正由此展開。
要製造一輛普通中型汽車必須耗去725公斤的鋼和鑄鐵,還要再加上350公斤的沖壓鋼板。相比之下,鋁合金在一款歐洲汽車內的所佔重量,則是從1990年的50增加到2005年的131.5公斤(多數仍用於發動機內部件與氣缸缸體),而且預計到了2010年還會再增加25公斤。跟製造鋼原料的鐵相比,鋁的重量不僅減輕了一半,其抗腐蝕能力也更優於鋼,種種特質也使得鋁更加受到汽車工程師們的青睞。
『奧迪A8的全鋁車身結構 』
在今天的汽車歷史中,已經出現過不少使用全鋁合金打造車身的市售車,包括本田的超級跑車NSX以及奧迪為了彰顯技術實力而推出的小型車A2,而目前在市面上仍在銷售的車型則有奧迪A8、R8和捷豹XJ是採用全鋁合金車身。其中捷豹XK更是將鋁合金技術與輕量化優勢發揮到極致,不僅車身零件結合總數從5,189個降至2,761個,車身剛性更一舉提高了48%,同時還大幅瘦身達到90kg的效果(從1685kg減重至1,595kg)!
『捷豹XK採用鋁合金技術,大大降低了車身重量,提升了操控性能 』
全新XK車系的功率輸出僅比起舊款車型小幅增加6hp,達到300hp的最大功率,但是在瘦身有成之後的重量/功率比,再加上懸吊系統的改良,換來的卻是平易近人、更加靈巧的操控與駕馭感受。目前捷豹車廠的銷售量12萬570輛與15年前被福特收購前相比,呈現倍數成長。
●高強度鋼材迎戰鋁合金
鋁合金的異軍突起讓車用鋼鐵供貨商們倍感壓力,因此他們也決定統一採取行動以對抗鋁的威脅。早在1995年,便已有32家跨國鋼鐵生產廠商聯合提出了「超輕碳鋼車身」的概念,這種採用高強度鋼材所製造的車身實現了更薄和更輕的結構,能使車身重量減輕達25%!輕薄化的車身確實提高了高強度鋼材的銷售數字,同時鋼鐵廠還對外宣稱,這種材料還有另一大好處,也就是讓汽車在EuroNCAP碰撞測試中得到更高的分數!
歐洲新車評測系統(European New Car Assessment Program)中的碰撞測試,目前已經發展成為是歐洲新車量產前的必要程序,也早已成為消費者在購車時重要的一項參考依據,當今一款新車要想獲得「不差」的安全聲譽,得要在碰撞測試中得到4至5顆星的評分。
根據沃爾沃安全中心工程師Marten Levenstam介紹,鋼材質量的提高使得汽車業者能夠製造出更具安全性的車身結構,並且還不增加車身重量。「您能用普通鋼材構成撞擊力道吸收區,用高強度鋼構成超級安全的乘坐區!」Marten Levenstam說,經得起強力撞擊的車型,才能得到NCAP更優異的評分,所以這對於汽車製造商們來說顯然頗具吸引力。
由於歐盟修改了汽車廢氣排放中的二氧化碳含量標准,將其限制在每公里130克,使得汽車設計師們的注意力也隨之轉移到能減輕車身重量的鋼合金上。普通鋼板的厚度通常為0.7到0.75mm,而今日的超強度鋼板厚度則僅有0.65mm甚至更薄,新款歐寶賽飛利的發動機蓋鋼板便只有0.6mm厚!
鋼鐵生產廠商Arcelor-Mittal、Robert Bosch GmbH與咨詢公司Arthur D. Little的分析結果得出了一個發人深省的結論:僅僅減輕車身重量就能節省約5%的燃油,並且通過這樣的方式來提高油耗表現,只需在每輛車上增加212歐元(約為2200人民幣)的成本以購買高強度鋼材。現有的省油科技包括可變氣門與進氣岐管、渦輪增壓和汽缸間歇功能等,卻絕對無法達到5%的節油效果,而且降低車身重量,還可有效減輕剎車系統的負荷並提高發動機效能。
●鋁合金的技術瓶頸
鋼鐵生產廠商Arcelor-Mittal認為,採用高張力鋼板來減輕車身重量是比較經濟的選擇,他們也預料隨著高張力鋼板達到更高的經濟規模,市售車的重量亦能夠進一步減輕。盡管鋁合金生產廠商無法反駁這一點,但是他們卻用另一種觀點對其提出質疑:如果想要降低二氧化碳的排放量,考慮到汽車的生命周期和資源回收性(鋁的回收比例高於鋼鐵),鋁顯然優於鋼!
『寶馬5系的車身結構,鋼制車身和鋁制車首』
除了奧迪和捷豹之外,對於推出「全鋁合金車款」有興趣的車廠至今仍寥寥無幾。寶馬製造了鋁鋼材料混用的車身結構,但是首要原因卻是基於平衡車身前後配重以提升操控性。寶馬5系即是鋼制車身和鋁制車首(主要在發動機蓋)的結合體實例,而X5僅在車身前半部用上了少數鋁合金零件,其整體結構仍為鋼制。
不過僅僅是這種混合結構,就已經使得製造成本增加了25%,而這還不是讓車廠頭痛的唯一原因,因為鋁在受熱後體積大幅膨脹的金屬特性,更使得鋁制車用零件的製造難度大大增加,在焊接車身時必須使用特製夾鉗,並採用特殊工藝才能將鋁制零件固定在特定位置。包括通用汽車在內的國際性大車廠仍無法將鋁合金廣泛應用在旗下各車型上,主要原因就是考慮到處理鋁制零件的特殊設備無法在遍布全球的組裝廠與維修點廣泛普及
❹ 高鐵列車車體用鋁合金而不用純鋁的原因是什麼
合金與純金屬相比,具有硬度大、熔點低、耐腐蝕性能好等特點.而使用鋁合金,除了以上優點外,還有密度小的優勢,可以減少動車的能量消耗.因此姿飢猛,高鐵列車車體用鋁合金材料而不用純鋁的原因是鋁合金質輕而堅硬。x0dx0ax0dx0a工業鋁型材是高鐵產業的重要組成部分,也就是高鐵車皮的主要材料。x0dx0a鋁型材是高鐵實現輕量化最好的材料。鋁合金的密度大約是鋼材密度的三分之一,而添加一定元素形成的合金具有比鋼合金更高的強度。因此在強度剛性滿足高鐵車廂安全要求的同時,使用鋁合金可以大大減輕高鐵列車車廂的自重。一般而言,一個高鐵車廂使用的鋁合金大概有10噸左右,整個車身的重量要比全部使用鋼材減輕30%-50%。x0dx0a鋁合金具有優良的耐火性和耐電弧性。雖然鋁的熔點要低於鋼的熔點,但車體的耐火耐電弧性不僅和材料的熔點相關,還與材料的導熱性相關。鋁合金材料與鋼鐵相比具有優良的導熱性,其散熱性比鋼要好。x0dx0a鋁合金具有更強的耐腐蝕性。鋁合金錶面易形成一層緻密的氧化膜,在大氣中具有很好的抗氧能力。因此鋁合金比鋼質車體具有更好的耐腐蝕性,特別是車體不易塗覆的部位。同時鋁合金錶面可以化學著色、上漆、噴塗,通過這些方法可進一步提高鋁構件的耐腐性。x0dx0a鋁合金有著優秀的塑性肢彎。隨著大型中空、復雜斷面鋁塑材的開發應用,鋁材焊接技術的不斷進步,鋁合金車輛製造技術日趨成熟鋁合金件的易於更換,不需除銹,適用於各種表面處理,便於維護,還可以回跡橋收的特點,是製造工藝大大簡化,製造所需工作量也較鋼質車體大大減少。從長期來看,鋁合金價格適中。鋁材價格較高,使得車輛製造成本增加,但由於鋁合金使得車輛輕量化,車輛的輕量化帶來了運能的增加,耗能的減少,維修的費用降低。有資料顯示,交通工具的重量每減少10%,燃料可節約8%。在報廢回收時,鋁型材產品可以實現100%回收,回收鋁型材循環再用可以減少95%的能源消耗。x0dx0a基於上述優點,早在20世紀50年代,世界上較發達的一些國家就開始採用鋁型材來製造鐵路車輛,包括美國、加拿大、日本、俄羅斯、德國和法國等國,目前國內高鐵列車車廂已大量使用鋁合金材料。業內專家指出,時速300公里以上的高速列車車體必須採用輕量化的鋁合金材料,350公里以上的列車車廂除底盤外全部使用鋁型材。目前中國鐵路客運專線動車組採用的CRHI、CRH2、CRH3、CRH5四種類型中,除CRHI型車體採用的是不銹鋼材外,其餘3種動車組車體均為鋁合金材質。
❺ 汽車的外殼為什麼不是鐵做的,而是用鋼做的呢
大家都知道,是鐵就避免不了生銹,只是由於處理的不同導致生銹的時間長短而已,而不少汽車上的鋼材由於廠家的偷工減料導致沒過多久就生銹了!有朋友就說了,既然這樣為啥不直接用鋁合金和不銹鋼呢?成本也沒增加多少呀?
那為啥又不用不銹鋼呢?不銹鋼成本低啊!
首先不銹鋼沖壓性能不行,車身材料以深沖壓為主,所以材料要求壓延性好,剛度強,不回彈,不銹鋼的延展性雖然很好,但是回彈性高,達不到加工要求,更何況不銹鋼焊接、鑽孔都是很困難的。而且一旦技術不過關,車身就很可能造成開裂等問題,這也是不銹鋼現階段還不適合作為汽車製造材料的原因之一。
❻ 汽車行業為什麼逐漸使用金屬鋁來代替剛和鐵作為汽車車身
汽車採用鋁合金車身是由它的優 點所決定的。(1)經濟性由於汽車製造中大量採用鋁合金,使汽車總質量減輕,從而降低了 燃油的消耗;由於油耗低、質量輕,汽車的 廢氣排放就少,污染程度就下降。(2) 環保性廢舊汽車的回收率高, 鋁質汽車零件基本上都可回收,回收再生所 需能源少,並且鋁可以多次循環再生,對其 性能來講沒有多大變化。(3) 防腐蝕性鋁暴露在空氣中很容 易在表面形成一層緻密的氧化物,使鋁材和 空氣隔開,防止氧氣的進一步腐蝕。(4) 加工性好鋁材具有良好的塑性 和剛性,一定厚度的板材可以製造整車的有 關板件。(5) 安全性好鋁材具有很高的吸能 特性,使它成為製造車身變形區的理想材 料,以增強車身的被動安全性。