❶ 在汽车上为什么铝合金可以代替钢材
有些抄材料并不是你想象中的那袭样,铝合金在我们常人看来好像是不如钢结实,但是如果你要用相同重量的的铝材料和相同重量的钢做同一个梁可能铝合金更胜一筹,在比如说塑料和碳看上去也不怎么结实,碳纤维材料是用塑料和碳纤维丝复合而成,抗拉强度是钢铁的四倍,还有一个最后原因是地球上铝原素是含量最多的金属,储量丰富可持续发展性好,不像铁矿开采几百年就没有了!
❷ 汽车铝车身和铁的区别
汽车铝车身和铁的区别:
目前,市场上的骨架,有两种取向,一种是钢材车身。一种就是铝制车身。而所谓的全铝车身,就是使用铝合金材料,取代钢用作车身覆盖件甚至结构框架的技术。全铝车身的优点是,节能减排。2013款XF的整备质量大约1.9吨,全铝车身之后整备质量大约为1.14吨。相差将近0.8吨。
也就是800公斤,一个成年男性80公斤计算,也就是一辆车上少了10个人。这个减重不可谓不大。由此,油耗降低,车身操控性更强。另外,铝的刚性比钢更强。铝合金的强度为85mol。
而钢的强度为40mol。如果有不放心的话,可以看看特斯拉的碰撞测试,特斯拉是铝制车身,它的碰撞成绩是优于很多钢制车身的。航天领域广泛使用铝合金材料不是没有原因的,另外铝合金还有着抗腐蚀更耐磨的优点。
因为铝有这么多优点,所以各家车企在车辆上换铝的征途一直没有停止过。以下你们应该经常能在一些高端品牌甚至一些有诚意的中端品牌中听到过:全铝发动机、铝缸盖、铝控制臂、铝副车架,这些都是以铝代铁的案例。
铝这么好,为嘛大家不把车全部做成铝制的?两个原因:成本和技术。成本方面:每吨钢材价格只有7000~8000元,而铝合金却要20000~30000元。为什么奔驰E级将铝换成钢材后,就可以节省那么多成本给你装更多的配置。
奥秘就在这里。对于一些厂商来说,消费者不太关心这个“伞骨”是什么做的,多攒点配置可能更好卖。所以这一方面也制约着铝制车身的应用。另一部分是用车成本,假如我不仅用铝制的车身,连覆盖件都用全铝的。
那你开车的时候,切记要小心了,假如碰撞刮擦,到了4S店,首先钣金有点困难了,上面说过,它的强度比钢材高,要不敲不平,要不然容易给你敲碎了。其次,假如要喷漆,和钢材车身也不一样。铝合金外有致密氧化膜。
另外,铝的属性比较活泼,需要专用车间和技术来喷涂,所以这个价格,自己考虑下。技术方面:因为铝制的硬度大,所以加工会更加困难。至于有多困难?铝在加热后会膨胀,而车身又必须焊接,焊接又必须要加热。
恩,你自己想想吧。捷豹的XFL就自己声称,不直接焊接车身,而是用铆钉连接焊接。也是一项大工程啊。全身有2700多颗铆钉。除了加工困难,之前说的喷涂也是一件麻烦事,如果之前工厂是钢材车身。
那么铝制车身就必须重新上一条喷涂生产线。凯迪拉克金桥工厂生产的CT6铝合金车身占比达到64%,这就需要生产线能够支持钢铝混线生产,而另外对于很多车企来说,想要做到这一点需要建造级别更高的工厂了。
目前做到全铝车身最有名的奥迪A8L,据说,有着极高的抗扭转刚度,可以改变碰撞后的吸能路径,保障驾驶室的完整性,最大程度地保护乘员。不过价格也是感人的。
❸ 汽车材料选择合金钢的原因
用铝、还是用钢?”这个问题始终困扰着汽车工程师。铝合金一度威胁到汽车工业内钢铁在过去所扮演的领导地位,如果以铝和制造钢的原料铁来相比,不但重量减轻了一半,抗腐蚀性也更优于钢,但是铝的价格也相对昂贵,且在制造和维修上都很困难。因此近年随着超轻型高强度钢板的问世,也使得铝合金的优势部分丧失。相对于铝合金,不少汽车制造商更加倾向于选择高强度碳钢来替代普通钢材,不过铝和钢之间的战争,可不会就这么轻易结束。
●车用铝合金零件比重显著增加
虽然消费者对于车辆安全性的要求越来越高,然而整个社会对于环保节能的呼声也相对提高,因此也使得汽车制造商们不得不寻求更坚固、更轻薄的造车原料,而铝与钢之间的战争也正由此展开。
要制造一辆普通中型汽车必须耗去725公斤的钢和铸铁,还要再加上350公斤的冲压钢板。相比之下,铝合金在一款欧洲汽车内的所占重量,则是从1990年的50增加到2005年的131.5公斤(多数仍用于发动机内部件与气缸缸体),而且预计到了2010年还会再增加25公斤。跟制造钢原料的铁相比,铝的重量不仅减轻了一半,其抗腐蚀能力也更优于钢,种种特质也使得铝更加受到汽车工程师们的青睐。
『奥迪A8的全铝车身结构 』
在今天的汽车历史中,已经出现过不少使用全铝合金打造车身的市售车,包括本田的超级跑车NSX以及奥迪为了彰显技术实力而推出的小型车A2,而目前在市面上仍在销售的车型则有奥迪A8、R8和捷豹XJ是采用全铝合金车身。其中捷豹XK更是将铝合金技术与轻量化优势发挥到极致,不仅车身零件结合总数从5,189个降至2,761个,车身刚性更一举提高了48%,同时还大幅瘦身达到90kg的效果(从1685kg减重至1,595kg)!
『捷豹XK采用铝合金技术,大大降低了车身重量,提升了操控性能 』
全新XK车系的功率输出仅比起旧款车型小幅增加6hp,达到300hp的最大功率,但是在瘦身有成之后的重量/功率比,再加上悬吊系统的改良,换来的却是平易近人、更加灵巧的操控与驾驭感受。目前捷豹车厂的销售量12万570辆与15年前被福特收购前相比,呈现倍数成长。
●高强度钢材迎战铝合金
铝合金的异军突起让车用钢铁供货商们倍感压力,因此他们也决定统一采取行动以对抗铝的威胁。早在1995年,便已有32家跨国钢铁生产厂商联合提出了“超轻碳钢车身”的概念,这种采用高强度钢材所制造的车身实现了更薄和更轻的结构,能使车身重量减轻达25%!轻薄化的车身确实提高了高强度钢材的销售数字,同时钢铁厂还对外宣称,这种材料还有另一大好处,也就是让汽车在EuroNCAP碰撞测试中得到更高的分数!
欧洲新车评测系统(European New Car Assessment Program)中的碰撞测试,目前已经发展成为是欧洲新车量产前的必要程序,也早已成为消费者在购车时重要的一项参考依据,当今一款新车要想获得“不差”的安全声誉,得要在碰撞测试中得到4至5颗星的评分。
根据沃尔沃安全中心工程师Marten Levenstam介绍,钢材质量的提高使得汽车业者能够制造出更具安全性的车身结构,并且还不增加车身重量。“您能用普通钢材构成撞击力道吸收区,用高强度钢构成超级安全的乘坐区!”Marten Levenstam说,经得起强力撞击的车型,才能得到NCAP更优异的评分,所以这对于汽车制造商们来说显然颇具吸引力。
由于欧盟修改了汽车废气排放中的二氧化碳含量标准,将其限制在每公里130克,使得汽车设计师们的注意力也随之转移到能减轻车身重量的钢合金上。普通钢板的厚度通常为0.7到0.75mm,而今日的超强度钢板厚度则仅有0.65mm甚至更薄,新款欧宝赛飞利的发动机盖钢板便只有0.6mm厚!
钢铁生产厂商Arcelor-Mittal、Robert Bosch GmbH与咨询公司Arthur D. Little的分析结果得出了一个发人深省的结论:仅仅减轻车身重量就能节省约5%的燃油,并且通过这样的方式来提高油耗表现,只需在每辆车上增加212欧元(约为2200人民币)的成本以购买高强度钢材。现有的省油科技包括可变气门与进气岐管、涡轮增压和汽缸间歇功能等,却绝对无法达到5%的节油效果,而且降低车身重量,还可有效减轻刹车系统的负荷并提高发动机效能。
●铝合金的技术瓶颈
钢铁生产厂商Arcelor-Mittal认为,采用高张力钢板来减轻车身重量是比较经济的选择,他们也预料随着高张力钢板达到更高的经济规模,市售车的重量亦能够进一步减轻。尽管铝合金生产厂商无法反驳这一点,但是他们却用另一种观点对其提出质疑:如果想要降低二氧化碳的排放量,考虑到汽车的生命周期和资源回收性(铝的回收比例高于钢铁),铝显然优于钢!
『宝马5系的车身结构,钢制车身和铝制车首』
除了奥迪和捷豹之外,对于推出“全铝合金车款”有兴趣的车厂至今仍寥寥无几。宝马制造了铝钢材料混用的车身结构,但是首要原因却是基于平衡车身前后配重以提升操控性。宝马5系即是钢制车身和铝制车首(主要在发动机盖)的结合体实例,而X5仅在车身前半部用上了少数铝合金零件,其整体结构仍为钢制。
不过仅仅是这种混合结构,就已经使得制造成本增加了25%,而这还不是让车厂头痛的唯一原因,因为铝在受热后体积大幅膨胀的金属特性,更使得铝制车用零件的制造难度大大增加,在焊接车身时必须使用特制夹钳,并采用特殊工艺才能将铝制零件固定在特定位置。包括通用汽车在内的国际性大车厂仍无法将铝合金广泛应用在旗下各车型上,主要原因就是考虑到处理铝制零件的特殊设备无法在遍布全球的组装厂与维修点广泛普及
❹ 高铁列车车体用铝合金而不用纯铝的原因是什么
合金与纯金属相比,具有硬度大、熔点低、耐腐蚀性能好等特点.而使用铝合金,除了以上优点外,还有密度小的优势,可以减少动车的能量消耗.因此姿饥猛,高铁列车车体用铝合金材料而不用纯铝的原因是铝合金质轻而坚硬。x0dx0ax0dx0a工业铝型材是高铁产业的重要组成部分,也就是高铁车皮的主要材料。x0dx0a铝型材是高铁实现轻量化最好的材料。铝合金的密度大约是钢材密度的三分之一,而添加一定元素形成的合金具有比钢合金更高的强度。因此在强度刚性满足高铁车厢安全要求的同时,使用铝合金可以大大减轻高铁列车车厢的自重。一般而言,一个高铁车厢使用的铝合金大概有10吨左右,整个车身的重量要比全部使用钢材减轻30%-50%。x0dx0a铝合金具有优良的耐火性和耐电弧性。虽然铝的熔点要低于钢的熔点,但车体的耐火耐电弧性不仅和材料的熔点相关,还与材料的导热性相关。铝合金材料与钢铁相比具有优良的导热性,其散热性比钢要好。x0dx0a铝合金具有更强的耐腐蚀性。铝合金表面易形成一层致密的氧化膜,在大气中具有很好的抗氧能力。因此铝合金比钢质车体具有更好的耐腐蚀性,特别是车体不易涂覆的部位。同时铝合金表面可以化学着色、上漆、喷涂,通过这些方法可进一步提高铝构件的耐腐性。x0dx0a铝合金有着优秀的塑性肢弯。随着大型中空、复杂断面铝塑材的开发应用,铝材焊接技术的不断进步,铝合金车辆制造技术日趋成熟铝合金件的易于更换,不需除锈,适用于各种表面处理,便于维护,还可以回迹桥收的特点,是制造工艺大大简化,制造所需工作量也较钢质车体大大减少。从长期来看,铝合金价格适中。铝材价格较高,使得车辆制造成本增加,但由于铝合金使得车辆轻量化,车辆的轻量化带来了运能的增加,耗能的减少,维修的费用降低。有资料显示,交通工具的重量每减少10%,燃料可节约8%。在报废回收时,铝型材产品可以实现100%回收,回收铝型材循环再用可以减少95%的能源消耗。x0dx0a基于上述优点,早在20世纪50年代,世界上较发达的一些国家就开始采用铝型材来制造铁路车辆,包括美国、加拿大、日本、俄罗斯、德国和法国等国,目前国内高铁列车车厢已大量使用铝合金材料。业内专家指出,时速300公里以上的高速列车车体必须采用轻量化的铝合金材料,350公里以上的列车车厢除底盘外全部使用铝型材。目前中国铁路客运专线动车组采用的CRHI、CRH2、CRH3、CRH5四种类型中,除CRHI型车体采用的是不锈钢材外,其余3种动车组车体均为铝合金材质。
❺ 汽车的外壳为什么不是铁做的,而是用钢做的呢
大家都知道,是铁就避免不了生锈,只是由于处理的不同导致生锈的时间长短而已,而不少汽车上的钢材由于厂家的偷工减料导致没过多久就生锈了!有朋友就说了,既然这样为啥不直接用铝合金和不锈钢呢?成本也没增加多少呀?
那为啥又不用不锈钢呢?不锈钢成本低啊!
首先不锈钢冲压性能不行,车身材料以深冲压为主,所以材料要求压延性好,刚度强,不回弹,不锈钢的延展性虽然很好,但是回弹性高,达不到加工要求,更何况不锈钢焊接、钻孔都是很困难的。而且一旦技术不过关,车身就很可能造成开裂等问题,这也是不锈钢现阶段还不适合作为汽车制造材料的原因之一。
❻ 汽车行业为什么逐渐使用金属铝来代替刚和铁作为汽车车身
汽车采用铝合金车身是由它的优 点所决定的。(1)经济性由于汽车制造中大量采用铝合金,使汽车总质量减轻,从而降低了 燃油的消耗;由于油耗低、质量轻,汽车的 废气排放就少,污染程度就下降。(2) 环保性废旧汽车的回收率高, 铝质汽车零件基本上都可回收,回收再生所 需能源少,并且铝可以多次循环再生,对其 性能来讲没有多大变化。(3) 防腐蚀性铝暴露在空气中很容 易在表面形成一层致密的氧化物,使铝材和 空气隔开,防止氧气的进一步腐蚀。(4) 加工性好铝材具有良好的塑性 和刚性,一定厚度的板材可以制造整车的有 关板件。(5) 安全性好铝材具有很高的吸能 特性,使它成为制造车身变形区的理想材 料,以增强车身的被动安全性。