汽車(chē)用鋁合金材料具備的效應

鋁合金及其加工材由于具有一系列優(yōu)良特性，諸如密度小、比強度和比剛度高、彈性好、抗沖擊性能良好、耐腐蝕、耐磨、高導電、高導熱、易表面著(zhù)色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等，因此，在工程領(lǐng)域內，鋁一直被認為是“機會(huì )金屬”或‘希望金屬“，鋁工業(yè)一直被認為“朝陽(yáng)工業(yè)”。

　　早期，由于鋁的價(jià)格較昂貴，在汽油既充足又便宜的年代，它被排斥在汽車(chē)工業(yè)和其它相關(guān)制造行業(yè)之外。但是，到1973年，由于石油危機的影響，這種觀(guān)點(diǎn)被完全改變，為了節約能源、減少汽車(chē)尾氣對空氣的污染和保護日益惡化的臭氧層，鋁合金材料才得以迅速地進(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域，目前汽車(chē)零件的鋁合金化程度正在與日俱增。

　　鋁合金材料大量用于汽車(chē)工業(yè)，無(wú)論從汽車(chē)制造、汽車(chē)運營(yíng)、廢舊汽車(chē)回收等方面考慮，它都帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益，而且隨著(zhù)汽車(chē)產(chǎn)量和社會(huì )保有量的增加，這種效應將更加明顯。汽車(chē)用鋁合金材料量增加后所帶來(lái)的效應主要體現在以下幾個(gè)方面：

　�。�1）明顯的減重效益

　　為了減輕汽車(chē)自重，一是改進(jìn)汽車(chē)的結構設計，二是選用輕質(zhì)材料（如鋁合金、鎂合金、塑料等）制造。到目前為止，前者已無(wú)太大的迥旋余地，因而汽車(chē)行業(yè)普遍注重于開(kāi)發(fā)利用新的高強度鋼材或鋁、鎂等合金材料。在輕質(zhì)材料中，由于聚合物類(lèi)的塑料制品在回收中又存在環(huán)境污染問(wèn)題、鎂合金材料的價(jià)格和安全性也限制了它的廣泛應用。而鋁合金材料由于有豐富的資源，隨著(zhù)電力工業(yè)的發(fā)展和鋁冶煉工藝的改進(jìn)，將使鋁的產(chǎn)量迅速增加，成本相應下降，鋁合金材料更兼有質(zhì)輕（鋼鐵、鋁、鎂、塑料的密度分別為：7.8、2.7、1.74、1.1-1.2g/cm3）和良好的成型性、可焊性、抗蝕性、表面易著(zhù)色性，而且鋁合金材料的回收率約為80%，有60%的汽車(chē)用鋁合金材料來(lái)自回收的廢料，預計到2015年回收率可進(jìn)一步提高到90%以上。理論上鋁制汽車(chē)可以比鋼制汽車(chē)減輕重量達30%-40%，其中鋁質(zhì)發(fā)動(dòng)機可減重30%，鋁散熱器比銅的輕20%-40%，轎車(chē)車(chē)身的比鋼材制品減重40%以上，汽車(chē)鋁車(chē)輪可減重30%。因此，鋁合金材料是汽車(chē)輕量化最理想的材料之一，見(jiàn)表1。

　�。�2）可觀(guān)的節能效果

　　減少燃油消耗的途徑一般為：提高發(fā)動(dòng)機效率（從設計著(zhù)手），減少行駛阻力，改善傳動(dòng)機構效率及減輕汽車(chē)自重等，其中最有效的措施是減輕汽車(chē)自重，鋁合金材料在汽車(chē)上的大量使用，正好滿(mǎn)足這一點(diǎn)。

　　據資料介紹，一般車(chē)重每減輕1公斤則1升汽油可使汽車(chē)多行駛0.011公里，或者每運行1萬(wàn)公里就可節省汽油0.7公升，如果轎車(chē)用鋁合金材料量達100公斤，那么每臺轎車(chē)每年可節約汽油175升。預計到2012年，我國轎車(chē)的社會(huì )保有量將達10000?12000萬(wàn)輛，屆時(shí)每年節省汽油1000億升以上，節能效果十分可觀(guān)的。

　�。�3）減少大氣污染，改善環(huán)境質(zhì)量

　　汽車(chē)減重的同時(shí)，也減少了二氧化碳排放量（車(chē)重減少50%，CO2排放減少13%）。有人算了一筆帳，如果美國的轎車(chē)重量減輕25%，每天將節油75萬(wàn)桶，全年可減少二氧化碳排放量1.01億噸，同時(shí)，氮氣物、硫化物等的排放量也會(huì )相應減少，因而可大大減少環(huán)境污染，提高環(huán)境質(zhì)量。

　�。�4）有助于提高汽車(chē)的行駛性能，乘客的舒適性和安全性。

　　減輕車(chē)重可提高汽車(chē)的行駛性能，美國鋁業(yè)協(xié)會(huì )提出，如果車(chē)重減輕25%，就可使汽車(chē)加速到60mph的時(shí)間從原來(lái)的10秒減少到6秒鐘；使用鋁合金車(chē)輪，使震動(dòng)變小，可以使用更輕的反彈緩沖器；由于使用鋁合金材料是在不減少汽車(chē)容積的情況下減輕汽車(chē)自重，減重效果為125％。因而使汽車(chē)更穩定，乘客空間變大，在受沖擊時(shí)鋁合金結構能吸收分散更多的能量；因而更具舒適性和安全性。