Алюминий уже более ста лет используется для производства автомобилей. Фактически, первый спортивный автомобиль с алюминиевым кузовом был впервые представлен на Берлинском международном автосалоне в 1899 году. В 1901 году Карл Бенц, который впоследствии стал соучредителем Mercedes Benz, сконструировал первый алюминиевый автомобильный двигатель. Из-за первоначальных трудностей с металлообработкой алюминия и его высокой в то время цены, потребовалось более 60 лет, чтобы алюминий стал широко использоваться в автомобильной промышленности. В 1961 году Land Rover серийно выпускал Buick 215 с восьмицилиндровым двигателем V8 из алюминия. Легкость двигателя стала настоящим открытием, и он сразу же стал хитом среди гонщиков. В 1997 году Audi начала производство автомобилей с алюминиевым кузовом. Использование алюминия позволило снизить вес кузова автомобиля на 239 кг и принесло большие дивиденды в виде снижения расхода топлива.
Сегодня алюминиевая труба является вторым по популярности материалом для деталей в автомобильной промышленности после стальной. Считается, что 1 кг алюминия может заменить до 2 кг стали или чугуна в процессе производства.
Что такое алюминий?
Алюминий — это металлический элемент. Вместе с оловом и свинцом он отнесен к категории «плохой металл», так как он чрезвычайно пластичен. Его использовала человеческая цивилизация с древних времен. Оксиды алюминия были обнаружены в керамических артефактах Древнего Египта и Рима. Сначала ученые полагали, что алюминий редок, а добыча была затруднена. Теперь мы знаем, что это третий по распространенности элемент земной коры и самый распространенный металлический элемент на Земле. Алюминий легко смешивается, образуя легкие, но прочные сплавы. Алюминий очень легкий, хорошо проводит тепло и электричество и не намагничивается. Эти свойства делают его идеальным для самых разных целей: от строительства до кухонной утвари и автомобилестроения.
Чем алюминий отличается от других металлов?
Масса
Алюминий легкий. Его плотность составляет треть от плотности стали.
Сила
Алюминий прочен. Алюминиевые сплавы имеют предел прочности на разрыв от 70 до 700 МПа. В отличие от стали, алюминий не становится хрупким при низких температурах. Фактически, прочность алюминия увеличивается в холодном состоянии.
Гибкость
Прочность алюминия сочетается с гибкостью, что означает, что он может изгибаться под нагрузкой и отскакивать от силы ударов.
Пластичность
Алюминий чрезвычайно пластичен, и его можно экструдировать в любую желаемую форму, пропустив его через фильеру. Алюминий можно экструдировать горячим или холодным способом. В дальнейшем им можно манипулировать посредством операций гибки и формовки.
Проводимость
Алюминий — отличный проводник тепла и электричества. Алюминиевый проводник весит примерно половину эквивалента медного проводника с такой же проводимостью.
Отражательная способность
Алюминий хорошо отражает свет и тепло.
Устойчивость к коррозии
Алюминий реагирует с кислородом воздуха, образуя микроскопически тонкий слой оксида. Этот слой имеет толщину всего 4 нанометра, но обеспечивает отличную защиту от коррозии. В случае повреждения он даже самовосстанавливается.
Зачем автомобильной промышленности нужен алюминий? Как это используется?
В автомобильной промышленности алюминий используется для рам и кузовов автомобилей, электропроводки, колес, ламп, краски, трансмиссии, конденсатора и трубок кондиционера, деталей двигателя (поршни, радиатор, головка блока цилиндров) и магнитов (для спидометров, тахометров и подушек безопасности).
Использование алюминия для производства автомобилей вместо стали дает ряд преимуществ:
Преимущества производительности
В среднем алюминий на 10-40% легче стали, в зависимости от продукта. Автомобили, изготовленные из алюминия, имеют лучшее ускорение, лучшее торможение и лучшую управляемость. Жесткость алюминия обеспечивает водителям более быстрый и точный контроль. Ковкость алюминия позволяет конструкторам разрабатывать формы автомобилей, оптимизированные для максимальной производительности.
Преимущества безопасности
Алюминий может поглотить в два раза больше энергии при столкновении, чем эквивалентный вес стали. Алюминий можно использовать для увеличения размера и способности поглощать энергию в зонах деформации передней и задней части автомобиля, повышая безопасность без увеличения веса. Автомобили, изготовленные из более легкого алюминия, требуют более короткого тормозного пути, что помогает предотвратить столкновения.