توسعه آلیاژ آلومینیوم برای-نسل بعدی حمل و نقل

چرا آلومینیوم ستون فقرات-نسل بعدی حمل و نقل است؟

حمل و نقل بزرگترین بازار رشد برای آلومینیوم فرفورژه است. این فلز چگالی حدود 2.70 گرم بر سانتی‌متر مکعب، تقریباً یک سوم فولاد کربنی را با استحکام مفید، مقاومت در برابر خوردگی عالی، هدایت حرارتی و الکتریکی بالا و قابلیت بازیافت کامل ترکیب می‌کند. وقتی بدنه، کالسکه یا بدنه وسیله نقلیه مجدداً-برای آلومینیوم طراحی می‌شود، جرم بدون کاهش سختی سقوط می‌کند. توسعه آلیاژ از یک منطق واضح پیروی می کند: هر کاربرد الزامات متفاوتی را تحمیل می کند و خانواده آلیاژ متناسب با آن انتخاب می شود. آلیاژهای 5xxx دارای منیزیم{7}}مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری دارند. آلیاژهای منیزیم-سیلیکون 6xxx شکل‌پذیری اکستروژن را با استحکام متوسط ​​در شرایط T6 ترکیب می‌کنند. آلیاژهای حاوی روی{12}}7xxx به بالاترین استحکام نسبت به هر سری آلومینیومی می‌رسند. و آلیاژهای 1xxx و 8xxx با خلوص بالا-در کاربردهای فویل و هادی کاربرد دارند.

وسایل نقلیه الکتریکی: محافظ باتری، ورق بدنه و کلکتورهای جریان

خودروهای الکتریکی از آلومینیوم در سه نقش مجزا استفاده می کنند. سینی ها و محفظه های باتری باید در برابر بارهای تصادف دوام بیاورند، در برابر خوردگی مقاومت کنند و گرما را مدیریت کنند. آلیاژهای ریخته‌گری سیلیکونی بالا-در خانواده A356 قابلیت ریخته‌گری را با مقاومت در برابر آتش ترکیب می‌کنند، در حالی که اکستروژن‌های 6xxx مانند EN AW-6061 و EN AW-6063 در حالت T6 ساختارهای برخورد را با تعادل خوبی از مقاومت، جوش‌پذیری و واکنش آندایزینگ تشکیل می‌دهند. بدنه-در{15}}پانل‌های سفید از 5xxx کار-آلیاژهای سخت‌کننده مانند EN AW-5182 و EN AW-5754 برای پانل‌های ساختاری و آلیاژهای 6xxx سخت‌کننده سن برای پانل‌های بیرونی استفاده می‌کنند. فویل جمع‌کننده جریان باتری معمولاً از آلیاژهای 1xxx با رسانایی بالا مانند آلیاژهای 1235 یا 8xxx مانند 8011 و 8079 در گیج‌هایی در محدوده 10-16 میکرومتر نورد می‌شود و تحمل ضخامت مطابق با استانداردهای قابل اجرا بررسی می‌شود.

هوافضا: 7xxx آلیاژهای لی

هوافضا همچنان محل اثبات قوی ترین آلیاژهای آلومینیوم است. خانواده 2xxx Al-Cu برای تحمل آسیب ارزش گذاری شده است، و خانواده 7xxx Al-Zn-Mg-Cu بالاترین نقاط قوت را ارائه می دهد. برای مرجع، ورق 7075-T6 ویژگی‌های کششی معمولی را در محدوده منتشر شده توسط ASTM B209 نشان می‌دهد. آلیاژهای لیتیوم-نسل سوم در خانواده 2xxx از این واقعیت استفاده می‌کنند که هر ۱ درصد لیتیوم، چگالی را حدود ۳ درصد کاهش می‌دهد. با محتویات معمول لیتیوم تقریباً 1-2.5 درصد، این آلیاژها چگالی قابل اندازه گیری کمتری نسبت به گریدهای معمولی 2xxx/7xxx دارند و در عین حال استحکام و مقاومت در برابر خستگی را حفظ می کنند. عملکرد خستگی هم از نظر متالورژی و هم از طریق عملیات سطحی مدیریت می شود. آنودایز کردن و شات پینینگ روش های استاندارد برای افزایش عمر قطعات آلومینیومی با بار بالا هستند.

دریایی و ریلی: آلیاژهای 5xxx، اکستروژن های توخالی و عملکرد آتش

در آب دریا، آلیاژهای 5xxx آلومینیم-منیزیم مانند 5083، 5086، 5052 و 5383 در برابر حمله آب شور مقاومت می‌کنند و قابل جوش می‌مانند، به همین دلیل است که بر آبکاری بدنه و روبناها غالب هستند. برای-صفحه دریایی تحمل بار، ASTM B928 آلیاژهای 5xxx را در حالت‌های مقاوم در برابر خوردگی{10}}مانند H116 و H321 پوشش می‌دهد که خطر حساسیت و استرس{13}}ترک خوردگی را مدیریت می‌کنند. آلومینیوم تقریباً 65 درصد سبک‌تر از فولاد کربنی در حجم برابر است، بنابراین یک روبنای آلومینیومی می‌تواند به طور قابل‌توجهی سبک‌تر از فولادی معادل فولادی باشد که با معیارهای مقاومتی مشابه ساخته شده است و پایداری، سرعت و مصرف سوخت را بهبود می‌بخشد. در ریل، کاربدهای مدرن از اکستروژن‌های توخالی بزرگ 6xxx مانند EN AW-6005A، 6082 و 6063 مونتاژ می‌شوند که مقاطع عرضی-بسته آن‌ها سفتی بالایی در واحد جرم ایجاد می‌کنند. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی درزهای طولانی با اعوجاج کم ایجاد می کند، عملکرد آتش تحت استاندارد EN 45545-2 ارزیابی می شود و جوشکاری راه آهن تحت EN 15085 واجد شرایط است.

زیرساخت‌های میکرو-تحرک و شارژ

اسکوترهای الکترونیکی، -دوچرخه‌ها و وسایل نقلیه تحویل مایل آخر- از آلیاژهای 6xxx در حالت T6 استفاده می‌کنند، مانند EN AW-6061 و EN AW{10}}6063، برای قاب‌هایی که باید سبک، سفت و مقرون‌به‌صرفه باشند. بدنه اتوبوس ها از قاب های آلومینیومی برای کاهش جرم و انرژی در هر کیلومتر استفاده می کنند. ایستگاه‌های شارژ بر پروفیل‌ها و قطعات ریخته‌گری آلومینیومی مقاوم در برابر خوردگی متکی هستند که از قرار گرفتن در معرض شهری در فضای باز جان سالم به در می‌برند، در حالی که سینک‌های حرارتی و محفظه‌های آلومینیومی بارهای حرارتی را در شارژرهای سریع DC مدیریت می‌کنند. در سراسر این کاربردها، اکوسیستم استانداردهای مواد یک زبان مشترک ارائه می دهد: ISO 209 و GB/T 3190 برای ترکیب، ASTM B209، EN 485 و GB/T 3880 برای ورق و صفحه، و ASTM B221، EN 755 و GB/T 6892 برای اکستروژن.

راهنمای منبع یابی: چه چیزی را مشخص کنید و چه چیزی را تأیید کنید

برای خریداران بین المللی، تفاوت بین یک پروژه روان و دوباره کاری پرهزینه معمولاً به کیفیت مشخصات مربوط می شود. نام گذاری کامل را بنویسید، به عنوان مثال EN AW-6061-T6 به ASTM B221، نه فقط 6061، زیرا مزاج تعیین کننده خواص مکانیکی ارائه شده است. درخواست گواهی تست آسیاب با ترکیب شیمیایی و نتایج آزمایش مکانیکی برای ردیابی حرارت تولید. کلاس های تحمل را برای گیج، عرض و صافی تأیید کنید، سطح و پایان را تعریف کنید، و قابلیت تأمین کننده را با محدوده محصول، جزئیات بسته بندی و نمونه ها قبل از سفارش حجم تأیید کنید. یک سفارش آزمایشی کوچک کم هزینه ترین راه برای تأیید کیفیت است. سیم پیچ ها، ورق ها و پروفیل های آلومینیومی برای حمل و نقل دریایی به بسته بندی مقاوم در برابر رطوبت و جعبه ایمن نیاز دارند. تامین کنندگانی که می توانند مطالب را مطابق با استانداردهای ASTM، EN، ISO یا GB مستند کنند و به جای صفت ها با داده ها پاسخ دهند، سفارش را دریافت می کنند.

سوالات متداول

س: آلیاژهای آلومینیوم برای کاربردهای خودروهای الکتریکی چگونه تکامل می‌یابند؟

پاسخ: توسعه بر روی آلیاژهای ریخته‌گری سیلیکونی بالا-برای محفظه‌های باتری مقاوم در برابر آتش{1}، ورقه بدنه 5xxx و ساختارهای تصادفی 6xxx، و درجه‌های فویل رسانایی بالا{{4}1xxx/8xxx برای کلکتورهای جریان باتری متمرکز است.

س: چه چیزی آلومینیوم را برای ساخت هواپیما مناسب می کند؟

پاسخ: نسبت استحکام به وزن آن: چگالی حدود 2.70 گرم در سانتی‌متر مکعب است در مقابل تقریباً 7.85 گرم در سانتی‌متر مکعب برای فولاد کربنی، و آلیاژهای 2xxx/7xxx به مقاومت کششی معمولی در حدود 290-510 مگاپاسکال و بالاتر می‌رسند. خواص معمولی در ASTM B209 منتشر شده است.

س: آلومینیوم در محیط های دریایی چگونه عمل می کند؟

پاسخ: آلیاژهای 5xxx آلومینیوم{1}}منیزیم مانند 5083، 5086 و 5383 در برابر خوردگی آب دریا مقاوم هستند و قابل جوش هستند. پلاک درجه{6}دریایی به ASTM B928 با مزاج H116/H321 برای مدیریت استرس{10}}خطر خوردگی مشخص شده است.

س: چه نوآوری هایی از آلومینیوم در سیستم های ریلی پشتیبانی می کنند؟

پاسخ: اکستروژن‌های توخالی بزرگ 6xxx سفتی را با جرم کم ترکیب می‌کنند، جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی درزهای طولانی با اعوجاج کم ایجاد می‌کند، ایمنی در برابر آتش تحت استاندارد EN 45545-2 ارزیابی می‌شود و جوشکاری واجد شرایط EN 15085 است.

س: خریداران چگونه باید آلومینیوم را برای کاربردهای حمل و نقل تهیه کنند؟

الف: آلیاژ به همراه مزاج به اضافه استاندارد حاکم را مشخص کنید، گواهی تست آسیاب را درخواست کنید، کلاس های تحمل و پایان سطح را تأیید کنید، و قبل از خرید حجم، نمونه یا سفارش آزمایشی را اجرا کنید.

س: چرا فویل های باتری از آلیاژهای 1xxx یا 8xxx استفاده می کنند؟

پاسخ: این سری‌ها رسانایی الکتریکی بالایی دارند و می‌توان آن‌ها را تا گیج‌های بسیار نازک مانند 10-16 میکرومتر با سطوح سوراخ‌های کنترل‌شده نورد کرد، که برای کار جمع‌کننده جریان در باتری‌های لیتیومی مناسب است.