汽車用鋁合金材料具備的效應(yīng)

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(dǎo)電、高導(dǎo)熱、易表面著色、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(nèi)，鋁一直被認為是“機會金屬”或‘希望金屬“，鋁工業(yè)一直被認為“朝陽工業(yè)”。

早期，由于鋁的價格較昂貴，在汽油既充足又便宜的年代，它被排斥在汽車工業(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，這種觀點被完全改變，為了節(jié)約能源、減少汽車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入汽車領(lǐng)域，目前汽車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工業(yè)，無論從汽車制造、汽車運營、廢舊汽車回收等方面考慮，它都帶來巨大的經(jīng)濟效益，而且隨著汽車產(chǎn)量和社會保有量的增加，這種效應(yīng)將更加明顯。汽車用鋁合金材料量增加后所帶來的效應(yīng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）明顯的減重效益

為了減輕汽車自重，一是改進汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)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，前者已無太大的迥旋余地，因而汽車行業(yè)普遍注重于開發(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，由于聚合物類的塑料制品在回收中又存在環(huán)境污染問題、鎂合金材料的價格和安全性也限制了它的廣泛應(yīng)用。而鋁合金材料由于有豐富的資源，隨著電力工業(yè)的發(fā)展和鋁冶煉工藝的改進，將使鋁的產(chǎn)量迅速增加，成本相應(yīng)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、表面易著色性，而且鋁合金材料的回收率約為80%，有60%的汽車用鋁合金材料來自回收的廢料，預(yù)計到2015年回收率可進一步提高到90%以上。理論上鋁制汽車可以比鋼制汽車減輕重量達30%-40%，其中鋁質(zhì)發(fā)動機可減重30%，鋁散熱器比銅的輕20%-40%，轎車車身的比鋼材制品減重40%以上，汽車鋁車輪可減重30%。因此，鋁合金材料是汽車輕量化較理想的材料之一。

（2）可觀的節(jié)能效果

減少燃油消耗的途徑一般為：提高發(fā)動機效率（從設(shè)計著手），減少行駛阻力，改善傳動機構(gòu)效率及減輕汽車自重等，其中較有效的措施是減輕汽車自重，鋁合金材料在汽車上的大量使用，正好滿足這一點。

據(jù)資料介紹，一般車重每減輕1公斤則1升汽油可使汽車多行駛0.011公里，或者每運行1萬公里就可節(jié)省汽油0.7公升，如果轎車用鋁合金材料量達100公斤，那么每臺轎車每年可節(jié)約汽油175升。預(yù)計到2012年，我國轎車的社會保有量將達10000?12000萬輛，屆時每年節(jié)省汽油1000億升以上，節(jié)能效果十分可觀的。

（3）減少大氣污染，改善環(huán)境質(zhì)量

汽車減重的同時，也減少了二氧化碳排放量（車重減少50%，CO2排放減少13%）。有人算了一筆帳，如果美國的轎車重量減輕25%，每天將節(jié)油75萬桶，全年可減少二氧化碳排放量1.01億噸，同時，氮氣物、硫化物等的排放量也會相應(yīng)減少，因而可大大減少環(huán)境污染，提高環(huán)境質(zhì)量。

（4）有助于提高汽車的行駛性能，乘客的舒適性和安全性。

減輕車重可提高汽車的行駛性能，美國鋁業(yè)協(xié)會提出，如果車重減輕25%，就可使汽車加速到60mph的時間從原來的10秒減少到6秒鐘；使用鋁合金車輪，使震動變小，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容積的情況下減輕汽車自重，減重效果為125％。因而使汽車更穩(wěn)定，乘客空間變大，在受沖擊時鋁合金結(jié)構(gòu)能吸收分散更多的能量；因而更具舒適性和安全性。