探索材料新思路 铝在商用车上应用介绍

●  6.商用车特有的合金

    除了我们熟知的各种合金外，像EN 573-3和在Teal Sheets的以外，仅一些是对商用车制造商很重要的。

    选择的标准有：

    半成品的可利用性、机械性能、物理性能、构造的适用性、可焊性、抗腐蚀性

    在以下的表格中，使用最广的是在商用车的应用。

    6.1.扁平扎的产品

    商用车通常使用的合金有3003,5005,5059,5083,5086,5088,5182,5186,5383,5454,5456,5754,6061还有6082。

    合金的机械性能标准可以在表格V.2和V.3找到。

    6.2.挤压产品（锻造产品）

    商用车使用最多的合金有6060,6005A,6008,6106,6082,6061以及7020。

    合金的机械性能标准可以在EN 755-2及表格V.4中找到。

    6.3.铸件

    商用车通常使用的合金有21100,42000,42100,43000,44000.

    他们的化学成份和机械性能标准能在EN 1706和表格V.5找到，反映他们铸造的特点。

    6.4.选择指示不同的合金

    除了这些熟知的合金可能明确，在与供应商的合作的半成品，裁剪的产品为预见的目标提供最好的性能。

●  7.温度对机械性能的影响

    铝合金改变他们的机械和抗腐蚀性能当受到环境温度的影响时。表格V.6和V.7显示在工作温度和机械性能的相互关系。在数据V.1显示出合金的图形化。

    7.1.提升温度

    损失强度高比环境温度还微不足道，对于温度上升到100°C（短时间内爆发）或是80°C（长时间内）。

    当受到更高的温度，慢慢损失了机械性能对于在O/H111下非热处理合金，在韧度T1/T4下热处理合金。

    温度达到100°C缺失机械性能，在韧度为H12,H16非热处理合金显著，相当于在T5/T6韧度下经过热处理的合金。

    7.2.低，甚至很低的温度

    与大部分工程金属相反，机械能在低温下得到提高，特别是延伸，使得铝成为很理想的金属，在寒冷的冬季甚至在很低的温度下。见表V.1

    更进一步的例子可以在EN 12392标准下找到，“铝和铝合金—锻产品—特殊要求—用于压力装备的产品”

●  8.制造合金属性的影响

    8.1.非热处理合金的加工硬化

    硬化可以通过遇冷变形达到效果，像我们知道的加工硬化，改善物理性能，金属的硬度。它也减少了金属变形的能力及其延展性。(Figure V.2)变形较大或较高的加工硬化率，效果更明显。他也是由材料制成。

    合金5083，例如，含4%到4.9%的镁，硬度很大，但其变形能力低于合金5754，涵盖2.6%到3.6%的镁。加工硬化是一个普遍的现象，任何变形方法都能发生：扎件，拉伸，折，锤击，弯曲，按压，等等。这意味着他可能出现在车间，正在制造中。

    8.2.经过退火和回复，软化

    坚硬的金属可能通过热处理恢复延展性。像我们知道的，“退火”（部分或全部退火）。在这过程中，发生在150°C到350°C之间的温度，金属的硬度和机械特点可能慢慢开始减弱：这是恢复期【A-B】(Figure V.3)较低的退火温度导致中等强度材料的属性。它们在高温下迅速下降，在高于280°C再结晶[B-C]，最终达到最低值，金属完全退火[C-D]。

    恢复和退火伴随着改变金属的质地，大小。在X50显微镜的放大率下。从质地可以改变一个完全在结晶的纤维结构。(Figure V.3).

    粮食可以长成金属大小，上面的晶粒生长大约100微米减少变形能力。以下条件必不可少，如果要实现退火结构：

    金属必须承受足够的变形率，对应减少至少15%。这是“重要的硬化工作”。如果没有这个条件，之后的热处理恢复不需要再限制，无需再结晶。

    急速的温度梯度，每小时20到60°C。
    避免温度超过350到380°C这个范围。
    保温时间最多两小时。
    注意：非热处理的合金在O,H111的韧度下退火，通过硬化加工能有更高的强度。

    8.3. 可热处理的合金

    如果一些塑料变形必须在可热处理合金上完成，它应该在韧度为T4下进行；首先准许变形的程度要比韧度为T6时大，其次这几乎不影响加工硬化。如果最后的产品，比如说，一个在韧度为T6的6XXX的合金是需要被挤压变形的，硬化才可进行。
表格V.8给出了个指示，如何继续使用一个普遍的热风炉。

    8.4.铸件

    铸件是熔融金属到成品的最短路径。它是复杂几何的一部分。它对涉及到铸造厂的从概念到设计过程很有利。铸造厂的专家，了解工厂设备，铸造的过程，金属注入到模，铸件的萎缩等，在设计期间有很好的帮助。当铸造的设计是鉴于其优化生产，比起在EN 1706的标准，大多数工厂更多的保证机械的性能，特别是在延长方面。

    表V.5(see section 6.3)有些解释。

    合金21100铸造过程中在每个地方都需要细心设计，另外，铸造厂的金属处理，特别是熔融金属的脱气，必须很仔细，特别是要减少微空隙。

    索引B或C，加入了“可加工”因为削切工具的磨损，由于合金的硅。应为更厚的氧化层，铸件表面的的抗腐蚀能力比加工同一块要好。

    铸件部分的设计

    通常说，从一个初步发展阶段的新组件，意识到生产的可能性和局限性是必不可少的，不只是在合金的选择条款和铸造技术上，还是在设计条款上。

    设计师应遵守的基本规则：

    部分应保持一致，厚度转换应光滑，避免增大金属交叉。以便在冷却时，减少疏松收缩的风险。
    相同的原因，应该避免孤立，墙壁必须以正确尺寸协助运行。
    在铸造过程中，应该在每个角落避免开裂（这对合金21100是至关重要的）
    填充设计有些不对称，确保凝固受控和统一馈送。
    很多交叉口和削弱应保持最低，作为他们复杂的工具，操作铸造，从而增加成本。
    这个操作等同于修边操作

    空间公差的选择必须准许铸造技术和任何最后的热处理变形可以发生在解决处理和淬火。

●  9.标准清单

    ·EN 485铝和铝合金—薄板，条子，镶板
      第一部分：检验和交货的技术条件
      第二部分：机械性能
      第三部分：热轧产品的尺寸公差
      第四部分：冷轧产品的尺寸公差

    ·EN 515铝和铝合金—锻造产品—指定韧度

    ·EN 573铝和铝合金—化学成分及锻造产品的形成
      第一部分：数值指定系统
      第二部分：化工为基础的指定系统
      第三部分：化学成分
      第四部分：产品的形成

    ·EN 755铝和铝合金—挤压杆/棒，管和型材
      第一部分：检验和交货的技术条件
      第二部分：机械性能
      第三部分：圆棒，公差尺寸和形式
      第四部分：正方体，公差尺寸和形式

    ·EN 1706铝和铝合金—铸件—化学成分和机械性能

    ·EN 12392铝和铝合金—锻造产品—产品特殊要求用于承压设备的生产
    ·EN 14286铝和铝合金—储存焊接热轧产品和运输危险物品

     Teal Sheets登记备案设备：国际指定合金和铝锻的化学成分限定和铝锻合金从EAA网站可以免费下载http://www.eaa.net/en/about-aluminium/standards/international-registration/