汽車輕量化材料的應用論(編輯修改稿)
2025-02-02 13:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 轎車上應用圖示 其它合金材料在汽車上的應用 4. 鎂合金 鎂是地球上儲量最豐富的輕金屬之一、質(zhì)量最輕的實際應用金屬結(jié)構(gòu)材料，其密度為 ，比重比鋁還輕 1/3，比強度、比剛度卻比鋁和鋼都高，易于加工、壓鑄經(jīng)濟，其最大特點是阻尼減振性和抗凹性好，特別是易于再生利用。被譽為21 世紀綠色工程材料，備受世界關(guān)注，被廣泛運用于汽車、摩托車、飛機、電子攝影器材等方面，需求量每年均增長 21%。鎂合金具有優(yōu)良的切削加工性和拋光性能，在熱態(tài)下易于加工成 第 8 頁 共 15 頁 型。鎂合金熔點比鋁合金熔點低 ，壓鑄成型性能好。鎂合金鑄件抗拉強度與鋁合金鑄件相當，一般可達 250MPa，最高可達 600多 MPa。屈服強度、延伸率與鋁合金也相差不大。鎂合金還具有良好的耐腐蝕性能、電磁屏蔽性能、防輻射性能、導熱導電性，可進行高精度機械加工。鎂合金具有良好的壓鑄成型性能，壓鑄件比厚最小可達 ，適應制造汽車各類壓鑄件。鎂合金大部分以壓鑄件的形式在汽車上應用，鎂壓鑄件的生產(chǎn)效率比鋁高30%50%。 美國三大汽車公司通用、福特、原戴姆勒 克萊斯勒在 1997年的用鎂量分別為 9500t、 17500t、 7000t，到 2022 年分別增價到30800t、 17900t、 10000t。目前全球每輛轎車用鎂量在 5kg 左右，歐洲和北美洲汽車用鎂量年平均增長率在 15%左右。 全球看好鎂及鎂合金在汽車工業(yè)應用，根據(jù)資料顯示：今后5 年內(nèi)在汽車工業(yè)材料應用增長最快的是鎂合金壓鑄件，到 2022年由全球鎂生產(chǎn)廠支持的鎂未來發(fā)展計劃將達到每輛車平均用鎂量達到 68kg。美國汽車用鎂集團總裁厄利 卡納萬先生表示，輕金屬鎂不再是汽 車工業(yè)可供選擇的金屬材料，而是成為必須采用的金屬材料。當前應用研究的重點是汽車結(jié)構(gòu)件和動力等部件，開發(fā)研究新型耐高溫、抗蠕變、抗腐蝕鎂合金。 表 4 鎂合金在汽車上應用情況 部件系 零件名稱 第 9 頁 共 15 頁 統(tǒng) 動力系統(tǒng) 曲軸箱、變速器殼、自動變速器、氣門室罩蓋、進氣歧管 結(jié)構(gòu)件 儀表板骨架、發(fā)動機托架、散熱器支架、座椅骨架、車頂、門內(nèi)板 內(nèi)部件 轉(zhuǎn)向盤、腳踏板支架、外后視鏡架、車大燈反光鏡架、車門把手 鈦的密度為 ，是鐵的 1/2；鈦的熔點為 1668℃ ，比鐵還要高；熱脹系數(shù)小，作為 耐熱材料很有潛力；其制成的鈦合金抗拉強度可達 1500MPa，可與超高強度鋼媲美，其比強度是常用工程材料中最高的；鈦合金可在 550℃ 以下工作，優(yōu)于鋁合金及一般鋼；具有比強度高、耐熱性好、耐腐蝕性能好（優(yōu)手不銹鋼）、低溫韌性很好（在 253℃ 時仍有良好韌性）、比斷裂韌性高以及良好的加工適應性等優(yōu)點。 鈦合金適于制造汽車懸架彈簧和氣門彈簧、氣門，用鈦合金制造板簧與用抗拉強度達 2100MPa 的高強度鋼相比，可降低自重 20%。用鈦合金還可以制造車輪、氣門座圈、排氣系統(tǒng)零件，還有些公司嘗試用純鈦板作車身外板。 鈦合金發(fā)動機氣門用Ti6A14V 等制成的氣門比鋼制氣門輕 30%40%，可提高極限轉(zhuǎn)速 20%。日本豐田開發(fā)了低成本鈦基復合材料，該復合材料以Ti6A14V 合金為基
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