대부분의 산업은 혁신적인 방법을 찾고 비용을 줄일,낮은 무게 그들의 제품을 줄이고 자신의 전반적인 에너지 소비를 줄여줍니다. 결과적으로 알루미늄,마그네슘 및 티타늄과 같은 경량 금속은 철강의 대안으로 점점 더 많이 고려됩니다. 와 함께 새로운 연구에 합금 및 표면과 같은 기술 PEO,엔지니어를 사용할 수 있는 이러한 경량 금속에서 방법으로 이전에 있었 부적절한 상태로 간주됩니다., 을 찾기 위해 오른쪽 소재 솔루션,그것은 중요한 의미를 갖는 잠재력의 장점과 단점의 각 금속,그리고 그들이 어떻게 프로젝트에 미치는 영향습니다.
알루미늄
알루미늄은 오랫동안 사용에 대한 대안으로 스테인리스 스틸:
- 보다 저렴하는 강철 주조 및 제작,그리고 가장 저렴한의 금속은 우리가 찾고있 파운드.
- 그것의 수동 산화물 층은 그것에게 anodising 또는 PEO 를 통해 더 개량될 수 있는 높은 내식성을 줍니다.,
- 그것은 강철의 밀도의 약 1/3 이며,유용한 강도 대 중량 비율을 제공합니다. 합금 및 코팅 기술을 통해 쉽게 더욱 개선됩니다.
- 알루미늄은 높은 연성 및 가단성을 갖는다. 그 결과로 그것은 쉽게 기계로 가공된 정밀도일 수 있습니다. 이를 통해 제작 과정에서 시간을 절약 할 수있어 친환경적이고 경제적 인 옵션입니다.
이러한 장점에도 불구하고,그것을 명심 가치가 있:
- 낮은 경도 알루미늄을 제공하는 경향이있다 가난한 마모 및 내마모성이 우수하다는 것입니다., 따라서,하드를 입고 코팅에 필요한 많은 경우 사용할 수 있도록 어디 그것은 그렇지 않으면 제적 기계적 특성을 가질 수 있습니다.
- 동안 알루미늄은 상당히 낮은 장력 강도,거기에 합금할 수 있는 인상에서 70MPa 약 700MPa 제공,매우 높은 강도에 무게 비율이 있습니다. 이러한 높은 강도에 대한 가격은 내식성의 상당한 손실되는 경향이 있음을 주목해야한다. 코팅은 일반적으로 7xxx 및 2xxx 시리즈와 같은 고강도 합금이 사용되는 부식을 방지하는 데 필수적입니다.,
- 지만 그것은에서 널리 이용되는 식품 포장 및 요리 기구가 관심사에 대한 알루미늄의 생체 적합성 및 잠재적인 링크를 알츠하이머 질환입니다. 다시 말하지만,보호 코팅은 기판의 반응이 일어나지 않도록 돕는 많은 경우에 해답을 제공 할 수 있습니다.,
항공기 기체를 콜라 캔,알루미늄과 그것의 가벼운 무게,저렴한 비용,그리고 제조의 용이성 자체가 무수의 엔지니어링 어플리케이션:
- 애플은 방법을 주도에서 광범위하게 사용의 알루미늄게 독특한 기관의 자신의 맥북에,아이폰과 아이 패드입니다. 스티브 잡스의 금속에 대한 열정은 심지어 맞춤형 알루미늄 요트를 주문하게 만들었습니다. 애플의 선구적인 알루미늄 사용 이후,이제는 노트북과 휴대폰을위한 선택 재료이다.
- 많은 자동차 경량 알루미늄 후드 및 다른 신체 패널이 있습니다., 일반적으로 주요 엔진 구성 요소와 같은 엔진 블록 및 피스톤은 이제 거의 독점적으로 만든 캐스트 알루미늄 합금이다. 기타 경량 알루미늄 구성 요소와 같은 브레이크 캘리퍼스,하우징 전기,인테리어 트리밍 부분이 모두를 줄이는 데 도움이 차량 및 연료 효율을 증가하십시오.,
마그네슘
파동에서 관심 지난 십여 년 동안 밝혔다 어떻게 마그네슘 합금 및 코팅 기술을의 대부분을 만들 수 있습이 매력적인 속성:
- 마그네슘은 매우 밝은:그것은 75%가 가벼운 강철보다 50%보다 가벼운 티타늄,33%가벼운 알루미늄보다.
- 그것은 최고 알려진 댐핑 용량의 구조,금속을 견딜 수 있 10 배 이상 알루미늄 티타늄 또는 강철입니다.
- 그것은 기계로 가공하게 아주 쉽,주입 주조될 수 있습니다.,
- 마그네슘은 완전히 생체 적합성이있어 독성 위험이 없습니다.
반면에,그것은 더 넓은 적용 가능성을 제한하는 몇 가지 잘 알려진 단점을 가지고있다.
- 금속은 화학적으로 매우 활성화되고,그렇게 화학제품과 부식성이 낮
- 낮은 표면 경도 같이 알루미늄,를 사용하기 어렵에 마찰이 없는 응용 프로그램 코팅
- 다년생에 대한 우려 가연성을 때로는 규칙을 사용의 마그네슘,때로는 정당화하지 않고., 그럼에도 불구하고이 측면은 여전히 전체 론적 재료 선택 과정의 일부로 고려되어야합니다.
부터 1998 년 ACEA 계약,법률을 제한하고 탄소 배출 led 자동차 산업하는 방법을 조사하는 매우 가벼운 무게의 마그네슘을 만들 수 있습니다. 이전에 서지이자,마그네슘 듯 했 사용할 수 없는 많은 산업 컨텍스트:
- 마그네슘의 높은 반응을 만들었다 그것이 취약 부식입니다., 그러나,최근에 발견 합금하고 더 높은 순수성 개의 전통적인 합금이 훨씬 더 큰 저항하는 부식,그리고 새로운 코팅 기법 등의 플라즈마 전해질 산화(PEO)을 철저하게 저항하는 산화 중립에서 금속의 기판이다.
- 마그네슘의 가난한 크리프성을 만들었다 그것은 부적합에 대한 높은 온도 있지만,최근에 발견 등의 합금 ZE41&ZWO8203 는 열 저항에서 극한 기온(c. 400F). PEO 코팅은 또한 마그네슘을 매우 내열성으로 만듭니다.,
- 마그네슘의 낮은 장력 강도 만들었다 그것은 부적합에 대한 구조를 사용하지만,새로운 합금 및 코팅 이것을 의미가 더 이상 없을 경우입니다.
결과적으로 이러한 발전의,마그네슘하는 사례가 늘어나고 있는 것에 사용되는 설정의 범위를
- 자동차 좌석,전동 공구,가방,카메라 모든을 만들기 위해 설계되었습니다 대부분의 경량 강력한 마그네슘.
- 군 엔지니어를 사용하기 시작했 마그네슘에 헬리콥터 기어박스 발전기 주거,수단으로 제공하는 경량성을 극한의 온도가 있습니다.,
- 고성능 산악 자전거 프레임과 바퀴는 점점 더 만들어진 경량,부식-저항하는 마그네슘.
- 항공과 자동차 산업은 점점에서 찾는 방법으로 마그네슘 수 있는 증가 연료 효율성과 온실가스 감축을.
- 엔진에서 발견되는 것과 같은 복잡하고 가볍고 강한 구성 요소는 마그네슘으로 쉽게 성형 될 수 있습니다.,
흥미로운 개발에 있는 마그네슘 합금,제조 방법 및 코팅 기술을 만드는 마그네슘 점점 더한 후보는 강하고,가볍고 비용 효과적인 솔루션입니다.
티타늄
티타늄은 크게 모두보다 더 강한 알루미늄과 마그네슘,지만 그것보다 높은 밀도에는 힘 에 무게 비율에 대한 세금속 될 경향이 비슷합니다. 그것은 종종 첫 번째 포트에 대한 호출의 엔지니어들을 대체할 것으로 보강 경량화 운동을 위해 스트레스 구성 요소입니다., 그것에는 높게 부식 저항하는 추가 이점이 있고 또한 아주 높은 biocompatibility 가 있습니다.
불행히도 높은 추출 및 제조 비용은 일반 소비자 시장에 대한 사용을 배제 할 수 있습니다.
산업,티타늄 찾을 수 있습니다:
- 에 선체,잠수함,그리고 다른 구조물에 노출 바닷물 때문에 높은 부식-저항
- 에서 진보적인 보충과,치과 임플란트로 인해 높은 생체 적합성과 강도가 있습니다.항공기,우주선 및 미사일에서
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돈이 문제가되지 않는다면 티타늄은 강하고 가벼운 소재에 탁월한 선택입니다. 코팅 기술의 발전과 새로 연구 된 합금 덕분에 비용 효율적인 마그네슘은 점점 더 가벼운 솔루션으로 부상하고 있습니다. 이 세금속은 종종되는 것으로 간주에서 동시에 경량화 운동을 함께 복합 재료 및 심지어 고강도 강재.
종종 간과되는 또 하나의 고려 사항은 강성의 문제입니다. 강철 또는 경합금 만들기(예:, 알루미늄)구성 요소의 힘이 비슷한 것이 많은 경우에,의 사용을 필요로 하는 높은 벽 두께에 대한 알루미늄 구성요소에 비해 강철 구성 요소입니다. 알루미늄 성분에 이것의 1 개의 긍정적인 결과는 실제로 그것의 강철 대조물 보다는 더 뻣뻣할지도 모릅니다. 이것은 눈에 띄는 자동차 차체 패널은 예를 들어,알루미늄 모노코크 몸이 될 수 있는 엄격한 것보다는 그것의 강철합니다. 이 경우,예를 들어 차량 핸들링에 이점이 있으며 충돌 저항도 있습니다. 나는 이것을 할 수 없다.