Madame Lelica

Mange bransjer er på jakt etter innovative måter å redusere sine kostnader, lavere vekten av sine produkter, og redusere det totale energiforbruket. Som et resultat, lette metaller, som aluminium, magnesium og titan anses i økende grad som alternativ til stål. Med ny forskning inn i legeringer og overflaten teknologier som PEO, ingeniører er i stand til å bruke disse lette metaller på måter som tidligere ville ha blitt ansett som upassende., For å finne riktig materiale løsninger, er det viktig å ha en følelse av de potensielle fordelene og ulempene med hver metall, og hvordan de kan innvirkning på prosjektet.

Aluminium

Aluminium har lenge vært brukt som et alternativ til rustfritt stål:

• Det er billigere enn stål til cast og dikte, og den billigste av metaller vi ser på pound for pound.
• Sin passive oksid laget gir det høy motstand mot korrosjon, som kan bli ytterligere forbedret gjennom anodisering eller PEO.,
• Det er om lag en tredjedel av tettheten av stål, noe som gir det en nyttig styrke-til-vekt-forhold. Sin som er lett ytterligere forbedret gjennom legeringer og belegg teknikker.
• Aluminium har en høy duktilitet og malleability. Som et resultat kan det være maskinbehandlet med letthet. Dette sparer tid i prosessen fabrikasjon, noe som gjør det til et grønnere og mer økonomisk alternativ.

til Tross for disse fordelene, er det verdt å huske på:

• lav hardhet av aluminium har en tendens til å gi den fattige slitasje og slitestyrke., Derfor, slitesterkt belegg som er nødvendig i mange sammenhenger for å aktivere bruk der hvor det ellers gir egnet mekaniske egenskaper.
• Mens aluminium har en ganske lav strekkfasthet, det er legeringer som kan heve det fra 70 MPa til rundt 700 MPa, som gir en meget høy styrke-til-vekt-forhold. Det bør bemerkes at prisen for en slik høy styrke har en tendens til å være et betydelig tap av motstand mot korrosjon. Belegg er vanligvis avgjørende for å hindre korrosjon hvor høy styrke legeringer som 7xxx og 2xxx-serien er ansatt.,
• Selv om det er mye brukt i mat emballasje og kokeutstyr, det er noe bekymring aluminium er biokompatibilitet og potensielle koblinger til Alzheimers sykdom. Igjen, beskyttende belegg som kan gi svar i mange tilfeller bidra til å sikre at ingen reaksjon med underlaget oppstår.,

Fra flyskroget til cola bokser, aluminium, med sin lette vekt, lave kostnader og enkel fabrikasjon egner seg til en myriade av tekniske anvendelser:

• Apple har ledet an i den utbredte bruken av aluminium, for å gjøre den karakteristiske likene av sine Macbook, iphone, og ipad. Steve Jobs’ entusiasme for metallet som selv førte ham til å bestille en custom aluminium yacht. Siden Apples banebrytende bruk av aluminium, det er nå valget av materiale for bærbare pc-er og telefoner.
• Mange biler har en lett aluminium hette og andre organ paneler., Vanligvis, stor motor komponenter som motor blokker og stemplene er nå nesten utelukkende laget av støpt aluminium legeringer. Andre lette aluminium-komponenter, for eksempel brems callipers, elektrisk hus, interiør deler alle bidra til å redusere bilens vekt og øker drivstoff effektiviteten.,

Magnesium

En økning i renter i løpet av de siste tiår har avslørt hvordan magnesium legeringer og belegg teknikker som kan gjøre det meste ut av sin attraktive egenskaper:

• Magnesium er ekstremt lys: det er 75% lettere enn stål, 50% lettere enn titanium, og 33% lettere enn aluminium.
• Det har den høyeste kjente demping kapasitet på noen strukturelle metall, i stand til å motstå 10x mer enn aluminium, titan eller stål.
• Det er veldig lett maskin, og som kan være sprøytestøpt.,
• Magnesium er helt biokompatible, og utgjør ingen toksiske farer.

På den annen side, det har noen kjente svakheter som begrenser dens bredere anvendelsesområde.

• metall som er kjemisk svært aktiv, så kjemiske og korrosjonsbestandighet har en tendens til å være lav
• Lav overflatehardhet, for eksempel aluminium, gjør det vanskelig å bruke i tribological programmer uten belegg
• Staude bekymringer om antennelighet noen ganger utelukke bruk av magnesium, noen ganger uten begrunnelse., Likevel, dette aspektet bør likevel anses som en del av en helhetlig materiale utvalget prosessen.

Siden 1998 ACEA avtale, lovgivning for å begrense utslipp av drivhusgasser har ført bilindustrien til å undersøke hvordan den ekstremt lav vekt på magnesium kan gjøres egnet for formålet. Før denne økningen i interesse, magnesium hadde virket ubrukelig i mange industrielle sammenhenger:

• Magnesium er høy reaktivitet hadde gjort det utsatt for korrosjon., Men nylig oppdaget legeringer og høyere renhet varianter av tradisjonelle legeringer har en mye større motstandsdyktig mot korrosjon, og nytt belegg teknikker som plasma-elektrolytisk oksidasjon (PEO) foreta en grundig motstandsdyktig nøytral oksid fra metall er substrat.
• Magnesium er dårlig kryp motstand hadde gjort det uegnet for høye temperaturer, men nylig oppdaget legeringer som ZE41 & ZWO8203 er varmebestandig ved ekstreme temperaturer (c. 400 F). PEO belegg også gjøre magnesium svært varmebestandig.,
• Magnesium er lav strekkfasthet hadde gjort det uegnet for strukturelle bruker, men nye legeringer og belegg mener dette er ikke lenger tilfelle.

Som et resultat av denne utviklingen, magnesium er i økende grad blir brukt i en rekke innstillinger:

• bilseter, elektroverktøy, oppbevaring, og kameraer som alt har blitt designet for å gjøre mest mulig ut av lette, sterke magnesium.
• Militære ingeniører har begynt å bruke magnesium i helikopter girkasser og generator hus, som et middel til å gi lett motstand mot ekstreme temperaturer.,
• Høy ytelse terrengsykkel rammer og hjul er i økende grad laget av lett, korrosjonsbestandig magnesium.
• luftfart og bilindustrien er stadig ser på måter magnesium kan du øker drivstoff effektiviteten og redusere utslippene av klimagasser.
• Komplekse, lys og sterke komponenter slik som de som finnes i motorer kan lett bli formet ut av magnesium.,

Spennende utviklingen i magnesium-legeringer, produksjonsmetoder og belegg teknologi gjør magnesium en stadig mer levedyktig kandidat for en sterk, lett, og kostnadseffektiv løsning.

Titan

Titan er betydelig sterkere enn både aluminium og magnesium, selv om det er høyere tetthet betyr at styrke-til-vekt-ratio for de tre metaller har en tendens til å være lik. Det er ofte den første anløpshavn for ingeniører som ønsker å erstatte stål i en lightweighting øvelse for stresset komponenter., Det har den ekstra fordelen av å være svært motstandsdyktig mot korrosjon og har også svært høy biokompatibilitet.

Dessverre er de høye kostnadene ved utvinning og produksjon kan utelukke det er bruk for den generelle forbruker markedet.

I bransjen, titan kan bli funnet:

• På skipsskrog, ubåter og andre konstruksjoner utsatt for sjøvann, på grunn av sin høye korrosjonsbeskyttelse
• I hip erstatninger og dental implantater, på grunn av sin høye biokompatibilitet og styrke.
• I fly, romskip og raketter.,

Hvis penger ikke er noe problem, titan er et utmerket valg for et sterkt og lett materiale. Takk til utviklingen i belegg teknologi og nylig forsket legeringer, kostnadseffektiv magnesium er i økende grad fremstår som den letteste løsningen. Disse tre metaller er ofte bli vurdert samtidig i lightweighting øvelser, sammen med kompositt materialer og selv høyfast stål.

En annen vurdering som ofte blir oversett er spørsmålet av stivhet. Opprette en stål eller lys legering (f.eks., aluminium) komponent av tilsvarende styrke vil i mange tilfeller kreve bruk av høyere veggtykkelser for aluminium komponent i forhold til stål komponent. En positiv konsekvens av dette på aluminium-komponent kan faktisk være stivere enn sitt motstykke i stål. Dette er merkbar i bilindustrien kroppen paneler for eksempel, hvor en selvbærende karosseri i aluminium kan være stivere enn sitt motstykke i stål. I dette tilfellet er det en fordel i kjøretøy-håndtering, for eksempel, og også krasje motstand.