アルミニウム合金対鋼のタイプ

アルミニウム合金は典型的には約70 GPaの弾性率を有し、これは約1 GPaである-鋼の弾性係数の3分の1。したがって、与えられた荷重に対して、アルミニウム合金製の構成部品は、同じ寸法および形状の鋼製部品よりも弾性領域で大きな変形を経験する。

完全に新しい金属製品で、デザイン選択はしばしば製造技術の選択によって支配されます。特に、アルミニウム合金、特にAl－Mg－Siシリーズが押出され、複雑な形状を形成することが容易であるため、押出成形品は特に重要である。

一般に、剛性および軽量設計は、鋼で可能であるよりアルミニウム合金によって、なしとげられることが可能である。例えば、細いものの曲げを考慮する-壁管：領域の第2のモーメントは管壁の応力と逆関係である。領域の第2の瞬間は半径時間の立方体に比例する。そして、それによって、半径（および重量）が26 %増加することは壁応力の半分になる。このため、アルミニウム合金製の自転車フレームは、所望の剛性と強度を得るために、鋼やチタンより大きな管径を使用している。自動車工学では、アルミニウム合金製の自動車は、剛性を確保するために押出形材で作られたスペースフレームを採用している。これは、現在のスチールカー設計のための一般的なアプローチからの根本的な変化を表します。

アルミニウム合金は自動車エンジン，特にシリンダブロックやクランクケースで広く使用されている。アルミニウム合金は高温で反りを受けやすいので、そのようなエンジンの冷却システムは重要である。製造技術および冶金の進歩はまた、自動車エンジンの成功したアプリケーションのための道具であった。1960年代に、Corvairのアルミニウムシリンダーヘッドは失敗のために評判を得ました、そして、それは現在のアルミニウムシリンダーヘッドで見られない糸を取り除きました。

アルミニウム合金の重要な構造的限界は鋼に比べて低い疲労強度である。制御された実験条件では、鋼は疲労限度を示します。そして、それは失敗が起こらないストレス振幅です。アルミニウム合金はこの低い疲労限度を持ちません、そして、継続したストレスサイクルで弱まり続けます。したがって、アルミニウム合金は、高サイクルレジーム（107回以上の応力サイクル）で高い疲労強度を必要とする部分において使用される。