汽车作为现代工业的明珠，是由复杂的零部件组合而成，而每个部件由于功效不同所使用的材料也大不相同。《汽车材料系列》将利用几期文章为大家粗略介绍下汽车上常见的材料。今天率先介绍一下铝合金。

　　由于很多汽车品牌在宣传的时候，很多时候会把车身上使用铝合金材料当做一个卖点，比如铝合金悬挂、铝合金发动机缸体或铝合金的车架等等，给人感觉铝合金似乎很贵重。但其实，铝元素是地壳中的含量的元素之一，仅次于氧和硅，居第三位。不过，由于铝单质的化学性质活泼，所以在自然界它都是以化合物的形式存在，如铝硅酸盐矿石、铝土矿或冰晶石。正是由于这种特性，人类直到近代还原出铝单质，进而发现电解铝的方法，才逐渐形成了铝的工业体系。目前，铝在人类工业体系中是排在第二的金属，仅次于钢铁。由于铝的单质性质活泼，因此必须与其他金属或非金属物质合成才能成为稳定的材料，因此被称为铝合金。

　　铝合金相比于钢铁的一个基本优势是质量更轻。为什么铝合金的质量更轻？因为铝的密度比较小，铝合金材料的密度在2.5-2.8g/cm3，而钢的密度则在7.8-8.7 g/cm3，在体积相同的情况下，铝合金的材料的重量仅为钢材的35-40%，能够有限降低车身自重。

　　当然，对于工业材料，密度和轻质只是一方面，铝合金的优势还在于强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。为了改变材料的强度，铝合金根据材料硬度需求会添加不同的其他金属或矿物质。常见的有硬铝合金属Al—Cu—Mg（铝铜镁）系，含有少量的Mn（锰），可热处理强化，硬度大，但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn（铝铜镁锌）系，可热处理强化，是室温下强度的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si（铝锌镁硅）系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。

　　根据不同的合金种类，铝合金被分为从1系到9系9个不同的类型，其中1系属于高纯度铝合金，含铝量超过99.5%。二系含铜元素较多，大约在3-5%，硬度很高，属于航空铝材。三系以锰元素为主要成分，含量1.0-1.5%，防锈功能较好。四系以硅元素为主，含量4.5-6.0%，具有耐热耐磨的特性，建筑材料和工业用较多。五系主要元素为镁，含量3-5%之间，特点是密度低，抗拉强度高，延伸率高，疲劳强度好，但不可做热处理强化。六系主要含有镁和硅两种元素，因此结合了四系和五系的优势，也是汽车材料中运用较多的。七系主要含锌元素，硬度高，也也属于航空铝材。八系主要是铝箔，电池行业运用较多。九系是备用材料。

　　我们以上图中的某汽车品牌副车架为例，它采用了6系的挤压铝，所谓挤压是指将铝合金锭坯装入挤压筒中，通过挤压轴对金属施加压力，使其从给定形状和尺寸的模孔中挤出，产生塑性变形而获得所要求的挤压产品的一种加工方法，这种加工方式出来的材料强度更好。

　　而在转向节、发动机悬置骨架、等位置，由于零部件的体积小、结构复杂，采用铸造工艺的铝合金成型方式。

　　我们以某车型的零部件为例，采用铝合金发动机盖的重量为8.61公斤，同类型钢制件重量约为16公斤。采用铝合金防撞梁的重量为4.2公斤，同类型钢制件重量约为7.8公斤。这两项的减重率都在46%，效果还是挺明显的。

　　那么，为什么铝合金材料为什么大都用在副车架防撞梁发动机盖车门悬挂的摆臂连杆轮毂等部位，而较少用在车架上呢？因为设计车架并不能仅仅只考虑轻量化的问题了，还要考虑材料的强度。以拉伸强度为例，高强度的铝合金可达480MPa，国产的超高强度铝合金可以达到740MPa，而超高强度的钢材可以高达1620MPa。在车架受力的核心部位，如A柱、B柱、前后纵梁等位置，只有高强度钢材才能胜任。下一期，我们就重点介绍下钢铁材料。

　　铝合金其实早就融入到了我们的生活中，从易拉罐到门窗、从飞机到汽车涵盖了生活的方方面面。对于汽车而言，铝合金材质一直与轻量化联系在一起，能够有效地减轻车身重量，为汽车减负，同时也为节能减排贡献了自身的力量。

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