燃料タンク用のアルミニウムシートの合金
自動車および航空宇宙工学の幅広い領域では、燃料タンクの材料の選択が重要です。軽量、強度、耐食性、形成性の組み合わせです。アルミニウムシートとその合金は、汎用性の高い特性により、燃料タンクの典型的な材料として浮上しています。
なぜ燃料タンク用のアルミニウムシート合金？
燃料タンクは、さまざまな環境および機械的ストレスの下で安全に燃料を封じ込める必要があります。
私の現場での私の観点からは、燃料タンク用途向けのアルミニウム合金の選択は、最小の強度とフォーミングの要件を満たすだけではありません。それは、要因の複雑な相互作用のバランスをとることです。 溶接性（シームレスなタンク構造に重要）、腐食抵抗（特に厳しい環境で）、および材料の全体的なコストの間のトレードオフが直接見られます。 たとえば、5052合金は、優れた腐食抵抗に人気がありますが、6061のようなものよりも溶接するのが難しいです。正確な合金の選択は、特定のタンク設計、燃料タイプ、および製品の意図された寿命にかかっていることがよくあります。
さらに、合金組成の軽度の変動の影響を目撃しました。 不純物レベルのわずかな違いでさえ、最終製品のパフォーマンスと作業性に劇的に影響する可能性があります。これは、サプライチェーン全体の厳格な品質管理の重要性を強調しています。 入ってくる材料のテストを定期的に実行して、仕様を確実に順守しています。 公式認定を超えて、個人的な経験は、シートが曲がる方法、スタンピング中の音、溶接の外観など、微妙な手がかりを認識することを教えてくれます。最終的に、信頼できるアルミニウムを生産します
- 腐食抵抗：燃料化学成分と大気水分による劣化を防ぎます。
- 強さと靭性：割れずに衝撃と振動に耐えます。
- 軽量：燃料効率を向上させるために、車両全体の重量を減らします。
- 形成性：複雑な形状が容量と空力を最適化するようにします。
- 熱安定性：さまざまな熱サイクルの下での変形と分解に抵抗します。
アルミニウム合金は、燃料タンクの要件に合わせて調整された特定の合金要素によって濃縮されたこれらの特性の最適なバランスのために、広く好まれています。
燃料タンクシート用の人気のあるアルミニウム合金グレード
特定の合金は標準化され、処理中の動作とサービスのパフォーマンスに基づいて選択されます。
| 合金グレード | 気性 | 合金要素（％） | 密度（g/cm³） | 引張強度（MPA） | 降伏強度（MPA） | 伸長 （％） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3003 | H14 | MN 1.0 - 1.5 | 2.73 | 130 | 95 | 18 |
| 5052 | H32 | MG 2.2 - 2.8 | 2.68 | 228 | 193 | 12 |
| 5754 | H111 | MG 2.6 - 3.6 | 2.67 | 210 | 165 | 12 |
合金3003 - 経済的な選択
- 応用：一般的に低ストレス燃料タンクで使用されます。オートバイ、小さなボート。
- 機能：マンガンによる優れた耐食性を提供します。形成が簡単ですが、強度は中程度です。
- 気性：H14（ひずみ硬化、部分アニール）は、複雑な形成に必要な深い描画と互換性のある適度な硬度を付与します。
合金5052 - 高性能
- 応用：海洋および航空宇宙燃料タンクで広く採用されています。
- 機能：特に塩水と燃料接触の近くで、顕著な耐食性耐性。優れた強度と中程度の伸びは、長容器サービスの耐久性を支援します。
- 気性：H32気性（ひずみ硬化と安定化）のバランスの形成性と圧力耐性に必要な高強度。
合金5754 - 構造パフォーマー
- 応用：トラックや鉄道車両の厳しい衝撃と疲労の需要を備えたヘビーデューティ燃料タンク。
- 機能：より高い降伏強度と良好な環境腐食抵抗を提供します。 MG含有量が多いため、溶接性が向上します。
- 気性：H111（アニールまたはわずかにひずみ硬化）により、強度を保持しながら製造が容易になるため、延性が強化されます。
化学組成と特性テーブル
| 要素 | 3003（wt％） | 5052（wt％） | 5754（wt％） |
|---|---|---|---|
| アルミニウム（al） | バランス | バランス | バランス |
| マグネシウム（mg） | 0.1 max | 2.2 - 2.8 | 2.6 - 3.6 |
| マンガン（MN） | 1.0 - 1.5 | 0.1 max | 0.3 - 1.0 |
| クロム（CR） | 0.1 max | 0.15 - 0.35 | 0.1 max |
| 鉄（fe） | 0.7マックス | 0.4 max | 0.4 max |
| シリコン（SI） | 0.6マックス | 0.25マックス | 0.4 max |
| 銅（cu） | 0.05マックス | 0.1 max | 0.1 max |
実装：標準と製造条件
適切な合金を選択するには、国際的な品質および外部要素の封じ込め基準へのコンプライアンスを伴います。
- ASTM標準：ASTM B209は、アルミニウムシートとプレートに広く使用されている仕様であり、3003、5052、5754などの合金の厚さの耐性、機械的特性、およびテスト方法を定義しています。
- SAE国際基準、具体的には、SAE AMS-QQ-A-250/4およびQQ-A-250は、航空宇宙燃料タンク用のさまざまなアルミニウム合金をカバーしています。
- 熱処理：3003のような非加熱処理可能な合金の場合、硬化硬化により硬化が達成されます（H14、H16などのH気性指定）。 5052などの合金も加熱していない治療可能ですが、H32、H34気性によって詳述された自然な老化と組み合わせたひずみ硬化を利用します。
- 溶接と結合：合金5052および5754は、優れた溶接性（TIG、MIG）を示します。熱は許容される形成性に影響します。適切な気性の吸い込みが適用されることがあります。
- 表面処理：特に攻撃的な炭化水素環境では、陽極酸化または特殊なコーティングが燃料抵抗を改善します。
包括的なユースケース
- 自動車燃料タンク：Alloy 5052は、その優れた強度と重量の比率、ポンピングされた深い形成された形状の形成性、および漏れ防止溶接挙動のため、現代の自動車の事実上の標準です。
- 航空宇宙燃料タンク：航空宇宙燃料の封じ込めには、より高い純度と欠陥評価の可能性がある合金が必要であり、航空宇宙固有の5052 H32または5059合金が使用されます。
- 海洋燃料タンク：高mg含有量合金（5052）は、安全な海洋燃料貯蔵を可能にする優れた塩水耐食性耐性を有します。
https://www.aluminumplate.net/a/alloys-of-aluminum-sheet-for-fuel-tank.html
