Алюминий — легкий и прочный металл, который в чистом виде в природе не встречается. Впервые его получил физик Ханс Кристиан Эрстед в 1824 году. При помощи электролиза ученый выделил чистейший алюминий из горной породы под названием боксит. И в наше время процесс добывания «крылатого» металла проходит по той же технологии, только уже в промышленных масштабах.
Чистого нет
В сыром виде алюминий практически не используется. Чтобы что-то из него изготовить, характеристики основы приходится улучшать смешиванием с различного рода добавками. К примеру, для производства автомобильных деталей (части кузова, двигателя, литые диски и т.д.) чистый металл сплавляют с магнием, марганцем или кремнием, а в результате получают материал с более прочной и податливой к обработке структурой.
![](https://resizer.mail.ru/p/0c86f3b1-edaf-5f02-8cfd-a6dba95bb0da/AQABwlncOit0FaLCWeCBtpURPwjh0csLQ1Xx0A_1JHGrLa9NbR3Vcx1WOvh4n6-ojIZcEPT3L8Iw409PaDgbo8m8PDo.jpg)
В автомобилестроении алюминий стали использовать еще с конца позапрошлого века: в 1899 году на выставке в Берлине показали концептуальный автомобиль Durkopp с облегченными кузовными панелями. А спустя всего три года ныне всем известный Карл Бенц представил первый двигатель из «крылатого» металла для участия в автогонках.
Если же говорить о первом серийном автомобиле с полностью алюминиевым кузовом, то им стал Audi A8 1994 года выпуска: из легкого металла у него сделаны как несущий каркас, так и внешние панели. Сегодня же алюминий используют практически все автопроизводители. Правда, для того чтобы не взвинчивать цены, зачастую алюминий применяют лишь для отдельных частей кузова или деталей ходовой части.
![](https://resizer.mail.ru/p/d7fe35ce-e696-565e-bddd-ff26131a8aaf/AQAB875gh4l0a8fL5YR1K41gWuknN9jLQB7pIU4Gb9ywk8zQjhs-3o5pLfSJIFOVgYijkD1ePBmsOPPkgOMAioaZ-kk.jpg)
Впрочем, объемы применения алюминия в автомобильной промышленности с каждым годом растут: если верить оценке экспертов, то в настоящий момент на нее приходится почти треть потребления всего производимого в мире серебристого металла. Так чем же он так хорош, помимо легкости?
Светлая сторона
Основной плюс алюминия — соотношение его прочности к массе. В сравнении с классической сталью, он в среднем на 60% легче, что позволяет существенно снизить массу автомобиля, а также расход топлива и вредные выбросы.
Если же копать глубже, то алюминий почти не ржавеет, не магнитится, а из-за хорошей пластичности легко обрабатывается давлением. Плюс процесс вторичной переработки «крылатого» металла прост: он может быть переплавлен раз за разом без потерь в свойствах.
Эти нюансы не только упрощают, но и ускоряют производственные процессы, а также дают возможность инженерам постоянно экспериментировать со структурой металла, с различными видами и формами автомобильных деталей.
![](https://resizer.mail.ru/p/717b8bd4-603d-5fc6-baaf-cd339f575bee/AQABC8tyePbQGmQU4c2wgbV1BQGophn4tNZJFJJBxE-LQ_yKv8NVErGs-t6xamaZbaivoO1xCecY79dysnRSp-gQ6pk.jpg)
Что касается так называемых эксплуатационных преимуществ, которые можно прочувствовать, то «крылатый» металл по сравнению с той же сталью обладает отличной поглощаемостью вибраций и ударов: он «гасит» на 50% больше энергии и препятствует их дальнейшему распространению. А это не только комфорт при движении по неровностям, но и безопасность пассажиров при ДТП.
На управляемость машины алюминиевый скелет тоже влияет положительно, поскольку металл обладает высоким сопротивлением к торсионным нагрузкам. Такой кузов получается более жестким на скручивание, что добавляет машине устойчивости в поворотах и отзывчивости при рулежке.
Вдобавок сделанные из алюминия детали подвески сокращают неподрессоренные массы автомобиля, что улучшает его плавность хода. Вроде бы идеальный материал...
![](https://resizer.mail.ru/p/8a6d6b04-3100-5b73-a6e8-d8b5977d9b49/AQAB8Lx5Yibx_eVx1VWf0hws1dtzvausRD5_gXZ6JpST7K7t3WVdHt0k1wh_22u8bXN44tBfhjSGZ_DjLV7D3a658i8.jpg)
Темная сторона
У алюминия есть ряд серьезных недостатков. Во-первых — производственный. Детали из алюминиевых сплавов технически сложно скрепляются друг с другом: требуются изощренные способы (лазерная сварка, клепка, склейка, болтовые соединения), а также узко-специализированное оборудование.
К примеру, сварка алюминиевых элементов возможна только лазерным способом или же в среде инертного газа (например, аргона). При этом еще необходимо четко контролировать сварочный процесс, поскольку алюминий весьма капризный металл: в местах соединения могут образовываться трещины.
Все эти сложности приводят ко второму недостатку — дороговизне производственного процесса. Сырье, сложное оборудование, квалифицированный персонал... На это все нужно выделять немалое количество времени и средств, что увеличивает себестоимость серийной машины.
![](https://resizer.mail.ru/p/b47b5b1e-57b6-589e-8e0e-af1e866c7852/AQABac_Ws55J2BAJp-mga23yqQucmHLORuKLNvnIX_lBLLL0HkdGKbkbRFcMC7Sw6aKXIfploNJIqsoztFj8PSdi4MA.jpg)
Третье — формы и размеры элементов. Чтобы изготовить, к примеру, алюминиевый кузов, который сравним или превосходит по прочности стальной, его конструкцию приходится делать «пухлой». Хороший пример — велосипедная рама: из стали она тонкая, а из алюминия толстая.
Вот и некоторые элементы кузова автомобиля получаются пышными, из-за чего уменьшается полезное пространство внутри машины и ухудшается общая обзорность для водителя и пассажира (широкие передние, центральные и задние стойки). Вдобавок к этому, «крылатый» металл хорошо проводит шум, который приходится гасить дополнительными слоями изоляционного материала, увеличивая опять же расходы на производство машины.
![](https://resizer.mail.ru/p/ee9321c4-2595-5ed1-af47-9310a8560e1e/AQABzhnxJoyOfMMDgdzFkbjPuOy3ziTxIKowt0UJU6IXsVz4KA0eZSTr9bTTzFA_oQqxL0Bfw7tVHPHrYjWFzCPjHEo.jpg)
А еще алюминий сложно ремонтировать. При ударе и деформации структура металла нарушается. Именно поэтому почти всегда ремонт заканчивается заменой детали целиком. И лишь в некоторых случаях поврежденный элемент можно восстановить (причем весьма дорого), заменив деформированный участок заплаткой и усиливающими вкладышами.
![](https://resizer.mail.ru/p/cf069a1b-ecfa-547f-ae0d-8342d0a15dbc/AQABG8g6w1ybto_f2pFlAERTynfk7aCWQ2XYmQorbD0u3Hk418BpavdIk_jR8aJvjih30FnnKpWjYe5e-ljPIIyz8oI.jpg)
Интересные случаи применения алюминия
Днище электромобиля Tesla Model S защищено тройной обороной из металлических листов, ограждающих батарею от внешнего воздействия. Сначала идет слой из полого алюминия, необходимый для отражения различных объектов, попадающих под машину. Дальше — усиливающая титановая пластина, а на последнем рубеже — цельный восьмимиллиметровый алюминиевый брус для дополнительной прочности.
![](https://resizer.mail.ru/p/59bf4f68-b6af-5bc1-bbda-445f606e4b87/AQABO2sU8wHVqLO4qyQzLr-OFAJkzUUW25Oal-WJHsV4FNr6f06mWmInKjbko3mXp3hZZuXvOAD_fgdE1oymzmH-XIE.jpg)
Знали ли вы, что две третьих массы гоночного болида Формулы-1 — алюминий? К примеру, монокок выполнен из композита, который делается из двух слоев углеволокна и алюминиевых сот. Такая структура позволяет добиться большого запаса прочности при крайне малой массе конструкции.