Alumiiniumisulamid versus terasetüübid

Alumiiniumisulamite elastsusmoodul on tavaliselt umbes 70 GPa, mis on umbes üks-kolmandik terasesulamite elastsusmoodulist. Seetõttu tekib teatava koormuse korral alumiiniumisulamist valmistatud osa või üksuse elastsusrežiimis suurem deformatsioon kui identse suuruse ja kujuga terasest osa.

Täiesti uute metalltoodete puhul reguleeritakse disainivalikuid sageli tootmistehnoloogia valik. Selles osas on eriti olulised ekstrusioonid, kuna alumiiniumsulameid, eriti Al–Mg–Si seeriat, saab kergesti ekstrudeerida keerukate profiilide moodustamiseks.

Üldiselt on alumiiniumisulamiga võimalik saavutada jäigem ja kergem disain kui terasega. Näiteks kaaluge painutamist õhuke-seinaga toru: teine pindala moment on pöördväärselt seotud toru seina pingega, st pinged on suuremate väärtuste puhul väiksemad. Teine pindala hetk on proportsionaalne raadiuse kuubikuga korda seina paksusega, seega raadiuse (ja kaalu) suurendamine 26% võrra viib seina pinge poole võrra. Seetõttu kasutavad alumiiniumisulamitest valmistatud jalgrattaraamid terasest või titaanist suuremaid torude läbimõõtu, et saavutada soovitud jäikus ja tugevus. Autotehnikas kasutavad alumiiniumisulamitest valmistatud autod jäikuse tagamiseks ekstrudeeritud profiilidest valmistatud ruumiraamisid. See kujutab endast radikaalset muutust praeguse terasest autode disaini ühisest lähenemisviisist, mis sõltub kere kestade jäikusest, mida tuntakse kui ühekorpuse disaini.

Alumiiniumsulameid kasutatakse laialdaselt autotööstusmootorites, eriti silindriplokkides ja karterites tänu võimalikule kaalu kokkuhoiule. Kuna alumiiniumisulamid on tundlikud kõrgematel temperatuuridel väändumisele, on selliste mootorite jahutussüsteem kriitilise tähtsusega. Tootmistehnikad ja metallurgilised arengud on samuti olnud olulised edukaks rakendamiseks autotööstusmootorites. 1960. aastatel teenisid Corvairi alumiiniumist silindripead maine rikete ja keermete eemaldamise poolest, mida praeguste alumiiniumist silindripeade puhul ei nähta.

Alumiiniumisulamite oluline konstruktsiooniline piirang on nende väiksem väsimistugevus võrreldes terasega. Kontrollitud laboritingimustes näitavad terased väsimuspiiri, mis on pinge amplituud, millest allpool rikkeid ei esine – metall ei nõrgene jätkuvalt pikendatud pingetsüklitega. Alumiiniumisulamitel ei ole seda madalamat väsimuspiiri ja need nõrgenevad jätkuvalt pingetsüklite ajal. Alumiiniumisulameid kasutatakse seetõttu hõredalt osades, mis vajavad kõrge tsükli režiimi korral kõrget väsimustugevust (rohkem kui 107 pingetsüklit).