Aluminiumslegeringer i forhold til ståltyper

Aluminiumslegeringer har typisk et elastisk modul på omkring 70 GPa, hvilket er omkring en-en tredjedel af stållegeringernes elastiske modul. For en given belastning vil en komponent eller enhed fremstillet af en aluminiumslegering derfor opleve en større deformation i det elastiske regime end en ståldel af samme størrelse og form.

Med helt nye metalprodukter styres designvalget ofte af valget af produktionsteknologi. Ekstruderinger er særligt vigtige i denne henseende, fordi aluminiumslegeringer, især Al–Mg–Si-serien, kan ekstruderes til komplekse profiler.

Generelt kan der opnås stivere og lettere konstruktioner med aluminiumslegering end med stål. For eksempel, overveje bøjningen af en tynd-vægget rør: det andet øjeblik af arealet er omvendt relateret til spændingen i rørvæggen, dvs. spændinger er lavere for større værdier. Det andet øjeblik af arealet er proportional med terningen af radius gange vægtykkelsen, hvilket vil øge radius (og vægt) med 26% vil føre til en halvering af væggens stress. Derfor anvender cykelstel af aluminiumslegeringer større rørdiametre end stål eller titan for at opnå den ønskede stivhed og styrke. I bilindustrien anvender biler fremstillet af aluminiumslegeringer pladsrammer fremstillet af ekstruderede profiler for at sikre stivhed. Dette repræsenterer en radikal ændring fra den fælles tilgang til nuværende stålbil design, som afhænger af karosseriets skaller for stivhed, kendt som unibody design.

Aluminiumslegeringer anvendes i vid udstrækning i bilmotorer, især i cylinderblokke og krumtaphuse på grund af de mulige vægtbesparelser. Da aluminiumslegeringer er modtagelige for deformation ved høje temperaturer, er kølesystemet i sådanne motorer kritisk. Fremstillingsteknikker og metallurgiske fremskridt har også været afgørende for den vellykkede anvendelse i bilmotorer. I 1960'erne opnåede Corvair aluminiums cylinderhoveder et ry for svigt og stripning af gevind, hvilket ikke ses i nuværende aluminiums cylinderhoveder.

En vigtig strukturel begrænsning af aluminiumslegeringer er deres lavere træthedstyrke sammenlignet med stål. Under kontrollerede laboratorieforhold viser stål en træthedsgrænse, som er den spændingsamplitude, under hvilken der ikke opstår fejl – metallet bliver ikke ved med at svække ved længere spændingscyklusser. Aluminiumslegeringer har ikke denne lavere træthedsgrænse og vil fortsætte med at svække med fortsatte spændingscyklusser. Aluminiumslegeringer anvendes derfor sparsomt i dele, der kræver høj træthedstyrke i høj cyklus regime (mere end 107 spændingscyklusser).