Kaip pagrindinė transporto priemonės sudedamoji dalis, rato medžiagos pasirinkimas tiesiogiai veikia jos veikimą, saugumą ir eksploatavimo trukmę. Remiantis pramonės pritaikymu ir technologijų plėtra, ratų medžiagas galima suskirstyti į penkis pagrindinius tipus, kurių kiekvienas turi unikalių fizinių ir cheminių savybių bei taikomų scenarijų.
Anglies plieno ratai
Anglies plienas yra pagrindinė tradicinės ratų gamybos medžiaga, daugiausia sudaryta iš geležies, anglies ir nedidelio kiekio silicio bei mangano. Jo pranašumai yra maža kaina, didelis plastiškumas ir paprastas perdirbimas į sudėtingas formas štampuojant ar liejant. Anglies plieno ratai pasižymi dideliu atsparumu smūgiams, todėl jie tinkami gabenti sunkius krovinius, pvz., sunkvežimius ir inžinerines transporto priemones, skirtas vidutiniam{2}} ir tolimam{3}}gabenimui arba sunkiems{4}}apkrovoms.
Techninis principas: Anglinio plieno kietumas ir kietumas reguliuojamas kontroliuojant anglies kiekį ir terminio apdorojimo procesus.
Eksploatacinės charakteristikos: Didelis stiprumas, bet silpnas atsparumas korozijai, todėl reikia padengti arba galvanizuoti, kad būtų išvengta rūdžių.
Taikymo scenarijai: daugiausia naudojamas mažo{0}}greičio ar fiksuoto maršruto{1}}transporto priemonėse, pvz., sunkiasvoriuose-autobusuose ir traktoriuose. Dėl standartizuotos apdorojimo technologijos jo kaina yra mažesnė nei kitų medžiagų.
Nerūdijančio plieno ratai
Nerūdijantis plienas daugiausia pagamintas iš geležies, su papildomais elementais, tokiais kaip chromas ir nikelis. Legiruojant susidaro tanki oksido plėvelė, užtikrinanti atsparumą korozijai. Tipiški pavyzdžiai yra 304 ir 316 l nerūdijantis plienas. Pirmasis tinka bendrai aplinkai, o antrasis geriau veikia jūros vandenyje arba labai užterštoje aplinkoje.
Techninis principas: chromas reaguoja su deguonimi, sudarydamas chromo trioksidą (Cr2O3), sukurdamas savaime{2}}gyjantį pasyvavimo sluoksnį. Jo atsparumas rūgštims ir šarmams yra pranašesnis už anglinį plieną.
Veikimo charakteristikos: Didelis atsparumas dilimui ir stiprus atsparumas korozijai, tačiau didesnė kaina ir sunkesnis apdorojimas.
Taikymo scenarijai: daugiausia naudojamas maisto transportavimo transporto priemonėse, sunkvežimiuose su šaldytuvais, transporto priemonėse pakrantės zonose arba keleivinių transporto priemonių ratų stebulėse, kur svarbi estetika.
Aliuminio lydinio ratlankiai
Aliuminio lydiniuose kaip pagrindinė medžiaga naudojamas aliuminis, o stiprumui pagerinti pridedami elementai, tokie kaip magnis ir silicis. Remiantis legiravimo laipsniu, jie gali būti suskirstyti į ADC12 (liejimui slegiant) ir 6061-T6 (kalimui).
Techninis principas: legiravimo elementai pagerina mechanines savybes stiprindami kietą tirpalą ir gydydami senėjimą. Kalimo procesai gali dar labiau patobulinti grūdelių struktūrą. Veikimo charakteristikos: jo tankis yra tik 1/3 plieno tankio, todėl jis puikiai išsklaido šilumą, efektyviai sumažina stabdžių sistemos temperatūrą ir atitolina stabdžių blukimą.
Taikymo scenarijai: plačiai naudojamas ne{0}}varantiesiems lengvųjų automobilių ir komercinių transporto priemonių ratams, ypač tinka miesto transporto priemonėms su dažnais paleidimo{1}}sustabdymo ciklais, sumažinant degalų sąnaudas ir pagerinant valdymą.
Magnio lydinio ratlankiai
Magnio lydinys šiuo metu yra lengviausia metalinė konstrukcinė medžiaga, kurios tankis yra tik 2/3 aliuminio lydinio tankio. Pagrindiniai jo komponentai yra magnis, aliuminis ir cinkas.
Techninis principas: Šešiakampė magnio kristalinė struktūra suteikia jam puikias slopinimo savybes, sugeria vibracijos energiją.
Veikimo charakteristikos: stipri smūgio absorbcija ir didelis specifinis stiprumas, bet nepakankamas atsparumas aukštai{0}}temperatūrai; linkę šliaužti ilgalaikėje-aukštoje{2}}temperatūroje.
Taikymo scenarijai: naudojami lenktyniniuose automobiliuose, didelio našumo{0}}sportiniuose automobiliuose ir kitose srityse, kurioms keliami itin dideli lengvo svorio reikalavimai; mažiau paplitęs civilinėse programose dėl išlaidų apribojimų.
