Khối động cơ nhôm đã được sử dụng trong nhiều năm cho cả ứng dụng thông thường và hiệu suất cao. Nhôm có một số ưu điểm so với gang, rõ ràng nhất là trọng lượng. Một khối nhôm V8 hậu mãi thường nhẹ hơn khoảng 45 đến 57 kg so với khối gang đúc tương đương của nhà máy có cùng dung tích. Thêm một cặp đầu xi lanh bằng nhôm, và bạn có thể giảm thêm khoảng 14 đến 18 kg trọng lượng.
Nhôm cũng có những ưu điểm khác. Một là nó dẫn nhiệt nhanh hơn nhiều so với gang (nhanh hơn khoảng ba lần). Điều này có nghĩa là một khối nhôm (hoặc đầu xi lanh) có thể hút nhiệt ra khỏi buồng đốt khi động cơ tăng tốc mạnh, giảm nguy cơ kích nổ gây hại cho động cơ. Khả năng làm mát vượt trội của khối và đầu xi lanh nhôm cho phép bạn thường xuyên chạy tỷ số nén tĩnh cao hơn một chút để tăng hiệu suất nhiệt và công suất, và / hoặc tăng thời điểm đánh lửa thêm vài độ để bắt đầu đốt cháy hỗn hợp không khí / nhiên liệu sớm hơn một chút trong chu kỳ đốt cháy.
Nhôm cũng tương đối dễ hàn so với gang. Nếu một khối bị nứt, vết nứt có thể được mài mòn và lấp đầy bằng máy hàn TIG. Hàn thường có thể cứu một khối nếu không sẽ bị loại bỏ. Nếu một khối sắt bị nứt trong một xi lanh, nó thường có thể được cứu bằng cách bọc lót, và các vết nứt ở những nơi khác trong khối đôi khi có thể được sửa chữa bằng cách hàn lò. Nhưng nó không dễ dàng như hàn TIG nhôm.
Tuy nhiên, nhôm cũng có một số nhược điểm. Bên cạnh chi phí cao hơn, nhôm mềm hơn gang. Điều này có nghĩa là các xi lanh phải được bọc lót ướt hoặc khô, hoặc phun plasma bằng một số loại lớp phủ niken-crom chống mài mòn như Alusil hoặc vật liệu tương tự. Nhiều khối Ford, GM, Chrysler và nhập khẩu đời cuối có ống lót sắt đúc tại chỗ, nhưng một số hãng châu Âu có lớp phủ xi lanh phun plasma. Đối với các khối nhôm hậu mãi, chủ yếu là ống lót sắt đúc, sắt dễ uốn hoặc thép ép vừa khít.
Khối nhôm mềm hơn gang, do đó mũi khoan và phay có tuổi thọ cao hơn khi gia công nhôm. Carbide hoạt động tốt trên cả gang và nhôm, nhưng nếu bạn đang sử dụng chất mài mòn siêu cứng thì lựa chọn tốt nhất cho nhôm là PCD.
Vấn đề với CBN là phoi nhôm có xu hướng dính vào dụng cụ, điều này có thể làm tăng nguy cơ làm nhòe hoặc tạo vệt trên bề mặt boong khi bạn đang phay một khối. Một cách để giảm nguy cơ xảy ra điều này khi gia công nhôm bằng CBN là bôi trơn nhẹ bề mặt kim loại bằng WD-40, dầu ô liu hoặc thậm chí là chất đánh bóng đồ nội thất – hoặc chuyển dụng cụ của bạn sang PCD.
Hầu hết các khối động cơ nhôm đúc được làm từ một trong ba hợp kim: 319, A356 hoặc A357. Hợp kim 319 là 85,8% đến 91,5% nhôm, 5,5% đến 6,5% silicon, 3% đến 4% đồng, 0,35% niken, 0,25% titan, 0,5% mangan, 1% sắt, 1% kẽm và 0,1% magiê. Hợp kim được xử lý nhiệt T5 để làm cứng và tăng cường kim loại trước khi khối được gia công đến kích thước cuối cùng.
Đối với các ứng dụng hiệu suất, hợp kim A356 và A357 được sử dụng phổ biến nhất. Những hợp kim này có tỷ lệ nhôm cao hơn (91,1% đến 93,3%), nhiều silicon hơn (6,5% đến 7,5%), magiê nhiều hơn một chút (0,25% đến 0,45%) nhưng ít đồng hơn (0,2%), ít sắt hơn (0,2%) và ít kẽm hơn (0,1%). Hợp kim tương đối mềm khi đúc, nhưng cuối cùng trở nên mạnh hơn nhiều sau khi nhận được xử lý nhiệt T6.
Khối động cơ nhôm phôi được làm từ hợp kim “hàng không vũ trụ” 6061 khác biệt, có tính dẻo hơn A356 hoặc A357 và có khả năng chống nứt cao dưới áp suất cực lớn. Hợp kim 6061 trong các khối phôi rèn thường được xử lý áp lực để giảm độ xốp và tăng mật độ. Điều này mang lại cho phôi 6061 độ bền kéo từ 414 đến 483 MPa, so với 90 đến 97 MPa đối với nhôm đúc A356. Đó là lý do tại sao các ứng dụng đua xe đòi hỏi khắt khe nhất như Top Fuel dragsters chạy các khối nhôm phôi 6061.
Mặc dù mỗi hợp kim nhôm phổ biến có các đặc tính vật lý hơi khác nhau, nhưng tất cả chúng đều có hệ số giãn nở nhiệt gấp hơn hai lần so với gang. Do đó, khi một khối nhôm chuyển từ nhiệt độ phòng sang nhiệt độ vận hành, nó sẽ trải qua sự tăng trưởng theo mọi hướng gấp đôi so với khối gang.
Các khối nhôm có thể được gia công để chấp nhận ống lót ướt hoặc ống lót khô, nhưng ống lót khô là loại được sử dụng phổ biến nhất. Có nhiều ý kiến khác nhau về cách gia công bề mặt boong để đảm bảo gioăng đầu kín khít. Rất nhiều nhà chế tạo động cơ trường phái cũ sẽ để các ống lót nhô ra khỏi khối một chút để đảm bảo gioăng kín do sự phát triển của khối. Điều này có thể là một vấn đề với một số khối nhôm do thiết kế và hợp kim của chúng, nhưng trong nhiều trường hợp, vấn đề ống lót trượt xuống dưới bề mặt boong là do vị trí đặt ống lót chứ không phải do sự phát triển của khối.
