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新型鋁合金(jīn)的研發
時(shí)間：2016-02-10 來(lái)源：中山銀力浏覽次數：162
近幾十年來(lái)，世界鋁合金(jīn)材料正在向高(gāo)強高(gāo)韌等高(gāo)性能(néng)鋁合金(jīn)新材料的方向發展，以滿足航天航空(kōng)等軍事(shì)工(gōng)業和(hé)一些(xiē)特殊工(gōng)業部門(mén)的需求;同時(shí)發展一系列具有各種性能(néng)和(hé)功能(néng)的可以滿足不同條件和(hé)用(yòng)途的民用(yòng)鋁合金(jīn)新材料。
鋁合金(jīn)新材料的研發方向，主要是應用(yòng)微合金(jīn)化理(lǐ)論、采用(yòng)電子冶金(jīn)技術，調整合金(jīn)元素含量和(hé)比例，添加高(gāo)效微量元素，一方面改造現(xiàn)有1×××～9×××系列的上(shàng)千種傳統鋁合金(jīn)，使之充分發揮潛力，另一方面設計(jì)和(hé)發展一批新型的高(gāo)強、高(gāo)韌、高(gāo)模、耐磨、耐蝕、耐疲勞、耐高(gāo)溫、耐低(dī)溫、耐輻射、防火、防爆、易切削、易抛光、可表面處理(lǐ)、可焊接的和(hé)超輕的鋁合金(jīn)材料及擠壓産品，以滿足不斷發展的國防軍工(gōng)、科技尖端和(hé)國民經濟高(gāo)速度發展的要求。
一.鋁-锂合金(jīn)(Al-Li)。
鋁-锂合金(jīn)的特性是具有低(dī)的密度、高(gāo)的彈性模量和(hé)高(gāo)的強度。現(xiàn)在開(kāi)發成熟的鋁-锂合金(jīn)主要是Al-Li-Sc-Zr系和(hé)Al-Li-Mg-Zr系合金(jīn)，能(néng)夠替代7×××系超高(gāo)強合金(jīn)的均爲Al-Li-Cu-Mg-Zr系合金(jīn)。最典型的合金(jīn)有2090和(hé)8091等20多種。研制的目标是達到(dào)7075-T6的強度和(hé)7075-T73的抗蝕性能(néng)。1996年美(měi)國在直升機中應用(yòng)的鋁-锂合金(jīn)已達到(dào)機體重量的20%左右，2010年以後，在大(dà)型客機上(shàng)預計(jì)有20%以上(shàng)的結構采用(yòng)鋁-锂合金(jīn)制作(zuò)。
二.鋁-钪合金(jīn)(Al-Sc)。
钪屬于稀土類金(jīn)屬元素，密度小(xiǎo)，熔點高(gāo)，因爲它能(néng)顯著提高(gāo)鋁合金(jīn)的再結晶溫度和(hé)力學性能(néng)，因而引起高(gāo)度重視(shì)。近年來(lái)，俄羅斯和(hé)德國在Al-Sc合金(jīn)的研究方面取得了(le)很(hěn)大(dà)進展，并研究出Al-Zn-Mg-Sc-Zr系和(hé)Al-Mg-Sc系合金(jīn)。前者的特性是強度高(gāo)，塑性、疲勞性能(néng)和(hé)焊接性能(néng)好(hǎo)，是一種新的高(gāo)強、高(gāo)韌性可焊鋁合金(jīn)。它的應用(yòng)領域也(yě)主要是航空(kōng)和(hé)航天，此外(wài)也(yě)可以應用(yòng)在高(gāo)速艦艇和(hé)高(gāo)速列車上(shàng)。
三.鋁-铍合金(jīn)(Al-Be)。
铍也(yě)屬于高(gāo)熔點的稀有金(jīn)屬，Al-(7.0～30)%Be-(3～8)%Mg合金(jīn)都處于Al-Be-Mg三元相圖的兩相區(qū)，其組織由初晶铍和(hé)固溶Mg的Al相組成，使合金(jīn)有很(hěn)好(hǎo)的綜合性能(néng)。如Al-7.0%Be-3%Mg合金(jīn)的抗拉強度達到(dào)650Mpa，伸長率大(dà)于10%，可以應用(yòng)在航空(kōng)工(gōng)業。但(dàn)由于制造工(gōng)藝複雜(zá)，使其應用(yòng)受到(dào)限制。
四.鋁基複合材料。
目前開(kāi)發的鋁基複合材料主要有B/Al、BC/Al、SiC/Al、Al2O3/Al等。添加的纖維可分爲顆粒、晶須、短纖維和(hé)長纖維，其中SiC/Al複合材料是最有發展前途的，因爲它不需要用(yòng)擴散層處理(lǐ)包覆纖維，成本低(dī)。鋁基複合材料的特點是密度小(xiǎo)、比強度和(hé)比剛度高(gāo)、比彈性模量大(dà)、導電導熱性好(hǎo)、抗腐蝕、耐高(gāo)溫、抗蠕變和(hé)耐疲勞等。美(měi)國制造的10米多長的型材和(hé)管材已經用(yòng)在了(le)各種航天器上(shàng)，并且已經成爲鋁合金(jīn)、甚至鋁-锂合金(jīn)的重要競争對(duì)手。此外(wài)，鋁-鋼、鋁-钛等層壓式鋁基超高(gāo)強複合材料在近年來(lái)也(yě)得到(dào)了(le)發展。
鋁合金(jīn)新材料的研發方向，主要是應用(yòng)微合金(jīn)化理(lǐ)論、采用(yòng)電子冶金(jīn)技術，調整合金(jīn)元素含量和(hé)比例，添加高(gāo)效微量元素，一方面改造現(xiàn)有1×××～9×××系列的上(shàng)千種傳統鋁合金(jīn)，使之充分發揮潛力，另一方面設計(jì)和(hé)發展一批新型的高(gāo)強、高(gāo)韌、高(gāo)模、耐磨、耐蝕、耐疲勞、耐高(gāo)溫、耐低(dī)溫、耐輻射、防火、防爆、易切削、易抛光、可表面處理(lǐ)、可焊接的和(hé)超輕的鋁合金(jīn)材料及擠壓産品，以滿足不斷發展的國防軍工(gōng)、科技尖端和(hé)國民經濟高(gāo)速度發展的要求。
一.鋁-锂合金(jīn)(Al-Li)。
鋁-锂合金(jīn)的特性是具有低(dī)的密度、高(gāo)的彈性模量和(hé)高(gāo)的強度。現(xiàn)在開(kāi)發成熟的鋁-锂合金(jīn)主要是Al-Li-Sc-Zr系和(hé)Al-Li-Mg-Zr系合金(jīn)，能(néng)夠替代7×××系超高(gāo)強合金(jīn)的均爲Al-Li-Cu-Mg-Zr系合金(jīn)。最典型的合金(jīn)有2090和(hé)8091等20多種。研制的目标是達到(dào)7075-T6的強度和(hé)7075-T73的抗蝕性能(néng)。1996年美(měi)國在直升機中應用(yòng)的鋁-锂合金(jīn)已達到(dào)機體重量的20%左右，2010年以後，在大(dà)型客機上(shàng)預計(jì)有20%以上(shàng)的結構采用(yòng)鋁-锂合金(jīn)制作(zuò)。
二.鋁-钪合金(jīn)(Al-Sc)。
钪屬于稀土類金(jīn)屬元素，密度小(xiǎo)，熔點高(gāo)，因爲它能(néng)顯著提高(gāo)鋁合金(jīn)的再結晶溫度和(hé)力學性能(néng)，因而引起高(gāo)度重視(shì)。近年來(lái)，俄羅斯和(hé)德國在Al-Sc合金(jīn)的研究方面取得了(le)很(hěn)大(dà)進展，并研究出Al-Zn-Mg-Sc-Zr系和(hé)Al-Mg-Sc系合金(jīn)。前者的特性是強度高(gāo)，塑性、疲勞性能(néng)和(hé)焊接性能(néng)好(hǎo)，是一種新的高(gāo)強、高(gāo)韌性可焊鋁合金(jīn)。它的應用(yòng)領域也(yě)主要是航空(kōng)和(hé)航天，此外(wài)也(yě)可以應用(yòng)在高(gāo)速艦艇和(hé)高(gāo)速列車上(shàng)。
三.鋁-铍合金(jīn)(Al-Be)。
铍也(yě)屬于高(gāo)熔點的稀有金(jīn)屬，Al-(7.0～30)%Be-(3～8)%Mg合金(jīn)都處于Al-Be-Mg三元相圖的兩相區(qū)，其組織由初晶铍和(hé)固溶Mg的Al相組成，使合金(jīn)有很(hěn)好(hǎo)的綜合性能(néng)。如Al-7.0%Be-3%Mg合金(jīn)的抗拉強度達到(dào)650Mpa，伸長率大(dà)于10%，可以應用(yòng)在航空(kōng)工(gōng)業。但(dàn)由于制造工(gōng)藝複雜(zá)，使其應用(yòng)受到(dào)限制。
四.鋁基複合材料。
目前開(kāi)發的鋁基複合材料主要有B/Al、BC/Al、SiC/Al、Al2O3/Al等。添加的纖維可分爲顆粒、晶須、短纖維和(hé)長纖維，其中SiC/Al複合材料是最有發展前途的，因爲它不需要用(yòng)擴散層處理(lǐ)包覆纖維，成本低(dī)。鋁基複合材料的特點是密度小(xiǎo)、比強度和(hé)比剛度高(gāo)、比彈性模量大(dà)、導電導熱性好(hǎo)、抗腐蝕、耐高(gāo)溫、抗蠕變和(hé)耐疲勞等。美(měi)國制造的10米多長的型材和(hé)管材已經用(yòng)在了(le)各種航天器上(shàng)，并且已經成爲鋁合金(jīn)、甚至鋁-锂合金(jīn)的重要競争對(duì)手。此外(wài)，鋁-鋼、鋁-钛等層壓式鋁基超高(gāo)強複合材料在近年來(lái)也(yě)得到(dào)了(le)發展。
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