Aluminio estas la plej abunda metala elemento en la terkrusto. Ĝi estas la nefera metalo kun la dua plej granda produktado kaj uzo en la mondo post ŝtalo. Ĝi havas malaltan densecon, ĉirkaŭ 1/3 de ŝtalo. Ĉar pura aluminio estas mola kaj havas malaltan forton, tial, aldonante malgrandan kvanton da elementoj kiel magnezio, kupro, zinko, silicio kaj litio al aluminio, la funkciado de aluminia alojo estas pli bona. Aluminiaj alojoj estas la plej vaste uzataj neferaj metalaj strukturaj materialoj en la industrio pro siaj bonegaj mekanikaj ecoj kaj korodrezisto. Ili estas vaste uzataj en konstruado, aerspaca, aŭtomobila, maŝinfabrikado, ŝipkonstruado kaj kemia industrioj.
Aluminiaj alojoj havas bonegajn ecojn en mekaniko kaj kemio:
① Mekanikaj aspektoj, ĉefe reflektitaj en malalta denseco, alta forto, alta modulo, ktp. Aluminio havas malaltan densecon kaj estas pli malpeza ol aliaj metaloj, nur 1/4 de ŝtalo, do ĝi taŭgas por uzo en kampoj kun altaj postuloj pri malpezeco;
② Rilate al kemiaj ecoj, ĉar aluminia alojo povas formi densan oksidan filmon sur sia surfaco en la aero, ĝi povas protekti sin kontraŭ profunda oksidiĝo. Tial, ĝi havas bonegan korodreziston kaj tre stabilan kemian konsiston.
③Aluminia alojo havas bonan plastikecon kaj povas esti prilaborita en diversajn profilojn. Ĝi havas bonegan elektran kaj varmokonduktivecon. Tial, ĝi estas vaste uzata en industrio, kaj ĝia uzado estas dua nur post ŝtalo.
Nuntempe, en la industrio ekzistas pli ol 250 aluminiaj alojoj kun malsamaj konsistoj. Por faciligi la distingon, laŭ la malsamaj alojaj konsistoj, Ĉinio uzas la internacie akceptitan kvarciferan grado-klasifikmetodon por faciligi la markadon de produktejoj, memoradon kaj kalkuladministradon. La aluminiaj alojoj uzataj en la milita industrio ĉefe inkluzivas aluminio-litiajn alojojn, 2XXX (A1-Cu-Mg) seriojn kaj 7XXX seriojn.
Merkata postulo kaj disvolva tendenco de diversaj aluminiaj alojmaterialoj
2XXX-serio aluminia alojo
Aluminiaj alojoj de la serio 2XXX (A1-Cu-Mg) havas altan streĉreziston, durecon kaj lacecreziston, bonan varmoreziston, prilaborajn kaj veldajn ecojn, kaj estas vaste uzataj en la aerspaca, aŭtomobila kaj armila industrioj. La ĉefaj gradoj estas 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, ktp. Serio de alojoj estis evoluigita por plibonigi forton, durecan akordigon kaj difekteltenemon, kiel ekzemple alojoj 2024, 2124, 2524, 2324, ktp.
La ekipaĵmodeloj de Ĉinio disvolviĝas en la direkto de malpezeco, longa vivdaŭro, alta fidindeco kaj malalta kosto, kaj havas altajn postulojn pri la romporezisto, fendodisvastiĝrezisto kaj korodrezisto de la fuzelaĝa ŝelmaterialo. Bazite sur la dika plato de aluminia alojo 2024-T351, eksterlandoj disvolvis 2324, 2624 kaj aliajn alt-damaĝotoleremajn aluminiajn alojojn por la malsupra flugilsurfaco kun malsama forto, dureco, laceco- kaj korodrezisto, kaj atingis instaladon kaj aplikon. Ĉinio disvolvas alt-damaĝotoleremajn aluminiajn alojojn de la serio 2XXX. En la estonteco, kompozita mikroalojado estos grava disvolva direkto por alt-damaĝorezistaj aluminiaj alojoj de la serio Al-Cu-Mg.
4XXX-serio aluminia alojo
Nuntempe, eŭtektaj kaj hipoeŭtektaj Al-Si alojoj estas ĉefe uzataj por aŭtomobilaj piŝtoj en Ĉinio. Tamen, kun la kontinua plibonigo de la postuloj pri motora rendimento, malfacilas plenumi la postulojn pri rendimento. Hipereŭtekta Al-Si alojo havas malaltan densecon, malgrandan linearan ekspansian koeficienton, pli altan eluziĝreziston kaj volumenan stabilecon, kaj estas pli ideala piŝtomaterialo kompare kun eŭtektaj Al-Si alojoj. Hipereŭtektaj Al-Si alojaj piŝtoj estas amasproduktitaj eksterlande kaj aplikitaj al kamionoj kaj aŭtoj, kiel ekzemple A390 alojo en Usono, AC9A kaj AC8A (ZL109) alojoj en Japanio, kaj A390 alojo en Aŭstralio. Tamen, nuntempe estas malmultaj fabrikantoj en Ĉinio, kiuj produktas hipereŭtektajn Al-Si alojajn piŝtojn, kaj la plej multaj el ili dependas de importado. Krome, ekzistas granda breĉo inter aŭtomobilaj turbŝarĝilaj aluminiaj alojmaterialoj kaj eksterlandoj. Alt-efikecaj aŭtomobilaj turbŝarĝilaj aluminiaj alojmaterialoj ĉefe dependas de Japanio kaj aliaj landoj. Tial, estas necese disvolvi ŝlosilajn aŭtomobilajn aluminiajn alojmaterialojn por alt-efikecaj piŝtoj kaj turbŝarĝilaj padelradoj.
5XXX Serio Aluminiaj Alojoj
Al-Mg-alojoj, precipe Al-Mg-alojoj kun alta Mg-enhavo, havas altan specifan forton, bonan veldeblon kaj korodreziston, kaj fariĝos tre konkurencivaj materialoj en la estonta aerspaca industrio, rapidtrajnoj, oceanoj kaj aliaj kampoj. Nuntempe, platoj, profiloj kaj velddratoj el Al-Mg-alojoj por aerspaca industrio, trajnoj, oceanoj kaj aliaj aplikoj ĉefe dependas de importado. La merkato de altkvalitaj velddratoj estas baze monopoligita de ALCOA en Usono. Alojoj ER5183 kaj ER5356 ĉefe dependas de importado, kaj la importa volumeno konsistigas ĉirkaŭ 70% de iliaj vendoj. Al-Mg-alojoj por ŝipoj ĉefe dependas de Rusio. Konvenciaj orbrikoj de alojoj kun alta Mg-enhavo havas bonevoluintajn dendritojn, severan eŭtektikan fazapartigon kaj malbonan formadan rendimenton. La nunaj prilaboraj metodoj ankoraŭ havas multajn problemojn, kiel malalta rendimento, malbona ŝajna kvalito, longa procezo, malstabila kvalito kaj malalta rendimento. Subrapida solidiĝo kaj formado povas inhibicii la precipitaĵon de Mg, kaj samtempe povas esti regulitaj por akiri fajnajn egalaksajn kristalojn kaj nanoprecipititajn fazojn, multe plibonigante la rendimenton kaj homogenecon de la materialo. Tial, la disvolviĝo de subrapida solidiĝa kontinua reologia eltrudado kaj ruliĝa teknologio por alt-efikecaj Al-Mg-alojoj estas atendata kontentigi la postulon je altkvalitaj Al-Mg-alojoj.
6XXX Serio Aluminiaj Alojoj
Materialoj el aluminio-alojoj de la serio 6XXX estas ŝlosilaj materialoj en la kampoj de fervoja transporto, aŭtomobiloj, elektroniko, ktp. Ekde la 1980-aj jaroj, evoluintaj landoj kaj regionoj kiel Eŭropo, Usono kaj Japanio evoluigis aluminio-alojojn por aŭtomobiloj, registritajn gradojn kiel 6009, 6016, 6010, 6111, 6022 kaj 6082, kaj formis relative kompletan produktadan kaj aplikan sistemon por aŭtokaroserio-paneloj, eltrudadoj, forĝadoj, ktp. La industriiga esplorado kaj evoluigo de karoserio-paneloj kaj forĝadoj de aluminio-alojoj de la serio 6XXX ĵus komenciĝis en Ĉinio, kaj ekzistas klara breĉo. La Ministerio pri Industrio kaj Informa Teknologio de Ĉinio proponis, ke la disvolvotaj aŭtomobilaj aluminiaj alojoj estu: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, ktp. La tipa aluminia alojo-folio de la 6XXX-serio havas plilongiĝon A50 de ne malpli ol 25%, r-valoron de ne malpli ol 0.60, parkecan limon Rp0.2 je 60-d de ne malpli ol 140 N/mm2 kaj pliigon de limo dum farbo-malmoliĝo de ne malpli ol 80 N/mm2. Responde al diversaj bezonoj, la disvolviĝo de projektado, preparado kaj prilabora teknologio de aluminiaj alojoj de la 6XXX-serio fariĝis neevitebla disvolviĝa tendenco.
7XXX Serio Aluminiaj Alojoj
Aluminiaj alojoj de la 7XXX-serio havas bonan reziston al streĉa korodo kaj estas la plej fortaj inter la aluminiaj alojoj. Ili estas internacie agnoskitaj kiel ĉefaj materialoj por aviado. Lastatempe, eksterlandoj evoluigis la alojon 7055 (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr), kies streĉa limo superas 620 MPa en la stato T77511. Ĝi estas uzata en aviadiloj Boeing 777 kaj reduktas la pezon je 635 kg. Nuntempe, al Ĉinio mankas sistema aloj-dezajno kaj preparado kaj prilabora teknologio por la 7XXX-serio-aluminiaj alojoj por aviado, kaj iuj produktoj estas tute dependaj de importado. Pro la grandskalaj orbrikoj de la 7XXX-serio-aluminiaj alojoj kun multaj alojelementoj, larĝa solidiĝa gamo, granda fanda streĉo, kaj facila oksidiĝo/apartigo de alojelementoj, la metalurgia kvalito de la orbrikoj estas malbona kaj la ĉambratemperatura formada efikeco estas malalta, do estas tre grave evoluigi novajn 7XXX-serio-aluminiajn alojojn.
Aluminio-litio (Al-Li) alojo
Aluminio-litia alojo estas la plej rapide kreskanta malpeza materialo en aviadaj materialoj en la lastaj jaroj. Ĝi havas la karakterizaĵojn de malalta denseco, alta elasta modulo, alta specifa rigideco, bona laceco-efikeco kaj korodorezisto. Post anstataŭigo de konvenciaj aluminiaj alojoj, la maso povas esti reduktita je 10%~20% kaj la rigideco povas esti pliigita je 15%~20%. Komence de la 21-a jarcento, la usona kompanio ALCOA lanĉis la "ALCOA Aviation 20/20 Plan", kun la celo redukti la koston kaj pezon de aviadaj aluminiaj alojoj je ĉiu 20% ene de 20 jaroj. Constellium evoluigis aluminiajn-litiajn alojojn 2050 kaj 2198 (Al-Cu-Li-Mg-Ag) kun malalta denseco, alta forteco kaj alta damaĝo-eltenivo. Estas tre malmultaj Al-Li-alojaj gradoj sendepende evoluigitaj en Ĉinio, kaj nur la alojo 1420 estis uzata. La aluminia-litia alojo uzata en la pasaĝeraviadilo C919 estas provizita de Alcoa. Nacie, nur limigitaj alojgradoj kiel 1420, 2195, 2197, kaj 2A97 povas esti produktitaj, kaj la orbrikoj estas nur plataj orbrikoj sub ((310~400)×1280×4000) mm kaj rondaj orbrikoj sub φ650 mm. Plataj orbrikoj (2B16) kun dikeco de pli ol 60 mm kaj larĝo de pli ol 1500 mm, kaj orbrikoj (2B16) kun diametro de pli ol 1500 mm en la kampo de altkvalitaj aviadaj aplikoj ankoraŭ ne estas industrie produktitaj. Tial, estas tre grave disvolvi novajn dezajnojn de aluminio-litio-alojoj, preparadon de ultragrandaj orbrikoj kaj profundan prilaboran teknologion.
Varmorezista aluminia alojo
Varmorezistaj aluminiaj alojoj estas ŝlosilaj bazmaterialoj en la kampoj de aerspaca, aŭtomobila, fervoja transportado, ktp., reguligante elementojn kiel Si, Fe, Ni, Ag, kaj rarajn terojn por igi aluminiajn alojojn rezistemaj al oksidiĝo kaj rampado je altaj temperaturoj. Tradiciaj varmorezistaj aluminiaj alojoj inkluzivas: 2519, 2618, 2219, 2D70, ktp. Kun la rapida disvolviĝo de la aerspaca kaj aŭtomobila industrioj, pli altaj postuloj estas metitaj sur varmorezistajn aluminiajn alojojn. La nova generacio de ĉasaviadiloj havas altan krozrapidecon, kaj la funkcianta temperaturo de la fuzelaĝa haŭto estas super 150 °C. Nuntempe, la longdaŭra uzotemperaturo de varmorezistaj aluminiaj alojoj kiel 2618 kaj 2D70 estas sub 150 °C. Estas necese disvolvi novajn varmorezistajn aluminiajn alojojn.
Al-Sc-alojo kun ultramalalta skandio-enhavo (Sc)
Al-Sc-alojo havas bonegajn ecojn kiel altan forton, bonan plastikecon kaj korodreziston, kaj fariĝis nova generacio de malpezaj materialoj por aerspaca industrio, ŝipoj, ktp. post Al-Li-alojo. La streĉrezisto de Al-Mg-alojo enhavanta spurojn de skandio estas 30% pli alta ol tiu de 5083-alojo, kaj la streĉlimo estas pli ol duobligita. Ĝia veldeblo estas komparebla al tiu de konvenciaj 5XXX-seriaj alojoj, la mekanikaj ecoj de la varmo-trafita zono kaj veldo estas proksimume egalaj al tiuj de la matrico, kaj ĝia korodrezisto estas komparebla al tiu de 5083-alojo. Anstataŭigi 5XXX aŭ 6XXX-seriajn alojojn en la fabrikado de aerspacaj komponantoj povas atingi signifajn pezreduktajn efikojn, kaj ĝi ankaŭ estas supera materialo por aŭtoj kaj fervojaj veturiloj. Rusio estas ĉe la avangardo de la mondo en la disvolviĝo de skandio-entenantaj aluminiaj alojoj, kaj formis Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn-MgSc, Al-Zn-Mg-Cu-Sc, kaj Al-Cu-Mg-Sc alojojn kun skandia enhavo de 0.18%~0.5%. Por antaŭenigi la aplikon de aluminio-skandiaj alojoj en aerspaca kaj aŭtomobila industrio, la Ministerio pri Industrio kaj Informa Teknologio de Ĉinio listigis skandio-entenantajn aluminiajn alojojn kiel unu el la novaj materialoj por prioritata disvolviĝo. Ĉinio estas riĉa je skandiaj resursoj kaj konstruis altpurecan produktadlinion por ekstraktado de skandia oksido, metante la fundamenton por la disvolviĝo de aluminio-skandiaj alojoj.
500 MPa grado varma stampanta aluminio-alojo por aŭtoj
Ankoraŭ mankas varmastampado en Ĉinio pri altfortaj aluminiaj alojmaterialoj. La kombinaĵo de novaj materialoj kaj la disvolviĝo de novaj formadprocezoj estas efika rimedo por solvi la problemon de formado de altfortaj aluminiaj alojoj por aŭtopartoj. Fokusiĝo pri alojoj de la serio 7XXX, aktiva esplorado de alojoj 2XXX, kaj disvolviĝo de aluminiaj alojmaterialoj de grado 500 MPa por varmastampado havas gravajn perspektivojn por fabrikado de kompleksformaj aŭtopartoj.
Aluminio-bazitaj kompozitaj materialoj
Plurtavola kompozita plato el aluminio-ŝtalo: La efika konekto inter aluminio-ŝtalo kaj ŝtalaj ferdekoj fariĝis unu el la limigoj por malpezigo de superstrukturoj de grandaj ŝipoj. La transira junto el aluminio-ŝtalo kompozita uzata por veldado inter aluminio-ŝtalaj karenoj provizas solvon por anstataŭigi la tradician nitadprocezon. Honda evoluigis ŝtal-aluminian kunigan teknologion, kiu estos uzata tutmonde en amasproduktitaj aŭtoĉasioj. Nuntempe, la kompozitaj juntoj el aluminio-ŝtalo uzataj en Ĉinio estas ĉefe importitaj el eksterlando, kun prezo tiel alta kiel 4×10⁵ CNY/t. Kun la estontaj grandskalaj ŝipoj, pli altaj veldaj temperaturoj, pli granda portanta ŝarĝo kaj pli fortaj ligaj interfacoj estas necesaj por transiraj juntoj, kaj alt-efikecaj juntoj el aluminio-ŝtalo estas urĝe bezonataj.
Afiŝtempo: 8-a de marto 2025
