Aluminium is it meast foarkommende metaalelemint yn 'e ierdkoarste. It is it non-ferro metaal mei de twadde grutste útfier en gebrûk yn 'e wrâld nei stiel. It hat in lege tichtheid, sawat 1/3 fan stiel. Omdat suver aluminium sêft is en in lege sterkte hat, is de prestaasje fan aluminiumlegering better troch in lytse hoemannichte eleminten lykas magnesium, koper, sink, silisium en lithium ta te foegjen oan aluminium. Aluminiumlegeringen binne de meast brûkte non-ferro metalen strukturele materialen yn 'e yndustry fanwegen har poerbêste meganyske eigenskippen en korrosjebestriding. Se binne in soad brûkt yn 'e bou, loftfeart, auto's, masinefabrikaasje, skipsbou en gemyske yndustry.
Aluminiumlegeringen hawwe poerbêste eigenskippen yn meganika en skiekunde:
① Mechanyske aspekten, benammen te sjen yn lege tichtheid, hege sterkte, hege modulus, ensfh. Aluminium hat in lege tichtheid en is lichter as oare metalen, mar 1/4 fan stiel, sadat it geskikt is foar gebrûk yn fjilden mei hege easken foar lichtgewicht;
② Wat gemyske eigenskippen oanbelanget, om't aluminiumlegering in tichte oksidefilm op it oerflak yn 'e loft foarmje kin, kin it himsels beskermje tsjin djippe oksidaasje. Dêrom hat it poerbêste korrosjebestriding en in heul stabile gemyske gearstalling.
③Aluminiumlegering hat goede plastisiteit en kin ferwurke wurde ta ferskate profilen. It hat poerbêste elektryske en termyske geliedingsfermogen. Dêrom wurdt it in soad brûkt yn 'e yndustry, en it gebrûk is twadde allinich nei stiel.
Op it stuit binne der mear as 250 aluminiumlegeringen mei ferskillende gearstallingen yn 'e yndustry. Om it ûnderskied te fasilitearjen, neffens de ferskillende legeringsgearstallingen, brûkt Sina de ynternasjonaal akseptearre fjouwersifers klassifikaasjemetoade om de produksjelokaasjemarkering, ûnthâld en berekkeningsbehear te fasilitearjen. De aluminiumlegeringen dy't brûkt wurde yn 'e militêre yndustry omfetsje benammen aluminium-lithiumlegeringen, 2XXX (A1-Cu-Mg) searje en 7XXX searje aluminiumlegeringen.
Merkfraach en ûntwikkelingstrend fan ferskate aluminiumlegearingsmaterialen
2XXX-searje aluminiumlegering
Aluminiumlegeringen fan 'e 2XXX (A1-Cu-Mg)-searje hawwe hege treksterkte, taaiens en wurgenssterkte, goede waarmtebestriding, ferwurkings- en laseigenskippen, en wurde in soad brûkt yn 'e loftfeart-, auto- en wapenyndustry. De wichtichste kwaliteiten binne 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, ensfh. In searje legeringen binne ûntwikkele om sterkte, taaiensoanpassing en skeatolerânsje te ferbetterjen, lykas 2024, 2124, 2524, 2324 legeringen, ensfh.
De apparatuermodellen fan Sina ûntwikkelje har yn 'e rjochting fan lichtgewicht, lange libbensdoer, hege betrouberens en lege kosten, en hawwe hege easken foar de brekttaaiens, breukferspriedingsresistinsje en korrosjeresistinsje fan it romphûdmateriaal. Op basis fan 'e dikke plaat fan aluminiumlegering 2024-T351 hawwe bûtenlânske lannen 2324, 2624 en oare aluminiumlegeringen mei hege skeatolerânsje ûntwikkele foar it ûnderste fleugeloerflak mei ferskillende sterkte, taaiens, wurgens- en korrosjeresistinsje, en hawwe ynstallaasje en tapassing berikt. Sina ûntwikkelt aluminiumlegeringen mei hege skeatolerânsje fan 'e 2XXX-searje. Yn 'e takomst sil gearstalde mikrolegering in wichtige ûntwikkelingsrjochting wêze foar hege sterkte aluminiumlegeringen fan 'e Al-Cu-Mg-searje.
4XXX-searje aluminiumlegering
Op it stuit wurde eutektyske en hypoeutektyske Al-Si-legeringen benammen brûkt foar autopistons yn Sina. Mei de trochgeande ferbettering fan 'e easken foar motorprestaasjes is it lykwols lestich om oan 'e prestaasjeeasken te foldwaan. Hypereutektyske Al-Si-legering hat in lege tichtheid, in lytse lineêre útwreidingskoëffisjint, hegere wearbestindigens en folumestabiliteit, en is in idealer pistonmateriaal yn ferliking mei eutektyske Al-Si-legeringen. Hypereutektyske Al-Si-legeringpistons binne massaal produsearre yn it bûtenlân en tapast op frachtweinen en auto's, lykas A390-legering yn 'e Feriene Steaten, AC9A- en AC8A (ZL109)-legeringen yn Japan, en A390-legering yn Austraalje. D'r binne lykwols op it stuit mar in pear fabrikanten yn Sina dy't hypereutektyske Al-Si-legeringpistons produsearje, en de measten fan harren binne ôfhinklik fan ymport. Derneist is d'r in grutte kloof tusken aluminiumlegeringsmaterialen foar autoturboladers en bûtenlânske lannen. Hege prestaasjes aluminiumlegeringsmaterialen foar autoturboladers binne benammen ôfhinklik fan Japan en oare lannen. Dêrom is it essinsjeel om wichtige aluminiumlegeringsmaterialen foar auto's te ûntwikkeljen foar hege prestaasjes pistons en turbocharger-impellers.
5XXX-searje aluminiumlegeringen
Al-Mg-legeringen, benammen Al-Mg-legeringen mei in hege Mg-ynhâld, hawwe in hege spesifike sterkte, goede lasberens en korrosjebestriding, en sille tige konkurrearjende materialen wurde yn 'e takomst yn 'e loftfeart, hege-snelheidstreinen, oseanen en oare fjilden. Op it stuit binne Al-Mg-legeringsplaten, profilen en lasdraden foar loftfeart, treinen, oseanen en oare tapassingen benammen ôfhinklik fan ymport. De merk foar hege-end lasdraad wurdt yn 'e Feriene Steaten yn prinsipe monopolisearre troch ALCOA. ER5183- en ER5356-legeringen binne benammen ôfhinklik fan ymport, en it ymportvolume is goed foar sawat 70% fan har ferkeap. Al-Mg-legeringen foar skippen binne benammen ôfhinklik fan Ruslân. Konvinsjonele ingots fan legeringen mei in hege Mg-ynhâld hawwe goed ûntwikkele dendriten, swiere eutektyske fazesegregaasje en minne foarmingsprestaasjes. De hjoeddeistige ferwurkingsmetoaden hawwe noch in protte problemen, lykas lege prestaasjes, minne skynbere kwaliteit, lang proses, ynstabile kwaliteit en lege opbringst. Sub-snelle stolling en foarming kin de delslach fan Mg remme, en tagelyk kin it regele wurde om fyn lykweardige kristallen en nano-delslachte fazen te krijen, wêrtroch't de prestaasjes en uniformiteit fan it materiaal sterk ferbettere wurde. Dêrom wurdt ferwachte dat de ûntwikkeling fan sub-snelle stolling trochgeande reologyske ekstruzje en rôltechnology foar hege prestaasjes Al-Mg-legeringen sil foldwaan oan 'e fraach nei hege kwaliteit Al-Mg-legeringen.
6XXX-searje aluminiumlegeringen
6XXX-searje aluminiumlegeringmaterialen binne wichtige materialen op it mêd fan spoarferfier, auto's, elektroanika, ensfh. Sûnt de jierren '80 hawwe ûntwikkele lannen en regio's lykas Jeropa, de Feriene Steaten en Japan aluminiumlegeringen foar auto's ûntwikkele, registrearre kwaliteiten lykas 6009, 6016, 6010, 6111, 6022 en 6082, en in relatyf folslein produksje- en tapassingssysteem foarme foar auto-karrosseriepanielen, ekstruzjes, smeedstukken, ensfh. It yndustrialisaasjeûndersyk en de ûntwikkeling fan 6XXX-searje aluminiumlegering-karrosseriepanielen en smeedstukken yn Sina is krekt begûn, en d'r is in dúdlike gat. It Ministearje fan Yndustry en Ynformaasjetechnology fan Sina hat foarsteld dat de te ûntwikkeljen platen fan aluminiumlegering foar auto's de folgjende binne: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, ensfh. De typyske plaat fan aluminiumlegering út 'e 6XXX-searje hat in ferlinging A50 fan net minder as 25%, in r-wearde fan net minder as 0,60, in reksterkte Rp0,2 by 60 d fan net minder as 140 N/mm2 en in tanimming fan 'e reksterkte foar it ferhurdzjen fan ferve fan net minder as 80 N/mm2. Yn reaksje op ferskate behoeften is de ûntwikkeling fan ûntwerp-, tariedings- en ferwurkingstechnology fan aluminiumlegeringen út 'e 6XXX-searje in ûnûntkomber ûntwikkelingstrend wurden.
7XXX-searje aluminiumlegeringen
7XXX-searje aluminiumlegeringen hawwe in goede spanningskorrosjebestriding en binne de sterkste searje ûnder aluminiumlegeringen. Se wurde ynternasjonaal erkend as rêchbonkematerialen foar de loftfeart. Koartlyn hawwe bûtenlânske lannen 7055-legering (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr) ûntwikkele, wêrfan de rekspanning mear as 620 MPa is yn 'e T77511-steat. It wurdt brûkt yn Boeing 777-fleantugen en ferminderet it gewicht mei 635 kg. Op it stuit mist Sina systematyske legearingsûntwerp- en tariedings- en ferwurkingstechnology foar 7XXX-searje aluminiumlegeringen foar de loftfeart, en guon produkten binne folslein ôfhinklik fan ymport. Fanwegen de grutskalige ingots fan 7XXX-searje aluminiumlegeringen mei in protte legearingseleminten, in breed stollingsberik, in grutte gietspanning en maklike oksidaasje/segregaasje fan legearingseleminten, is de metallurgyske kwaliteit fan 'e ingots min en binne de foarmingsprestaasjes by keamertemperatuer leech, wêrtroch it fan grut belang is om nije 7XXX-searje aluminiumlegeringen te ûntwikkeljen.
Aluminium-lithium (Al-Li) legearing
Aluminium-lithium-legering is it rapst groeiende lichtgewicht materiaal yn loftfeartmaterialen yn 'e lêste jierren. It hat de skaaimerken fan lege tichtheid, hege elastyske modulus, hege spesifike stivens, goede wurgensprestaasjes en korrosjebestriding. Nei it ferfangen fan konvinsjonele aluminiumlegeringen kin de massa mei 10% ~ 20% wurde fermindere en de stivens mei 15% ~ 20%. Yn it begjin fan 'e 21e iuw lansearre it Amerikaanske bedriuw ALCOA it "ALCOA Aviation 20/20 Plan", mei it doel om de kosten en it gewicht fan aluminiumlegeringen foar loftfeart binnen 20 jier mei 20% te ferminderjen. Constellium hat aluminium-lithium-legeringen 2050 en 2198 (Al-Cu-Li-Mg-Ag) ûntwikkele mei lege tichtheid, hege taaiens en hege skeatolerânsje. Der binne mar in pear Al-Li-legeringsgraden ûnôfhinklik ûntwikkele yn Sina, en allinich de 1420-legering is brûkt. De aluminium-lithium-legering dy't brûkt wurdt yn it C919-passazjiersfleantúch wurdt levere troch Alcoa. Yn eigen lân kinne allinnich beheinde legearingsgraden lykas 1420, 2195, 2197, en 2A97 produsearre wurde, en de baren binne allinnich platte baren ûnder ((310~400)×1280×4000) mm en rûne baren ûnder φ650 mm. Platte baren (2B16) mei in dikte fan mear as 60 mm en in breedte fan mear as 1500 mm, en baren (2B16) mei in diameter fan mear as 1500 mm op it mêd fan high-end loftfearttapassingen binne noch net yndustrieel produsearre. Dêrom is it fan grut belang om nije aluminium-lithiumlegeringsûntwerpen, ultra-grutte baren tarieding en djippe ferwurkingstechnology te ûntwikkeljen.
Hittebestindige aluminiumlegering
Hittebestindige aluminiumlegeringen binne wichtige basismaterialen yn 'e sektoaren fan loftfeart, auto's, spoarferfier, ensfh. troch eleminten lykas Si, Fe, Ni, Ag en seldsume ierden te regeljen om aluminiumlegeringen resistint te meitsjen tsjin oksidaasje en krûp by hege temperatueren. Tradisjonele hittebestindige aluminiumlegeringen omfetsje: 2519, 2618, 2219, 2D70, ensfh. Mei de rappe ûntwikkeling fan 'e loftfeart- en auto-yndustry wurde hegere easken steld oan hittebestindige aluminiumlegeringen. De nije generaasje jachtfleantugen hat in hege krússnelheid, en de wurktemperatuer fan 'e romphûd is boppe 150 °C. Op it stuit is de lange-termyn gebrûkstemperatuer fan hittebestindige aluminiumlegeringen lykas 2618 en 2D70 ûnder 150 °C. It is essinsjeel om nije hittebestindige aluminiumlegeringen te ûntwikkeljen.
Al-Sc-legearing mei ultra-leech skandium (Sc)-ynhâld
Al-Sc-legering hat poerbêste eigenskippen lykas hege sterkte, goede plastisiteit en korrosjebestriding, en is nei Al-Li-legering in nije generaasje lichtgewicht materialen wurden foar loftfeart, skippen, ensfh. De treksterkte fan Al-Mg-legering mei spoaren fan scandium is 30% heger as dy fan 5083-legering, en de reksterkte is mear as ferdûbele. De lasberens is te fergelykjen mei dy fan konvinsjonele 5XXX-searjelegeringen, de meganyske eigenskippen fan 'e waarmte-beynfloede sône en las binne sawat gelyk oan dy fan 'e matriks, en de korrosjebestriding is te fergelykjen mei dy fan 5083-legering. It ferfangen fan 5XXX- of 6XXX-searjelegeringen by de fabrikaazje fan loftfeartkomponinten kin wichtige gewichtsreduksjeeffekten berikke, en it is ek in superieur materiaal foar auto's en spoarwegen. Ruslân rint foarop yn 'e wrâld yn 'e ûntwikkeling fan scandium-hâldende aluminiumlegeringen, en hat Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn-MgSc, Al-Zn-Mg-Cu-Sc, en Al-Cu-Mg-Sc-legeringen foarme mei in scandiumgehalte fan 0,18% ~ 0,5%. Om de tapassing fan aluminium-scandium-legeringen yn 'e loftfeart en auto's te befoarderjen, hat it Sineeske Ministearje fan Yndustry en Ynformaasjetechnology scandium-hâldende aluminiumlegeringen neamd as ien fan 'e nije materialen foar prioriteitsûntwikkeling. Sina is ryk oan scandiumboarnen en hat in produksjeline foar de ekstraksje fan scandiumokside mei hege suverens boud, wêrmei't de basis lein wurdt foar de ûntwikkeling fan aluminium-scandium-legeringen.
500 MPa-klasse hjitte stamping aluminiumlegering foar auto's
Der is noch in leechtepunt yn it hjitstampen fan hege-sterkte aluminiumlegeringen yn Sina. De kombinaasje fan nije materialen en de ûntwikkeling fan nije foarmjouwingsprosessen is in effektive manier om it probleem fan it foarmjen fan auto-ûnderdielen fan hege-sterkte aluminiumlegeringen op te lossen. Fokus op 7XXX-searjelegeringen, aktyf ûndersyk nei 2XXX-legeringen, en ûntwikkeling fan 500 MPa-kwaliteit aluminiumlegeringen foar hjitstampen hawwe wichtige perspektiven foar it produsearjen fan kompleksfoarmige auto-ûnderdielen.
Kompositmaterialen op basis fan aluminium
Aluminium-stiel mearlaach kompositplaat: De effektive ferbining tusken aluminium en stielen dekken is ien fan 'e beheiningen wurden foar it lichter meitsjen fan boppebouwurken fan grutte skippen. De aluminium-stiel komposit oergongsferbining dy't brûkt wurdt foar it lassen tusken aluminium en stielen rompen biedt in oplossing om it tradisjonele klinkproses te ferfangen. Honda hat in stiel- en aluminiumferbiningstechnology ûntwikkele dy't wrâldwiid brûkt wurde sil yn massa produsearre autoframes. Op it stuit wurde de aluminium-stiel kompositferbiningen dy't yn Sina brûkt wurde benammen ymportearre út it bûtenlân, mei in priis sa heech as 4 × 10 5 CNY / t. Mei de takomstige grutskalige skippen binne hegere lastemperatueren, gruttere lagerspanning en sterkere bonding-ynterfaces fereaske foar oergongsferbiningen, en hege prestaasjes aluminium-stielferbiningen binne driuwend nedich.
Pleatsingstiid: 8 maart 2025
