Aluminium adalah unsur logam yang paling banyak terdapat di kerak bumi. Ia adalah logam bukan ferus dengan keluaran dan penggunaan kedua terbesar di dunia selepas keluli. Ia mempunyai ketumpatan rendah, kira-kira 1/3 keluli. Oleh kerana aluminium tulen adalah lembut dan mempunyai kekuatan yang rendah, oleh itu, dengan menambahkan sedikit unsur seperti magnesium, kuprum, zink, silikon, dan litium kepada aluminium, prestasi aloi aluminium adalah lebih baik. Aloi aluminium adalah bahan struktur logam bukan ferus yang paling banyak digunakan dalam industri kerana sifat mekanikal yang sangat baik dan rintangan kakisan. Ia telah digunakan secara meluas dalam pembinaan, aeroangkasa, kereta, pembuatan jentera, pembinaan kapal dan industri kimia.
Aloi aluminium mempunyai sifat yang sangat baik dalam mekanik dan kimia:
① Aspek mekanikal, terutamanya dicerminkan dalam ketumpatan rendah, kekuatan tinggi, modulus tinggi, dll. Aluminium mempunyai ketumpatan yang rendah dan lebih ringan daripada logam lain, hanya 1/4 keluli, jadi ia sesuai digunakan dalam bidang dengan keperluan tinggi untuk ringan;
② Dari segi sifat kimia, kerana aloi aluminium boleh membentuk filem oksida padat pada permukaannya di udara, ia boleh melindungi dirinya daripada pengoksidaan yang mendalam. Oleh itu, ia mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dan komposisi kimia yang sangat stabil.
③Ali aluminium mempunyai keplastikan yang baik dan boleh diproses menjadi pelbagai profil. Ia mempunyai kekonduksian elektrik dan haba yang sangat baik. Oleh itu, ia digunakan secara meluas dalam industri, dan penggunaannya adalah yang kedua selepas keluli.
Pada masa ini, terdapat lebih daripada 250 aloi aluminium dengan komposisi berbeza dalam industri. Untuk memudahkan pembezaan, mengikut komposisi aloi yang berbeza, China mengguna pakai kaedah klasifikasi gred empat digit yang diterima di peringkat antarabangsa untuk memudahkan pengurusan penandaan, ingatan dan pengiraan tapak pengeluaran. Aloi aluminium yang digunakan dalam industri ketenteraan terutamanya termasuk aloi aluminium-lithium, siri 2XXX (A1-Cu-Mg) dan aloi aluminium siri 7XXX.
Permintaan pasaran dan trend pembangunan pelbagai bahan aloi aluminium
aloi aluminium siri 2XXX
Aloi aluminium siri 2XXX (A1-Cu-Mg) mempunyai kekuatan tegangan tinggi, keliatan dan kekuatan keletihan, rintangan haba yang baik, pemprosesan dan sifat kimpalan, dan digunakan secara meluas dalam industri aeroangkasa, automotif dan senjata. Gred utama ialah 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, dsb. Satu siri aloi telah dibangunkan untuk meningkatkan kekuatan, padanan keliatan, dan toleransi kerosakan, seperti aloi 2024, 2124, 2524, 2324, dsb.
Model peralatan China berkembang ke arah yang ringan, jangka hayat yang panjang, kebolehpercayaan yang tinggi dan kos yang rendah, dan mempunyai keperluan yang tinggi untuk keliatan patah, rintangan penyebaran retak dan rintangan kakisan bahan kulit badan pesawat. Berdasarkan plat tebal aloi aluminium 2024-T351, negara asing telah membangunkan 2324, 2624 dan aloi aluminium toleransi kerosakan tinggi yang lain untuk permukaan sayap bawah dengan kekuatan, keliatan, keletihan dan rintangan kakisan yang berbeza, dan telah mencapai pemasangan dan aplikasi. China sedang membangunkan aloi aluminium siri 2XXX bertoleransi kerosakan tinggi. Pada masa hadapan, pengaloian mikro komposit akan menjadi arah pembangunan penting bagi aloi aluminium kekuatan tinggi siri Al-Cu-Mg.
aloi aluminium siri 4XXX
Pada masa ini, aloi Al-Si eutektik dan hypoeutectic digunakan terutamanya untuk omboh kereta di China. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan berterusan keperluan prestasi enjin, adalah sukar untuk memenuhi keperluan prestasi. Aloi Al-Si hipereutetik mempunyai ketumpatan rendah, pekali pengembangan linear kecil, rintangan haus yang lebih tinggi dan kestabilan volum, dan merupakan bahan omboh yang lebih ideal berbanding dengan aloi Al-Si eutektik. Omboh aloi Hypereutectic Al-Si telah dikeluarkan secara besar-besaran di luar negara dan digunakan pada trak dan kereta, seperti aloi A390 di Amerika Syarikat, aloi AC9A dan AC8A (ZL109) di Jepun, dan aloi A390 di Australia. Walau bagaimanapun, pada masa ini terdapat beberapa pengeluar di China yang menghasilkan omboh aloi Al-Si hypereutectic, dan kebanyakannya bergantung kepada import. Di samping itu, terdapat jurang yang besar antara bahan aloi aluminium pengecas turbo automotif dan negara asing. Bahan aloi aluminium pengecas turbo automotif berprestasi tinggi terutamanya bergantung kepada Jepun dan negara lain. Oleh itu, adalah penting untuk membangunkan bahan aloi aluminium automotif utama untuk omboh berprestasi tinggi dan pendesak pengecas turbo.
Aloi Aluminium Siri 5XXX
Aloi Al-Mg, terutamanya aloi Al-Mg dengan kandungan Mg yang tinggi, mempunyai kekuatan spesifik yang tinggi, kebolehkimpalan yang baik dan rintangan kakisan, dan akan menjadi bahan yang sangat berdaya saing pada masa hadapan aeroangkasa, kereta api berkelajuan tinggi, lautan dan bidang lain. Pada masa ini, plat aloi Al-Mg, profil dan wayar kimpalan untuk aeroangkasa, kereta api, lautan dan aplikasi lain bergantung terutamanya pada import. Pasaran wayar kimpalan mewah pada asasnya dimonopoli oleh ALCOA di Amerika Syarikat. Aloi ER5183 dan ER5356 bergantung terutamanya pada import, dan volum import menyumbang kira-kira 70% daripada jualannya. Aloi Al-Mg untuk kapal bergantung terutamanya pada Rusia. Jongkong konvensional aloi dengan kandungan Mg yang tinggi mempunyai dendrit yang berkembang dengan baik, pengasingan fasa eutektik yang teruk, dan prestasi pembentukan yang lemah. Kaedah pemprosesan semasa masih mempunyai banyak masalah, seperti prestasi rendah, kualiti ketara yang lemah, proses panjang, kualiti tidak stabil, dan hasil rendah. Pemejalan dan pembentukan sub-laju boleh menghalang pemendakan Mg, dan pada masa yang sama boleh dikawal untuk mendapatkan kristal equiaxed halus dan fasa-mendakan nano, sangat meningkatkan prestasi dan keseragaman bahan. Oleh itu, pembangunan penyemperitan reologi berterusan pemejalan sub-laju dan teknologi penggelek untuk aloi Al-Mg berprestasi tinggi dijangka dapat memenuhi permintaan bagi aloi Al-Mg berkualiti tinggi.
Aloi Aluminium Siri 6XXX
Bahan aloi aluminium siri 6XXX ialah bahan utama dalam bidang transit rel, kereta, elektronik, dan lain-lain. Sejak tahun 1980-an, negara dan wilayah maju seperti Eropah, Amerika Syarikat, dan Jepun telah membangunkan aloi aluminium untuk kereta, gred berdaftar seperti 6009, 6016, 6010, 6111, dan sistem pengeluaran yang agak lengkap, 6022, dan 6022. panel badan kereta, penyemperitan, penempaan, dll. Penyelidikan dan pembangunan perindustrian panel badan aloi aluminium siri 6XXX dan penempaan di China baru sahaja bermula, dan terdapat jurang yang jelas. Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat China telah mencadangkan bahawa kepingan aloi aluminium automotif yang akan dibangunkan ialah: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, dsb. Lembaran aloi aluminium siri 6XXX tipikal mempunyai nilai pemanjangan A50, tidak kurang daripada r50, tidak kurang daripada r. kekuatan hasil letak kereta 60 d Rp0.2 tidak kurang daripada 140 N/mm2 dan peningkatan kekuatan hasil pengerasan cat tidak kurang daripada 80 N/mm2 . Sebagai tindak balas kepada keperluan yang berbeza, pembangunan reka bentuk, penyediaan dan teknologi pemprosesan aloi aluminium siri 6XXX telah menjadi trend pembangunan yang tidak dapat dielakkan.
Aloi Aluminium Siri 7XXX
Aloi aluminium siri 7XXX mempunyai rintangan kakisan tegasan yang baik dan merupakan siri terkuat antara aloi aluminium. Ia diiktiraf di peringkat antarabangsa sebagai bahan tulang belakang penerbangan. Baru-baru ini, negara asing telah membangunkan aloi 7055 (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr), yang tegasan hasil melebihi 620 MPa dalam keadaan T77511. Ia digunakan dalam pesawat Boeing 777 dan mengurangkan berat sebanyak 635 kg. Pada masa ini, China tidak mempunyai reka bentuk aloi sistematik dan teknologi penyediaan dan pemprosesan untuk aloi aluminium siri 7XXX untuk penerbangan, dan beberapa produk bergantung sepenuhnya kepada import. Disebabkan oleh jongkong berskala besar aloi aluminium siri 7XXX dengan banyak unsur aloi, julat pemejalan yang luas, tegasan tuangan yang besar, dan pengoksidaan/pengasingan unsur aloi yang mudah, kualiti metalurgi jongkong adalah lemah dan prestasi pembentukan suhu bilik adalah rendah, adalah amat penting untuk membangunkan aloi aluminium siri 7XXX baharu.
Aloi aluminium-lithium (Al-Li).
Aloi aluminium-lithium ialah bahan ringan yang paling cepat berkembang dalam bahan penerbangan sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Ia mempunyai ciri-ciri ketumpatan rendah, modulus elastik tinggi, kekakuan spesifik yang tinggi, prestasi keletihan yang baik, dan rintangan kakisan. Selepas menggantikan aloi aluminium konvensional, jisim boleh dikurangkan sebanyak 10% ~ 20% dan kekakuan boleh ditingkatkan sebanyak 15% ~ 20%. Pada awal abad ke-21, syarikat ALCOA Amerika melancarkan "Pelan ALCOA Aviation 20/20", dengan matlamat untuk mengurangkan kos dan berat aloi aluminium penerbangan sebanyak 20% setiap satu dalam tempoh 20 tahun. Constellium telah membangunkan aloi aluminium-lithium 2050 dan 2198 (Al-Cu-Li-Mg-Ag) dengan ketumpatan rendah, keliatan tinggi dan toleransi kerosakan yang tinggi. Terdapat sangat sedikit gred aloi Al-Li yang dibangunkan secara bebas di China, dan hanya aloi 1420 telah digunakan. Aloi aluminium-lithium yang digunakan dalam pesawat penumpang C919 disediakan oleh Alcoa. Dalam negara, hanya gred aloi terhad seperti 1420, 2195, 2197, dan 2A97 boleh dihasilkan, dan jongkong hanya jongkong rata di bawah ((310~400) × 1280 × 4000) mm dan jongkong bulat di bawah φ650 mm. Jongkong rata (2B16) dengan ketebalan lebih daripada 60 mm dan lebar lebih daripada 1500 mm, dan jongkong (2B16) dengan diameter lebih daripada 1500 mm dalam bidang aplikasi penerbangan mewah belum lagi dihasilkan secara industri. Oleh itu, adalah sangat penting untuk membangunkan reka bentuk aloi aluminium-litium baharu, penyediaan jongkong ultra-besar dan teknologi pemprosesan dalam.
Aloi aluminium tahan haba
Aloi aluminium tahan haba ialah bahan asas utama dalam bidang aeroangkasa, kereta, pengangkutan rel, dsb. dengan mengawal elemen seperti Si, Fe, Ni, Ag, dan nadir bumi untuk menjadikan aloi aluminium tahan terhadap pengoksidaan dan rayapan pada suhu tinggi. Aloi aluminium tahan haba tradisional termasuk: 2519, 2618, 2219, 2D70, dsb. Dengan perkembangan pesat industri aeroangkasa dan automobil, keperluan yang lebih tinggi diletakkan pada aloi aluminium tahan haba. Generasi baharu jet pejuang mempunyai kelajuan pelayaran yang tinggi, dan suhu operasi kulit fiuslaj melebihi 150°C. Pada masa ini, suhu penggunaan jangka panjang aloi aluminium tahan haba seperti 2618 dan 2D70 adalah di bawah 150°C. Adalah penting untuk membangunkan aloi aluminium tahan haba baharu.
Aloi Al-Sc dengan kandungan skandium (Sc) ultra rendah
Aloi Al-Sc mempunyai sifat yang sangat baik seperti kekuatan tinggi, keplastikan yang baik dan rintangan kakisan, dan telah menjadi generasi baharu bahan ringan untuk aeroangkasa, kapal, dan lain-lain selepas aloi Al-Li. Kekuatan tegangan aloi Al-Mg yang mengandungi jumlah surih skandium adalah 30% lebih tinggi daripada aloi 5083, dan kekuatan hasil lebih daripada dua kali ganda. Kebolehkimpalannya adalah setanding dengan aloi siri 5XXX konvensional, sifat mekanikal zon terjejas haba dan kimpalan adalah lebih kurang sama dengan matriks, dan rintangan kakisannya adalah setanding dengan aloi 5083. Menggantikan aloi siri 5XXX atau 6XXX dalam pembuatan komponen aeroangkasa boleh mencapai kesan pengurangan berat yang ketara, dan ia juga merupakan bahan unggul untuk kereta dan kenderaan rel. Rusia berada di barisan hadapan dunia dalam pembangunan aloi aluminium yang mengandungi skandium, dan telah membentuk aloi Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn- MgSc , Al-Zn-Mg-Cu-Sc, dan Al-Cu-Mg-Sc dengan kandungan skandium 0.5%~0.18%. Bagi menggalakkan penggunaan aloi aluminium-skandium dalam aeroangkasa dan kereta, Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat China telah menyenaraikan aloi aluminium yang mengandungi skandium sebagai salah satu bahan baharu untuk pembangunan keutamaan. China kaya dengan sumber skandium dan telah membina barisan pengeluaran pengekstrakan skandium oksida ketulenan tinggi, meletakkan asas bagi pembangunan aloi aluminium-skandium.
Aloi aluminium setem panas gred 500 MPa untuk kereta
Masih terdapat kosong dalam bahan aloi aluminium berkekuatan tinggi hot stamping di China. Gabungan bahan baharu dan pembangunan proses pembentukan baharu adalah cara yang berkesan untuk menyelesaikan masalah pembentukan bahagian automobil aloi aluminium kekuatan tinggi. Memfokuskan pada aloi siri 7XXX, meneroka aloi 2XXX secara aktif, dan membangunkan bahan aloi aluminium gred 500 MPa untuk pengecapan panas mempunyai prospek penting untuk mengeluarkan bahagian automotif berbentuk kompleks.
Bahan komposit berasaskan aluminium
Plat komposit berbilang lapisan aluminium-keluli: Sambungan berkesan antara dek aluminium dan keluli telah menjadi salah satu kekangan untuk pemberat ringan struktur atas kapal besar. Sambungan peralihan komposit aluminium-keluli yang digunakan untuk mengimpal antara badan aluminium dan keluli menyediakan penyelesaian untuk menggantikan proses rivet tradisional. Honda telah membangunkan teknologi penyambung keluli dan aluminium yang akan digunakan secara global dalam rangka kereta yang dihasilkan secara besar-besaran. Pada masa ini, sambungan komposit keluli aluminium yang digunakan di China kebanyakannya diimport dari luar negara, dengan harga setinggi 4×10 5 CNY/t. Dengan kapal berskala besar masa hadapan, suhu kimpalan yang lebih tinggi, tegasan galas yang lebih besar, dan antara muka ikatan yang lebih kuat diperlukan untuk sambungan peralihan, dan sambungan keluli aluminium berprestasi tinggi diperlukan segera.
Masa siaran: Mac-08-2025
