Ang aluminyo ay ang pinakamaraming elemento ng metal sa crust ng lupa. Ito ang nonferrous na metal na may pangalawang pinakamalaking output at paggamit sa mundo pagkatapos ng bakal. Ito ay may mababang density, mga 1/3 ng bakal. Dahil ang purong aluminyo ay malambot at may mababang lakas, samakatuwid, sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang maliit na halaga ng mga elemento tulad ng magnesium, tanso, sink, silikon, at lithium sa aluminyo, ang pagganap ng aluminyo haluang metal ay mas mahusay. Ang mga aluminyo na haluang metal ay ang pinaka-tinatanggap na ginagamit na nonferrous na metal na istrukturang materyales sa industriya dahil sa kanilang mahusay na mekanikal na katangian at paglaban sa kaagnasan. Malawakang ginagamit ang mga ito sa konstruksiyon, aerospace, sasakyan, pagmamanupaktura ng makinarya, paggawa ng barko at industriya ng kemikal.
Ang mga aluminyo na haluang metal ay may mahusay na mga katangian sa mekanika at kimika:
① Mekanikal na aspeto, higit sa lahat ay makikita sa mababang density, mataas na lakas, mataas na modulus, atbp. Ang aluminyo ay may mababang density at mas magaan kaysa sa iba pang mga metal, 1/4 lamang ng bakal, kaya ito ay angkop para sa paggamit sa mga patlang na may mataas na mga kinakailangan para sa magaan ;
② Sa mga tuntunin ng mga kemikal na katangian, dahil ang aluminyo haluang metal ay maaaring bumuo ng isang siksik na oxide film sa ibabaw nito sa hangin, maaari itong maprotektahan ang sarili mula sa malalim na oksihenasyon. Samakatuwid, mayroon itong mahusay na paglaban sa kaagnasan at isang napaka-matatag na komposisyon ng kemikal.
③Ang aluminyo haluang metal ay may magandang plasticity at maaaring iproseso sa iba't ibang mga profile. Ito ay may mahusay na electrical at thermal conductivity. Samakatuwid, ito ay malawakang ginagamit sa industriya, at ang paggamit nito ay pangalawa lamang sa bakal.
Sa kasalukuyan, mayroong higit sa 250 aluminyo na haluang metal na may iba't ibang komposisyon sa industriya. Upang mapadali ang pagkakaiba, ayon sa iba't ibang komposisyon ng haluang metal, ang Tsina ay gumagamit ng tinatanggap na internasyonal na apat na digit na paraan ng pag-uuri ng grado upang mapadali ang pagmamarka, memorya at pamamahala ng pagkalkula ng lugar ng produksyon. Ang mga aluminyo na haluang metal na ginagamit sa industriya ng militar ay higit sa lahat ay kinabibilangan ng mga aluminyo-lithium na haluang metal, 2XXX (A1-Cu-Mg) na serye at 7XXX seryeng mga aluminyo na haluang metal.
Market demand at pag-unlad trend ng iba't-ibang mga aluminyo haluang metal materyales
2XXX serye ng aluminyo na haluang metal
Ang 2XXX (A1-Cu-Mg) series na aluminum alloy ay may mataas na tensile strength, tigas at lakas ng pagkapagod, mahusay na heat resistance, processing at welding properties, at malawakang ginagamit sa mga industriya ng aerospace, automotive at armas. Ang mga pangunahing marka ay 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, atbp. Isang serye ng mga haluang metal ang binuo upang mapabuti ang lakas, pagtutugma ng katigasan, at pagtitiis sa pinsala, tulad ng 2024, 2124, 2524, 2324 na haluang metal, atbp.
Ang mga modelo ng kagamitan ng China ay umuunlad sa direksyon ng magaan, mahabang buhay, mataas na pagiging maaasahan at mababang gastos, at may mataas na mga kinakailangan para sa tibay ng bali, paglaban sa pagpapalaganap ng crack at paglaban sa kaagnasan ng materyal na balat ng fuselage. Batay sa 2024-T351 na aluminyo na haluang metal na makapal na plato, ang mga dayuhang bansa ay nakabuo ng 2324, 2624 at iba pang mataas na damage tolerance na mga aluminyo na haluang metal para sa mas mababang ibabaw ng pakpak na may iba't ibang lakas, tibay, pagod at paglaban sa kaagnasan, at nakamit ang pag-install at aplikasyon. Ang China ay gumagawa ng mataas na damage tolerance na 2XXX series na aluminum alloys. Sa hinaharap, ang composite microalloying ay magiging isang mahalagang direksyon ng pag-unlad para sa Al-Cu-Mg series na may mataas na lakas na aluminum alloys.
4XXX series na aluminyo na haluang metal
Sa kasalukuyan, ang mga eutectic at hypoeutectic na Al-Si alloy ay pangunahing ginagamit para sa mga piston ng sasakyan sa China. Gayunpaman, sa patuloy na pagpapabuti ng mga kinakailangan sa pagganap ng engine, mahirap matugunan ang mga kinakailangan sa pagganap. Ang Hypereutectic Al-Si alloy ay may mababang density, maliit na linear expansion coefficient, mas mataas na wear resistance at volume stability, at ito ay isang mas perpektong piston material kumpara sa eutectic Al-Si alloys. Ang Hypereutectic Al-Si alloy piston ay ginawa nang maramihan sa ibang bansa at inilapat sa mga trak at kotse, tulad ng A390 alloy sa United States, AC9A at AC8A (ZL109) alloys sa Japan, at A390 alloy sa Australia. Gayunpaman, kasalukuyang kakaunti ang mga tagagawa sa China na gumagawa ng hypereutectic Al-Si alloy piston, at karamihan sa kanila ay umaasa sa mga import. Bilang karagdagan, mayroong isang malaking agwat sa pagitan ng automotive turbocharger aluminum alloy na materyales at mga dayuhang bansa. Ang mga high-performance na automotive turbocharger na aluminum alloy na materyales ay pangunahing umaasa sa Japan at iba pang mga bansa. Samakatuwid, kinakailangan na bumuo ng mga pangunahing automotive na aluminum alloy na materyales para sa mga high-performance na piston at turbocharger impeller.
5XXX Series Aluminum Alloys
Ang mga haluang metal ng Al-Mg, lalo na ang mga haluang Al-Mg na may mataas na nilalamang Mg, ay may mataas na tiyak na lakas, mahusay na weldability at corrosion resistance, at magiging mataas na mapagkumpitensyang materyales sa hinaharap na aerospace, mga high-speed na tren, karagatan at iba pang larangan. Sa kasalukuyan, ang mga Al-Mg alloy plate, profile at welding wire para sa aerospace, tren, karagatan at iba pang mga application ay pangunahing umaasa sa mga import. Ang high-end na welding wire market ay karaniwang monopolyo ng ALCOA sa United States. Ang mga haluang metal ng ER5183 at ER5356 ay pangunahing umaasa sa mga pag-import, at ang dami ng pag-import ay humigit-kumulang 70% ng kanilang mga benta. Ang mga haluang metal ng Al-Mg para sa mga barko ay pangunahing umaasa sa Russia. Ang mga maginoo na ingot ng mga haluang metal na may mataas na nilalaman ng Mg ay may mahusay na nabuong mga dendrite, malubhang eutectic phase segregation, at mahinang pagganap ng pagbuo. Ang kasalukuyang mga pamamaraan ng pagproseso ay mayroon pa ring maraming mga problema, tulad ng mababang pagganap, mahinang maliwanag na kalidad, mahabang proseso, hindi matatag na kalidad, at mababang ani. Ang sub-mabilis na solidification at pagbuo ay maaaring makapigil sa pag-ulan ng Mg, at sa parehong oras ay maaaring i-regulate upang makakuha ng mga pinong equiaxed na kristal at nano-precipitated na mga phase, na lubos na nagpapabuti sa pagganap at pagkakapareho ng materyal. Samakatuwid, ang pagbuo ng sub-rapid solidification na tuloy-tuloy na rheological extrusion at rolling technology para sa mga high-performance na Al-Mg alloys ay inaasahang matugunan ang pangangailangan para sa mataas na kalidad na Al-Mg alloys.
6XXX Series Aluminum Alloys
Ang 6XXX series na aluminum alloy na materyales ay mga pangunahing materyales sa larangan ng rail transit, sasakyan, electronics, atbp. Mula noong 1980s, ang mga binuo na bansa at rehiyon tulad ng Europe, United States, at Japan ay nakabuo ng mga aluminum alloys para sa mga sasakyan, mga rehistradong grado tulad ng 6009, 6016, 6010, 6111, at 6022, medyo kumpleto ang sistema ng produksyon. mga panel ng katawan ng sasakyan, mga extrusions, mga forging, atbp. Ang pagsasaliksik at pagpapaunlad ng industriyalisasyon ng 6XXX series na aluminum alloy na mga panel ng katawan at mga forging sa China ay nagsimula pa lamang, at may malinaw na agwat. Ang Ministri ng Industriya at Teknolohiya ng Impormasyon ng Tsina ay iminungkahi na ang mga automotive aluminum alloy sheet na bubuuin ay ang: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, atbp. Ang tipikal na 6XXX series na aluminum alloy sheet ay may elongation na A50 na hindi mas mababa sa r. isang 60 d na lakas ng ani ng paradahan na Rp0.2 na hindi bababa sa 140 N/mm2 at isang pagtaas ng lakas ng ani ng hardening ng pintura na hindi bababa sa 80 N/mm2 . Bilang tugon sa iba't ibang pangangailangan, ang pag-unlad ng disenyo, paghahanda at teknolohiya ng pagproseso ng 6XXX series na aluminyo na haluang metal ay naging isang hindi maiiwasang takbo ng pag-unlad.
7XXX Series Aluminum Alloys
Ang 7XXX series na aluminum alloy ay may magandang stress corrosion resistance at ang pinakamatibay na serye sa mga aluminum alloy. Ang mga ito ay kinikilala sa buong mundo bilang aviation backbone materials. Kamakailan, ang mga dayuhang bansa ay nakabuo ng 7055 haluang metal (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr), na ang yield stress ay lumampas sa 620 MPa sa T77511 na estado. Ginagamit ito sa Boeing 777 na sasakyang panghimpapawid at binabawasan ang timbang ng 635 kg. Sa kasalukuyan, ang China ay kulang sa sistematikong disenyo ng haluang metal at teknolohiya sa paghahanda at pagpoproseso para sa 7XXX series na aluminyo na haluang metal para sa abyasyon, at ang ilang mga produkto ay ganap na umaasa sa mga pag-import. Dahil sa malakihang mga ingot ng 7XXX series aluminum alloys na may maraming elemento ng alloy, malawak na solidification range, malaking casting stress, at madaling oxidation/segregation ng mga elemento ng alloy, ang metalurhiko na kalidad ng mga ingots ay mababa at mababa ang temperatura ng room forming performance, ito ay may malaking kabuluhan upang bumuo ng mga bagong 7XXX series aluminum alloys.
Aluminum-lithium (Al-Li) haluang metal
Ang aluminyo-lithium na haluang metal ay ang pinakamabilis na lumalagong magaan na materyal sa mga materyales sa aviation sa mga nakaraang taon. Ito ay may mga katangian ng mababang density, mataas na elastic modulus, mataas na tiyak na higpit, mahusay na pagganap ng pagkapagod, at paglaban sa kaagnasan. Pagkatapos palitan ang maginoo na mga haluang metal na aluminyo, ang masa ay maaaring mabawasan ng 10%~20% at ang higpit ay maaaring tumaas ng 15%~20%. Noong unang bahagi ng ika-21 siglo, inilunsad ng kumpanya ng American ALCOA ang "ALCOA Aviation 20/20 Plan", na may layuning bawasan ang gastos at bigat ng aviation aluminum alloys ng 20% bawat isa sa loob ng 20 taon. Nakabuo ang Constellium ng 2050 at 2198 na mga aluminyo-lithium na haluang metal (Al-Cu-Li-Mg-Ag) na may mababang density, mataas na tigas at mataas na tolerance sa pinsala. Napakakaunting Al-Li alloy grades na independiyenteng binuo sa China, at ang 1420 alloy lamang ang ginamit. Ang aluminum-lithium alloy na ginamit sa C919 passenger aircraft ay ibinibigay ng Alcoa. Sa loob ng bansa, limitado lamang ang mga grado ng haluang metal tulad ng 1420, 2195, 2197, at 2A97, at ang mga ingot ay mga flat ingot lamang sa ibaba ((310~400)×1280×4000) mm at mga bilog na ingot sa ibaba ng φ650 mm. Ang mga flat ingot (2B16) na may kapal na higit sa 60 mm at lapad na higit sa 1500 mm, at ang mga ingot (2B16) na may diameter na higit sa 1500 mm sa larangan ng mga high-end na aplikasyon ng aviation ay hindi pa nagagawa sa industriya. Samakatuwid, napakahalaga na bumuo ng bagong disenyo ng aluminyo-lithium na haluang metal, ultra-large ingot na paghahanda at malalim na teknolohiya sa pagproseso.
Haluang metal na lumalaban sa init
Ang mga heat-resistant na aluminum alloy ay mga pangunahing pangunahing materyales sa larangan ng aerospace, mga sasakyan, transportasyon ng tren, atbp. sa pamamagitan ng pag-regulate ng mga elemento tulad ng Si, Fe, Ni, Ag, at mga rare earth upang gawing lumalaban sa oksihenasyon at gumagapang ang mga aluminyo na haluang metal sa mataas na temperatura. Kasama sa tradisyonal na init-lumalaban na mga aluminyo na haluang metal ang: 2519, 2618, 2219, 2D70, atbp. Sa mabilis na pag-unlad ng industriya ng aerospace at sasakyan, mas mataas na mga kinakailangan ang inilalagay sa mga haluang aluminyo na lumalaban sa init. Ang bagong henerasyon ng mga fighter jet ay may mataas na bilis ng cruising, at ang operating temperatura ng balat ng fuselage ay higit sa 150°C. Sa kasalukuyan, ang pangmatagalang temperatura ng paggamit ng mga haluang aluminyo na lumalaban sa init gaya ng 2618 at 2D70 ay mas mababa sa 150°C. Ito ay kinakailangan upang bumuo ng mga bagong heat-resistant aluminum alloys.
Al-Sc alloy na may ultra-low scandium (Sc) na nilalaman
Ang Al-Sc alloy ay may mahusay na mga katangian tulad ng mataas na lakas, magandang plasticity at corrosion resistance, at naging bagong henerasyon ng magaan na materyales para sa aerospace, barko, atbp. pagkatapos ng Al-Li alloy. Ang tensile strength ng Al-Mg alloy na naglalaman ng mga bakas ng scandium ay 30% na mas mataas kaysa sa 5083 alloy, at ang yield strength ay higit sa doble. Ang weldability nito ay maihahambing sa mga conventional 5XXX series alloys, ang mekanikal na katangian ng heat-affected zone at weld ay humigit-kumulang katumbas ng sa matrix, at ang corrosion resistance nito ay maihahambing sa 5083 alloy. Ang pagpapalit ng 5XXX o 6XXX series na mga haluang metal sa paggawa ng mga bahagi ng aerospace ay maaaring makamit ang mga makabuluhang epekto sa pagbabawas ng timbang, at ito rin ay isang superyor na materyal para sa mga sasakyan at riles na sasakyan. Ang Russia ay nangunguna sa mundo sa pagbuo ng mga haluang aluminyo na naglalaman ng scandium, at nabuo ang mga haluang metal ng Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn-MgSc, Al-Zn-Mg-Cu-Sc, at Al-Cu-Mg-Sc na mga haluang metal na may scandium na nilalaman na 0.5%~0.18%. Upang maisulong ang paggamit ng mga aluminyo-scandium na haluang metal sa aerospace at mga sasakyan, ang Ministri ng Industriya at Teknolohiya ng Impormasyon ng Tsina ay naglista ng scandium na naglalaman ng mga aluminyo na haluang metal bilang isa sa mga bagong materyales para sa priority development. Ang Tsina ay mayaman sa mga mapagkukunan ng scandium at nagtayo ng isang high-purity scandium oxide extraction line production, na naglalagay ng pundasyon para sa pagbuo ng aluminum-scandium alloys.
500 MPa grade hot stamping aluminum alloy para sa mga sasakyan
Mayroon pa ring blangko sa hot stamping high-strength aluminum alloy materials sa China. Ang kumbinasyon ng mga bagong materyales at bagong pagbuo ng proseso ng pagbuo ay isang epektibong paraan upang malutas ang problema ng mataas na lakas na aluminyo haluang metal na bumubuo ng mga bahagi ng sasakyan. Ang pagtutuon sa 7XXX series alloys, aktibong paggalugad ng 2XXX alloys, at pagbuo ng 500 MPa grade aluminum alloy na materyales para sa hot stamping ay may mahalagang mga prospect para sa paggawa ng kumplikadong hugis na mga bahagi ng sasakyan.
Aluminum-based na mga composite na materyales
Aluminum-steel multilayer composite plate: Ang epektibong koneksyon sa pagitan ng aluminum at steel deck ay naging isa sa mga hadlang para sa lightweighting ng mga superstructure ng malalaking barko. Ang aluminum-steel composite transition joint na ginagamit para sa welding sa pagitan ng aluminum at steel hulls ay nagbibigay ng solusyon upang palitan ang tradisyonal na proseso ng riveting. Ang Honda ay nakabuo ng teknolohiyang pagsasama ng bakal at aluminyo na gagamitin sa buong mundo sa mga mass-produce na mga frame ng kotse. Sa kasalukuyan, ang aluminum-steel composite joints na ginagamit sa China ay pangunahing inaangkat mula sa ibang bansa, na may presyong kasing taas ng 4×10 5 CNY/t. Sa mga malalaking barko sa hinaharap, ang mas mataas na temperatura ng welding, mas mataas na bearing stress, at mas malakas na mga interface ng pagbubuklod ay kinakailangan para sa mga transition joint, at ang mga high-performance na aluminyo-steel joint ay agarang kailangan.
Oras ng post: Mar-08-2025
