L'aluminiu hè l'elementu metallicu u più abbundante in a crosta terrestre. Hè u metallu non ferruginosu cù a seconda più grande pruduzzione è usu in u mondu dopu à l'acciaiu. Hà una bassa densità, circa 1/3 di l'acciaiu. Siccomu l'aluminiu puru hè dolce è hà una bassa resistenza, dunque, aghjunghjendu una piccula quantità di elementi cum'è magnesiu, rame, zincu, siliciu è litiu à l'aluminiu, a prestazione di a lega d'aluminiu hè megliu. E leghe d'aluminiu sò i materiali strutturali metallichi non ferruginosi i più aduprati in l'industria per via di e so eccellenti proprietà meccaniche è resistenza à a corrosione. Sò stati largamente aduprati in a custruzzione, l'aerospaziale, l'automobile, a fabricazione di macchine, a custruzzione navale è l'industrie chimiche.
E leghe d'aluminiu anu eccellenti proprietà in meccanica è chimica:
① Aspetti meccanichi, riflessi principalmente in bassa densità, alta resistenza, altu modulu, ecc. L'aluminiu hà una bassa densità è hè più ligeru cà altri metalli, solu 1/4 di l'acciaiu, dunque hè adattatu per l'usu in campi cù esigenze elevate di leggerezza;
② In termini di proprietà chimiche, postu chì a lega d'aluminiu pò furmà una densa pellicola d'ossidu nantu à a so superficia in aria, pò prutege si da l'ossidazione prufonda. Dunque, hà una eccellente resistenza à a corrosione è una cumpusizione chimica assai stabile.
③A lega d'aluminiu hà una bona plasticità è pò esse trasfurmata in diversi profili. Hà una eccellente cunduttività elettrica è termica. Dunque, hè largamente aduprata in l'industria, è u so usu hè secondu solu à l'acciaiu.
Attualmente, ci sò più di 250 leghe d'aluminiu cù diverse cumpusizioni in l'industria. Per facilità a distinzione, secondu e diverse cumpusizioni di lega, a Cina adotta u metudu di classificazione di gradu à quattru cifre accettatu internaziunalmente per facilità a marcatura di u situ di pruduzzione, a memoria è a gestione di i calculi. E leghe d'aluminiu aduprate in l'industria militare includenu principalmente leghe d'aluminiu-litiu, serie 2XXX (A1-Cu-Mg) è leghe d'aluminiu serie 7XXX.
A dumanda di u mercatu è a tendenza di sviluppu di diversi materiali in lega d'aluminiu
Lega d'aluminiu di serie 2XXX
E leghe d'aluminiu di a serie 2XXX (A1-Cu-Mg) anu una alta resistenza à a trazione, tenacità è resistenza à a fatica, una bona resistenza à u calore, proprietà di trasfurmazione è di saldatura, è sò largamente aduprate in l'industrie aerospaziali, automobilistiche è d'arme. I gradi principali sò 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, ecc. Una serie di leghe hè stata sviluppata per migliurà a resistenza, a currispundenza di tenacità è a tolleranza à i danni, cum'è e leghe 2024, 2124, 2524, 2324, ecc.
I mudelli d'equipaggiamenti di a Cina si stanu sviluppendu in a direzzione di a leggerezza, a longa durata, l'alta affidabilità è u bassu costu, è anu esigenze elevate per a tenacità à a frattura, a resistenza à a propagazione di e crepe è a resistenza à a corrosione di u materiale di a pelle di a fusoliera. Basatu annantu à a piastra spessa in lega d'aluminiu 2024-T351, i paesi stranieri anu sviluppatu 2324, 2624 è altre leghe d'aluminiu à alta tolleranza à i danni per a superficia di l'ala inferiore cù diverse forze, tenacità, resistenza à a fatica è à a corrosione, è anu ottenutu l'installazione è l'applicazione. A Cina sta sviluppendu leghe d'aluminiu di a serie 2XXX à alta tolleranza à i danni. In u futuru, a microleghe cumposite serà una direzzione di sviluppu impurtante per e leghe d'aluminiu à alta resistenza di a serie Al-Cu-Mg.
Lega d'aluminiu di serie 4XXX
Attualmente, e leghe Al-Si eutettiche è ipoeutettiche sò aduprate principalmente per i pistoni di l'automobile in Cina. Tuttavia, cù u miglioramentu cuntinuu di i requisiti di prestazione di u mutore, hè difficiule di risponde à i requisiti di prestazione. A lega Al-Si ipereutettica hà una bassa densità, un picculu coefficientu di dilatazione lineare, una maggiore resistenza à l'usura è stabilità di u vulume, è hè un materiale per pistoni più ideale paragunatu à e leghe Al-Si eutettiche. I pistoni in lega Al-Si ipereutettica sò stati prudutti in massa à l'esteru è applicati à camion è vitture, cum'è a lega A390 in i Stati Uniti, e leghe AC9A è AC8A (ZL109) in Giappone, è a lega A390 in Australia. Tuttavia, ci sò attualmente pochi pruduttori in Cina chì producenu pistoni in lega Al-Si ipereutettica, è a maiò parte di elli si basanu nantu à l'impurtazioni. Inoltre, ci hè una grande differenza trà i materiali in lega d'aluminiu per turbocompressori automobilistici è i paesi stranieri. I materiali in lega d'aluminiu per turbocompressori automobilistici ad alte prestazioni si basanu principalmente nantu à u Giappone è altri paesi. Dunque, hè imperativu sviluppà materiali chjave in lega d'aluminiu automobilistici per pistoni ad alte prestazioni è giranti di turbocompressori.
Leghe d'aluminiu di a serie 5XXX
E leghe Al-Mg, in particulare e leghe Al-Mg cù un altu cuntenutu di Mg, anu una alta resistenza specifica, una bona saldabilità è resistenza à a corrosione, è diventeranu materiali assai cumpetitivi in u futuru aerospaziale, treni à alta velocità, oceani è altri campi. Attualmente, e piastre, i profili è i fili di saldatura in lega Al-Mg per aerospaziale, treni, oceani è altre applicazioni si basanu principalmente nantu à l'impurtazioni. U mercatu di i fili di saldatura di alta gamma hè basicamente monopolizatu da ALCOA in i Stati Uniti. E leghe ER5183 è ER5356 si basanu principalmente nantu à l'impurtazioni, è u vulume di l'impurtazioni rapprisenta circa u 70% di e so vendite. E leghe Al-Mg per e navi si basanu principalmente nantu à a Russia. I lingotti cunvinziunali di leghe cù un altu cuntenutu di Mg anu dendriti ben sviluppati, una severa segregazione di fase eutettica è scarse prestazioni di furmazione. L'attuali metudi di trasfurmazione anu sempre parechji prublemi, cum'è basse prestazioni, scarsa qualità apparente, prucessu longu, qualità instabile è bassa resa. A solidificazione è a furmazione subrapida ponu inibisce a precipitazione di Mg, è à u listessu tempu ponu esse regulate per ottene cristalli equiassiali fini è fasi nanoprecipitate, migliurendu assai e prestazioni è l'uniformità di u materiale. Dunque, si prevede chì u sviluppu di a tecnulugia di estrusione è laminazione reologica cuntinua di solidificazione subrapida per leghe Al-Mg ad alte prestazioni risponderà à a dumanda di leghe Al-Mg di alta qualità.
Leghe d'aluminiu di a serie 6XXX
I materiali in lega d'aluminiu di a serie 6XXX sò materiali chjave in i campi di u transitu ferroviariu, di l'automobile, di l'elettronica, ecc. Dapoi l'anni 1980, i paesi è e regioni sviluppate cum'è l'Europa, i Stati Uniti è u Giappone anu sviluppatu leghe d'aluminiu per l'automobile, gradi registrati cum'è 6009, 6016, 6010, 6111, 6022 è 6082, è anu furmatu un sistema di pruduzzione è applicazione relativamente cumpletu per i pannelli di carrozzeria di l'automobile, l'estrusioni, i pezzi forgiati, ecc. A ricerca è u sviluppu di l'industrializazione di i pannelli di carrozzeria è i pezzi forgiati in lega d'aluminiu di a serie 6XXX in Cina hè appena cuminciatu, è ci hè una chiara lacuna. U Ministeru di l'Industria è di e Tecnulugie di l'Infurmazione di a Cina hà prupostu chì e lamiere di lega d'aluminiu automobilisticu da sviluppà sianu: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, ecc. A tipica lamiera di lega d'aluminiu di a serie 6XXX hà un allungamentu A50 micca menu di 25%, un valore r micca menu di 0,60, una resistenza à u parcheghju di 60 d Rp0,2 micca menu di 140 N/mm2 è un incrementu di a resistenza à l'indurimentu di a pittura micca menu di 80 N/mm2. In risposta à i diversi bisogni, u sviluppu di a tecnulugia di cuncepimentu, preparazione è trasfurmazione di e leghe d'aluminiu di a serie 6XXX hè diventatu una tendenza inevitabile di sviluppu.
Leghe d'aluminiu di a serie 7XXX
E leghe d'aluminiu di a serie 7XXX anu una bona resistenza à a corrosione sottu stress è sò e serie più forti trà e leghe d'aluminiu. Sò ricunnisciute internaziunale cum'è materiali di basa per l'aviazione. Recentemente, i paesi stranieri anu sviluppatu a lega 7055 (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr), chì a so tensione di snervamentu supera i 620 MPa in u statu T77511. Hè aduprata in l'aerei Boeing 777 è riduce u pesu di 635 kg. Attualmente, a Cina manca di tecnulugia sistematica di cuncepimentu, preparazione è trasfurmazione di leghe per e leghe d'aluminiu di a serie 7XXX per l'aviazione, è alcuni prudutti dipendenu cumpletamente da l'impurtazioni. A causa di i lingotti à grande scala di leghe d'aluminiu di a serie 7XXX cù parechji elementi di lega, l'ampia gamma di solidificazione, l'ampia tensione di colata è a facile ossidazione/segregazione di l'elementi di lega, a qualità metallurgica di i lingotti hè scarsa è e prestazioni di furmazione à temperatura ambiente sò basse, hè di grande impurtanza sviluppà nuove leghe d'aluminiu di a serie 7XXX.
Lega d'aluminiu-litiu (Al-Li)
A lega d'aluminiu-litiu hè u materiale ligeru chì hà avutu a crescita più rapida in i materiali aeronautici in l'ultimi anni. Hà e caratteristiche di bassa densità, altu modulu elasticu, alta rigidità specifica, bona prestazione à a fatica è resistenza à a corrosione. Dopu avè rimpiazzatu e leghe d'aluminiu cunvinziunali, a massa pò esse ridutta di 10% ~ 20% è a rigidità pò esse aumentata di 15% ~ 20%. À l'iniziu di u XXI seculu, a cumpagnia americana ALCOA hà lanciatu u "Pianu ALCOA Aviation 20/20", cù l'ubbiettivu di riduce u costu è u pesu di e leghe d'aluminiu aeronauticu di 20% ognuna in 20 anni. Constellium hà sviluppatu leghe d'aluminiu-litiu 2050 è 2198 (Al-Cu-Li-Mg-Ag) cù bassa densità, alta tenacità è alta tolleranza à i danni. Ci sò assai pochi gradi di lega Al-Li sviluppati indipindentamente in Cina, è solu a lega 1420 hè stata aduprata. A lega d'aluminiu-litiu aduprata in l'aeromobile di passageri C919 hè furnita da Alcoa. À u livellu naziunale, si ponu pruduce solu gradi di lega limitati cum'è 1420, 2195, 2197 è 2A97, è i lingotti sò solu lingotti piatti sottu à ((310~400)×1280×4000) mm è lingotti tondi sottu à φ650 mm. I lingotti piatti (2B16) cù un spessore di più di 60 mm è una larghezza di più di 1500 mm, è i lingotti (2B16) cù un diametru di più di 1500 mm in u campu di l'applicazioni aeronautiche di alta gamma ùn sò ancu stati pruduciuti industrialmente. Dunque, hè di grande impurtanza sviluppà un novu disignu di lega d'aluminiu-litiu, una preparazione di lingotti ultra-grandi è una tecnulugia di trasfurmazione profonda.
Lega d'aluminiu resistente à u calore
E leghe d'aluminiu resistenti à u calore sò materiali di basa chjave in i campi di l'aerospaziale, di l'automobile, di u trasportu ferroviariu, ecc., regulendu elementi cum'è Si, Fe, Ni, Ag è terre rare per rende e leghe d'aluminiu resistenti à l'ossidazione è à u creep à alte temperature. E leghe d'aluminiu resistenti à u calore tradiziunali includenu: 2519, 2618, 2219, 2D70, ecc. Cù u rapidu sviluppu di l'industrie aerospaziali è automobilistiche, esigenze più elevate sò piazzate nantu à e leghe d'aluminiu resistenti à u calore. A nova generazione di aerei da caccia hà una alta velocità di crociera, è a temperatura di funziunamentu di u rivestimentu di a fusoliera hè superiore à 150 ° C. Attualmente, a temperatura d'usu à longu andà di e leghe d'aluminiu resistenti à u calore cum'è 2618 è 2D70 hè inferiore à 150 ° C. Hè imperativu sviluppà nuove leghe d'aluminiu resistenti à u calore.
Lega Al-Sc cù un cuntenutu di scandiu (Sc) ultra bassu
A lega Al-Sc hà proprietà eccellenti cum'è alta resistenza, bona plasticità è resistenza à a corrosione, è hè diventata una nova generazione di materiali leggeri per l'aerospaziale, e navi, ecc. dopu à a lega Al-Li. A resistenza à a trazione di a lega Al-Mg chì cuntene tracce di scandiu hè 30% più alta di quella di a lega 5083, è a resistenza à u snervamentu hè più chè radduppiata. A so saldabilità hè paragunabile à quella di e leghe convenzionali di a serie 5XXX, e proprietà meccaniche di a zona affettata da u calore è di a saldatura sò approssimativamente uguali à quelle di a matrice, è a so resistenza à a corrosione hè paragunabile à quella di a lega 5083. A sustituzione di e leghe di a serie 5XXX o 6XXX in a fabricazione di cumpunenti aerospaziali pò ottene effetti significativi di riduzione di pesu, è hè ancu un materiale superiore per l'automobile è i veiculi ferroviari. A Russia hè à l'avanguardia mundiale in u sviluppu di leghe d'aluminiu chì cuntenenu scandiu, è hà furmatu leghe Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn-MgSc, Al-Zn-Mg-Cu-Sc, è Al-Cu-Mg-Sc cù un cuntenutu di scandiu di 0,18% ~ 0,5%. Per prumove l'applicazione di leghe d'aluminiu-scandiu in l'aerospaziale è l'automobile, u Ministeru di l'Industria è di e Tecnulugie di l'Informazione di a Cina hà listatu e leghe d'aluminiu chì cuntenenu scandiu cum'è unu di i novi materiali per u sviluppu prioritariu. A Cina hè ricca di risorse di scandiu è hà custruitu una linea di pruduzzione d'estrazione d'ossidu di scandiu d'alta purezza, ponendu e basi per u sviluppu di leghe d'aluminiu-scandiu.
Lega d'aluminiu di stampa à caldu di qualità 500 MPa per automobili
Ci hè sempre un viotu in i materiali di lega d'aluminiu d'alta resistenza per stampa à caldu in Cina. A cumminazione di novi materiali è u sviluppu di novi prucessi di furmazione hè un mezzu efficace per risolve u prublema di a furmazione di pezzi d'automobile in lega d'aluminiu d'alta resistenza. Cuncentrassi nantu à e leghe di a serie 7XXX, esplorà attivamente e leghe 2XXX è sviluppà materiali di lega d'aluminiu di qualità 500 MPa per a stampa à caldu anu prospettive impurtanti per a fabricazione di pezzi d'automobile di forma cumplessa.
Materiali cumposti à basa d'aluminiu
Piastra cumposta multistrato aluminiu-acciaio: A cunnessione efficace trà i ponti in aluminiu è acciaio hè diventata unu di i vincoli per l'alleggerimentu di e sovrastrutture di e grande navi. U giuntu di transizione cumpostu aluminiu-acciaio utilizatu per a saldatura trà scafi in aluminiu è acciaio furnisce una suluzione per rimpiazzà u prucessu tradiziunale di rivettatura. Honda hà sviluppatu una tecnulugia di giunzione acciaio è aluminiu chì serà aduprata in u mondu sanu in i telai di e vitture prodotte in massa. Attualmente, i giunti cumposti aluminiu-acciaio utilizati in Cina sò principalmente impurtati da l'esteru, cù un prezzu finu à 4 × 10 5 CNY / t. Cù e future navi à grande scala, sò necessarie temperature di saldatura più elevate, una maggiore tensione di cuscinettu è interfacce di legame più forti per i giunti di transizione, è sò urgentemente necessarii giunti aluminiu-acciaio ad alte prestazioni.
Data di publicazione: 08 marzu 2025
