高比强低密度的Al_Li合金
AL-Li合金
Al-Li 合金
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什么是Al-Li合金
Al-Li合金的特点 Al-Li合金的发展
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Al-Li合金的制备
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新型Al-Li合金改善途径
新型Al-Li合金的性能特点 新型Al-Li合金产品
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Al-Li合金在航空的应用
一、什么是Al-Li合金？
定义：Al-Li合金是指以锂 为主要合金元素的新型铝合金。 锂(Li)是元素周期表中最轻 的金属元素,密度只有5360kg/m3。 在铝中每加入1%(质量比)的锂,可 使合金密度降低3%,并增加弹性 模量约6%。构件质量减轻，刚度 提高。
六、新型铝锂合金的性能特点
(5)耐腐蚀优良；
(6)热稳定性好，有较好的耐热性；
(7)良好的加工成型性(适用于激光束焊接、 搅拌摩 擦焊接、时效成形)； (8)更高的性价比。
七、新型铝锂合金产品
新型铝锂合金主要产品形式有中厚板、 薄板、挤压型材等，国外已认证或在飞机上 使用的产品牌号主要有没铝的2099、2199、 2397和加铝的2196、2098、2198等，部分铝 锂合金具备AMS材料规范，主要应用于地板 梁、机身蒙皮、长桁、框、梁、腹板等部位。
四、Al-Li合金的制备
铸锭冶金法(IM) 该方法是Al-Li合金的主要生产方法。但 是用该方法制备的Al-Li合金，锂的质量分数 不超过3%，很难满足对轻型合金的要求。 粉末冶金法(PM) 该方法是一种能制备复杂形状形产品的生 产技术,也是生产Al-Li合金的重要方法。
粉末制取 粉末成形 粉末烧结
基本工序Βιβλιοθήκη 为了提高材料的性能,各国科学家已开发 出多种不同的生产工艺(如高温烧结、复压复 烧、粉末锻造、热等静压、喷射沉积、急冷 快速凝固制粉等) 。
铝锂合金新材料应用研究浅析
铝锂合金新材料应用研究浅析摘要：大型民用飞机结构设计中，铝锂合金结构设计既要重量轻，又要满足静强度和耐久性/疲劳损伤容限要求；既要满足适航条例25部及相关咨询通告的要求，又要考虑结构的经济性、高出勤率和低维护成本的要求。
本论文在参与C项目工作的基础上，对铝锂合金材料机身工程结构设计应用中所开展的一些材料性能工艺试验、组部件典型结构试验方法等进行了分析和总结，对国内探索大型民用飞机结构设计新材料的应用做有益的尝试。
关键词：铝锂合金工艺试验疲劳损伤容限试验1 引言现代民用飞机设计面临的主要任务是以最小结构重量保证飞机的完整性、经济性、安全性与可靠性。
对飞机性能、安全性和经济性等日益增长的要求，促进了很多新型材料的研究发展及应用。
航空工业对产品性能和重量指标的要求，使得材料的发展也异常迅猛，确保与航空产品研制相互促进，相互依赖。
飞机在运营中暴露在各种不同环境。
为确保飞机在运行过程中不遭受破坏，设计出满足性能要求的高效结构，必须深入了解所用材料在不同载荷及环境下的行为，在材料选取和结构设计、强度验证中使用具有统计有效的材料性能数据。
在竞争日益激烈的民用飞机市场里，客户要求飞机具有较高的出勤率和较低的维护成本，同时又要保证飞机的经济性，降低燃油消耗。
随着人们对出行安全的越来越高的要求，适航部门要求飞机在整个服役期内能有应对各种可能发生的情况，保证乘客及飞机安全。
2 新型铝锂合金技术优势铝锂合金是近十年来航空金属材料中发展最为迅速的一个领域，90年代后，进入了三代铝锂合金的研究时代。
在合金设计成分上，第三代铝锂合金降低了Li含量，而增加了Cu含量，并且添加一些新的合金元素Ag、Mn、Zn等；在性能水平上较以往铝锂合金有了较大幅度提高。
新型铝锂合金主要产品形式为中厚板、薄板、挤压型材等，规格种类相对较为单一，已经获得适航认证在飞机上使用的牌号主要有美铝2099、2199、2397和加铝的2196、2198等，新型铝锂合金在机身的主要的应用部位为机身蒙皮、长桁、框、地板梁、座椅滑轨、梁、腹板等。
铝锂合金密度（2篇）
铝锂合金密度(2篇)以下是网友分享的关于铝锂合金密度的资料2篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
篇一Al－Li合金3．铝锂合金铝锂合金是以锂作为主要合金元素的新型铝合金，是铝合金领域中研究最悠久，也是最重要的铝合金系统。
锂是自然界中最轻的金属，密度仅为0．534g／cm3，熔点为186℃。
研究表明，每添加质量分数为1％的锂，就能降低合金密度3％，提高弹性模量6％，是添加其他元素，包括轻金属元素Be、Mg所不及的(见图6—2)。
由于Al—Li系铝合金具有低密度、高弹性模量、高强度和很好的综合物理性能，所以与一般铝合金相比，在强度相当的情况下，密度降低10％，而弹性模量提高10％。
因此Al—Li系铝合金用作结构材料，具有很大的技术和经济意义。
【7】444由于锂的化学性质特别活泼，不但容易与氧气、氮气、氢气、水等化合，还容易与氧化铝、石墨等坩埚材料发生反应。
如果采用熔炼法制备铝锂合金，则必须采用铁坩埚并在氩气氛中进行，须快速搅拌。
在合金铸造时也必须特别注意，若采用粉末冶金法(其粉末是利用喷散法进行急冷凝固的)，由于粉末易爆炸，所以也需要惰性气体保护。
目前大多数的铝锂合金，都是在铝合金的基础上发展起来的。
1957年发明了第一个工业A1—Li合金，其组成为A1—4．5Cu—1．1Li—0．5Mn—0．2Cd，后期投人工业生产的A1—Li合金则不加锰，集中于A1—Li—Mg—Zr系列。
在A1—Li合金中，锂与铝形成δ (A1—li)相(见图6—3)，具有固溶强化和沉淀强化作用。
而铜、镁、锆等元素与铝形成亚稳定的强化相：θ’相、Tl相(A12CuLi)、S相(A12CuMg)、δ’相(Al3Zr)，也具有一定的强化作用，并能提高其塑性和韧性。
Al—Li合金具有很高的强度和良好的高温和低温性能，其室温力学性能与一般高强度铝合金相当，而高温和低温性能则优于一般高强度铝合金。
新Al—Li合金有很好的超塑成型性能，例如Al—Li—Cu—Mg—Zr合金，在低速下的超塑延伸率可达1800％，添加Zr元素和形变热处理能提高其超塑性能。
铝锂合金(AlLiS4)焊接接头组织及性能研究
第２９卷第１期２０１９年３月湖南工程学院学报Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．２９．Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０１９ 铝锂合金（Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４）焊接接头组织及性能研究＊孙振起１，２，熊 州３，吴安如１，２，陈 蓉１，董丽君１（１．湖南工程学院机械工程学院，湘潭４１１１０４；２．湖南省风电装备与电能变换协同创新中心，湘潭４１１１０４；３．广东伊之密精密机械股份有限公司，顺德５２８３００） 摘 要：以航空用铝锂合金为研究对象，对该合金的可焊接性及焊接接头性能进行研究．以ＥＲ４０４７焊丝为焊材，试样采用钨极氩弧焊的方法焊接成对接接头，对焊接接头组织成分及力学性能进行了测试、分析、研究．结果表明：用铝硅焊丝焊接的焊缝成型好，未发现明显缺陷；力学性能较原始母材性能有所下降．关键词：铝锂合金；钨极氩弧焊；力学性能；显微组织中图分类号：ＴＫ８３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－１１９Ｘ（２０１９）０１－００２７－０４０ 引言采用先进轻质材料和整体化结构，降低飞机重量，提高运载能力，节能减排是现代飞机设计公司及航空运营商的重要目标［１－４］．铝锂合金具有密度低、弹性模量高、比强度高以及良好的低温性能、疲劳裂纹扩展性和抗应力腐蚀性等优点［５］．铝合金中每添加１％的锂元素，其密度降低３％，弹性模量增加６％．采用高强铝锂合金可使结构质量减轻１０％～１５％，刚度提高１５％～２０％［６］．因此，铝锂合金被认为是航空航天飞行器结构制造的理想材料之一［５］．焊接是当今铝合金成型最重要的连接方式之一，激光焊接［７－８］、搅拌摩擦焊［９－１１］、钨极氩弧焊（ＴＩＧ）［１２－１４］、等离子焊（ＰＡＷ）［１５－１６］等方法在铝合金的焊接中应用最多．Ａ．Д．ＫＯＨЮＸＯＢ［１７］研究了等离子焊、氩弧焊及搅拌摩擦焊对铝１５６５铝合金的焊接性能．研究结果表明，三者的拉伸力学性能相差不多，但是用氩弧焊完成的合金焊缝冲击韧性要比用等离子焊完成的焊缝稍高些；用搅拌摩擦焊焊接完成的焊缝区的冲击韧性，由于强烈的热机械强化作用大大提高了．庄来杰，赵海云［１８］研究了２２１９铝合金的氩弧焊焊接工艺优化，旨在减小焊接过程中的气孔缺陷的产生，并取得了良好的效果．黄彪、唐正平等人［１９］着重研究了６０６１－Ｔ６铝合金激光焊接接头腐蚀疲劳性能．在铝合金焊接过程中，还可能存在裂纹、接头软化等问题［１２－２０］，影响了其应用，还需进一步研究．本文采用我国商用大型飞机Ｃ９１９专用铝锂合金，用钨极氩弧焊焊接对接接头，研究解决铝锂合金在焊接工艺，解决铝合金焊接过程中的气孔和裂纹等问题，并考察接头力学性能．１ 实验条件１．１ 实验材料实验用材料为Ａｌｃｏａ公司为中国商用飞机Ｃ９１９专门研发的第三代新型铝锂合金Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４，板材厚度均为６ｍｍ，其化学成分及力学性能分别在表１、表２中列出．填充焊丝选用ＥＲ４０４７（ＡｌＳｉ１２），焊丝直径为１．２ｍｍ．＊收稿日期：２０１８－０９－１４基金项目：湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室开放基金资助项目（０９００１０１５｜Ｅ２１６１６）；湖南工程学院博士启动资金资助项目（０９００１００３－１５００７）．作者简介：孙振起（１９７５－），男，博士，讲师，研究方向：结构设计与优化、焊接工艺及材料成型．DOI:10.15987/ki.hgbjbz.2019.01.007第１期孙振起等：铝锂合金（Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４）焊接接头组织及性能研究表１ Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４合金成分Ｓｉ Ｆｅ Ｃｕ Ｍｎ Ｍｇ Ｚｎ Ａｇ Ｌｉ Ｚｒ Ｔｉ Ａｌ０．０１４ ０．０２８ ３．６４ ０．２９ ０．７１ ０．３６ ０．３２ ０．６８ ０．１２ ０．０２６其余表２ Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４基本力学性能材 料Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４弹性模量／Ｅ（ＧＰａ）７５．９－泊松比／ｖ（－）０．３３ ０．３３曲服强度／σｓ（ＭＰａ）４７５ ５０４曲服强度＊／σｓ（ＭＰａ）４６４ ４８５断裂强度／σｂ（ＭＰａ）５３２ ５４７断裂强度＊／σｂ（ＭＰａ）５３３ ５４１延伸率／δ（％）１２．５ １０．７延伸率＊／δ（％）１２．７ １０．９ ＊为垂直轧制方向取向的测试结果．１．２ 实验设备及实验试样布氏硬度计（ＨＢ－３０００），光学金相显微镜，扫描电镜（ＪＳＭ６４９０ＬＶ），万能力学实验机（ＷＤＷ－３００Ｈ）．试验试样按照ＧＢ／Ｔ２２８－２０１０要求进行制备，具体尺寸如图１所示．图１ 焊接接头的接伸试样２ 实验结果与讨论表３为铝锂合金（Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４）焊接试样不同部位的硬度测试结果，由表３可以看出，由于焊接过程焊丝熔融过程中的热量，导致与焊缝毗邻的热影响区出现了较母材区硬度下降的现象．这是因为热影响区靠近焊缝边缘，与焊缝一同经历了快速加热及冷却过程，使合金元素发生重熔和再分布［６］．三组试样经过拉伸试验，结果如表４所示．由表４试样的拉伸结果来看，试样的屈服强度与断裂强度与表２原材料测试结果相比，降低幅度分别约为３０％与２２％，下降较明显；从试样拉伸断裂位置看，试样断口位于焊接接头附近区域的热影响区．表３ 试样硬度测试结果位置压痕平均直径（ｍｍ）硬度（ＨＢＳ）焊缝区２．８１ １１０热影响区３．６０ １４２母材区３．８１ １５８表４ 焊接拉伸试样测试结果铝硅焊丝试样屈服强度／σｓ（ＭＰａ）拉伸强度／σｂ（ＭＰａ）１＃３０５ ３７６２＃３２２ ３５４３＃３１５ ３７７平均值３１４ ３６９图２为试样断口的扫描电镜照片，从图中可以看出，断口显现出韧性断裂与解理断裂混合特征，既有韧性断裂的典型特征，即有大量的韧窝出现，如图中圆形区域，也有脆性断裂的解理特征，如图中六边形区域；对图中方形区域进行ＥＤＳ分析，结果如图２左侧小图，发现断口在该区域除含有Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｉ合金元素，但Ｓｉ元素的质量分数较４０４７焊丝中Ｓｉ元素的质量分数（约为１２％）大大降低，这是因为在焊接过程中由于熔融的母材对Ａｌ－Ｓｉ焊丝的稀释作用，导致断口表面的Ｓｉ含量降低；同时，能谱分析中没有发现有Ｌｉ的成分，这可能由于Ｌｉ元素本来含量就很少（０．６８％），加上焊丝对母材的稀释作用，导致含量太少，测试不出来．也有可能由于Ｌｉ在焊接过程中形成ＴＢ相（ＡＩ７ＣＵ４Ｌｉ或Ａｌ１５Ｃｕ８Ｌｉ２）聚集在靠近熔合线位置［２１］，在断口扫描位置出现极少导致无法检测出来．图３为焊接接头截面的金相组织照片．经试剂腐蚀后的焊缝内部晶粒组织呈现出明显不同的形貌．由图可以看出，在图片左上方，为铝锂合金母材区域，大多为水平方向的细长晶粒，轧制过程中晶粒被拉长；在图片的右下方为焊接接头的熔池区域，在该区域内，晶粒由于经历了熔化、再结晶，因此不再是细长的晶粒，而是呈现出等轴晶的形态，并且部分晶粒生长速度快而变得比较粗大．照片中部区域为７２ 湖南工程学院学报２０１９年过渡区域，晶粒、晶界不甚清晰．图２ 扫描电镜图图３ 焊接接头金相照片１００×３ 结论（１）铝锂合金（Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４）经过钨极氩弧焊焊接后，其力学性能较原板材稍有下降，断裂强度下降约２０％；（２）试样拉伸断裂位置在焊接接头附近的热影响区附近，断口呈现明显的解理组织特征；（３）焊接熔池区的材料晶粒呈现出等轴晶特征，有部分晶粒出现了晶粒长大现象．参 考 文 献［１］ Ｗａｎｇ Ｙ，Ｙｉｎ Ｈ，Ｚｈａｎｇ Ｓ，ｅｔ ａｌ．Ｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｏｐ－ｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ＣｏｓｔＲｅｄｕｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ，２０１４，２７（１）：５２－５８．［２］ Ｌｅｅ Ｊ Ｊ，Ｌｕｋａｃｈｋｏ Ｓ Ｐ，Ｗａｉｔｚ Ｉ Ａ，ｅｔ ａｌ．Ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌａｎｄ Ｆｕｔｕｒｅ Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，Ｃｏｓｔ，ａｎｄＥｍｉｓｓｉｏｎｓ［Ｊ］．Ａｎｎｕａｌ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ Ｅｎｖｉ－ｒｏｎｍｅｎｔ，２００１，２６（１）：１６７－２００．［３］ 杨武雄，张心怡，肖荣诗．２０６０－Ｔ８／２０９９－Ｔ８３铝锂合金Ｔ型接头双光束激光焊接工艺［Ｊ］．中国激光，２０１３（７）：８９－９３．［４］ Ｄｕｒｓｕｎ Ｔ，Ｓｏｕｔｉｓ Ｃ．Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ＡｄｖａｎｃｅｄＡｉｒｃｒａｆｔ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆Ｄｅｓｉｇｎ，２０１４，５６（４）：８６２－８７１．［５］ Ａｒａｕｌｌｏ－ｐｅｔｅｒｓ Ｖ，Ｇａｕｌｔ Ｂ，Ｇｅｕｓｅｒ Ｆ Ｄ，ｅｔ ａｌ．Ｍｉｃｒｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄｕｒｉｎｇ Ａｇｅｉｎｇ ｏｆ Ａｌ－Ｃｕ－Ｌｉ－ＸＡｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ Ｍａｔｅｒｉａｌｉａ，２０１４，６６（１）：１９９－２０８．［６］ 张心怡．２０６０铝锂合金激光焊接组织及力学性能研究［Ｄ］．北京工业大学博士学位论文，２０１６．［７］ 倪 彪，孟 威，李铸国．２１９５－Ｔ８铝锂合金激光焊接接头的组织与性能［Ｊ］．机械工程材料，２０１７（５）：９５－９９．［８］ 安 娜，张心怡，杨武雄，等．２０６０铝锂合金电流辅助激光填丝焊接工艺分析［Ｊ］．焊接学报，２０１７（３）：８３－８６．［９］ 张克梁，张 文，张大童，等．焊接速度对６０８２－Ｔ６铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响［Ｊ］．热加８２第１期孙振起等：铝锂合金（Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４）焊接接头组织及性能研究工工艺，２０１７（１）：６５－６８，７３．［１０］孙甲尧，刘让贤，胡良君，等．Ａ３５６－Ｔ６／６０６１－Ｔ６异种铝合金搅拌摩擦焊的工艺研究［Ｊ］．宇航材料工艺，２０１７（２）：６０－６６．［１１］康 举，梁苏莹，吴爱萍，等．２２１９铝合金搅拌摩擦焊中的局部液化现象及对接头力学性能的影响［Ｊ］．金属学报，２０１７（３）：３５８－３６８．［１２］章淑芳，郝云飞，王晓敏，等．２２１９铝合金焊接接头晶间腐蚀行为［Ｊ］．焊接学报，２０１７（４）：２２－２６．［１３］王 燕，李智勇，杨世亮，等．６０６１铝合金钨极氩弧焊角接焊缝缺陷分析与控制［Ｊ］．国防制造技术，２０１７（１）：２３－２５．［１４］王国庆，李 权，李艳军，等．焊缝余高对２２１９－Ｔ８７铝合金ＴＩＧ焊接头拉伸行为及力学性能的影响［Ｊ］．中国有色金属学报（英文版），２０１７（１）：１０－１６．［１５］郑延召，乔会杰，万洪松，等．铝合金筒体环缝对接等离子焊接工艺研究［Ｊ］．科技创新与应用，２０１７（９）：１６１．［１６］孙世烜，高彦军，毕煌圣，等．２２１９铝合金变极性等离子横焊接头补焊性能研究［Ｊ］．压力容器，２０１７（３）：１０－１６，２９．［１７］Ａ．Д．ＫＯＨЮＸＯＢ，宋忠明．铝合金对接焊焊接接头的性能［Ｊ］．国外机车车辆工艺，２０１４（６）：１０－１４．［１８］庄来杰．２２１９铝合金贮箱结构Ａ－ＴＩＧ焊技术研究［Ｄ］．北京航空航天大学博士学位论文，２０１２．［１９］黄 彪，唐正平，陈 鑫，等．６０６１－Ｔ６铝合金激光焊接接头腐蚀疲劳裂纹扩展［Ｊ］．精密成形工程，２０１７（２）：２７－３３．［２０］Ｂｏｇｕｅ Ｒ．Ｌａｓｅｒｓ ｉｎ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ：Ａ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｔｅｃｈ－ｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１５，３５（２）：１６１－１６５．［２１］Ｃｈｅｎ Ｄ Ｌ，Ｃｈａｔｕｒｖｅｄｉ Ｍ Ｃ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｗｅｌｄｉｎｇ ａｎｄＷｅｌｄ Ｈｅａｔ－ａｆｆｅｃｔｅｄ Ｚｏｎｅ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｍｉｃｒｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ａ ２１９５Ａｌｕｍｉｎｕｍ－ｌｉｔｈｉｕｍ Ａｌｌｏｙ［Ｊ］．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ＆Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ Ａ，２００１，３２（１１）：２７２９－２７４１．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ Ａｌ Ｌｉ Ａｌｌｏｙ（Ａｌ－Ｌｉ－Ｓ－４）Ｗｅｌｄｅｄ ＪｏｉｎｔＳＵＮ Ｚｈｅｎ－ｑｉ １，２，ＸＩＯＮＧ Ｚｈｏｕ３，ＷＵ Ａｎ－ｒｕ１，２，ＣＨＥＮ Ｒｏｎｇ１，ＤＯＮＧ Ｌｉ－ｊｕｎ１（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；２．Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，Ｘｉａｎｇｔａｎ ４１１１０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｅｌｄａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｗｅｌｄｅｄ ｊｏｉｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａｖｉａｔｉｏｎ Ａｌ－Ｌｉ ａｌｌｏｙ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｓａｍｐｌｅｓ ａｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ（ＴＩＧ）Ｗｅｌｄｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ＥＲ４０４７ｗｅｌｄｉｎｇ ｗｉｒｅ ａｓ ｗｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｂｕｔｔ ｊｏｉｎｔ ｉｓ ｗｅｌｌｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｗｅｌｄｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔｗｅｌｄ ｓｅａｍ ｗｅｌｄｅｄ ｗｉｔｈ Ａｌ－Ｓｉ ｗｉｒｅｓ ａｒｅ ｗｅｌｌ ｆｏｒｍｅｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｏｂｖｉｏｕｓ ｄｅｆｅｃｔｓ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅｗｅｌｄ ｓｅａｍ ａｒｅ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｍｅｔａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌ Ｌｉ ａｌｌｏｙ；ＴＩＧ ｗｅｌｄｉｎｇ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ９２。
AL-Li合金
三、Al-Li合金的发展
第一个阶段是初步发展阶段，20世纪50 年代至60年代初，研究成果是以1957年美国 Alcoa公司研究成功的2020合金为代表。 第二个阶段是繁荣发展阶段，20世纪70 年代至80年代后期。在这一时期,对Al-Li合 金进行了全面研究,Al-Li合金得到了迅猛发 展。
总之，Al-Li合金是一种综合性能好、 具有巨大开发潜力的轻质合金,用其取代普 通Al合金可使构件的质量减轻而刚度提高, 被认为是21世纪飞行器和舰船理想的结构
材料。
二、 Al-Li合金的特点
缺点： 1、铝锂合金韧性、塑性较常规铝合金低; 2、各向异性较大； 3、热稳定性差等。
二、 Al-Li合金的特点
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Al-Li 合金
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什么是Al-Li合金
Al-Li合金的特点 Al-Li合金的发展
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Al-Li合金的制备
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新型Al-Li合金改善途径
新型Al-Li合金的性能特点 新型Al-Li合金产品
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Al-Li合金在航空的应用
一、什么是Al-Li合金？
定义：Al-Li合金是指以锂 为主要合金元素的新型铝合金。 锂(Li)是元素周期表中最轻 的金属元素,密度只有5360kg/m3。 在铝中每加入1%(质量比)的锂,可 使合金密度降低3%,并增加弹性 模量约6%。构件质量减轻，刚度 提高。
C919大型客机铝锂合金机身等直段部段
首次应用铝锂合金材料，可满足大型客机自重轻、强 度大、抗腐蚀、抗疲劳等要求。
1420Al-Li合金强韧性研究
西南交通大学硕士学位论文1420Al-Li合金强韧性研究姓名：辛海鹰申请学位级别：硕士专业：固体力学指导教师：孔祥安;孙廷富2000.1.1争３４４８；５西南交遴交擎疆士研究生姥文摘要ｆＡＬＩＬＩ合金融予具鸯优异的衰比强度、赢比刚度以及低密度性能，是航空航天工业理囊基用材，髓已等ｆ起世笄范匿内广泛关注。
但是幽予其共颟滑移、杂质、晶界班；ｚ及晶界粗大析嫩物的存在ｔ严踅限镪了Ａ王正ｌ食金强韧往的提高，所黻如俺提高触ｊ乞ｌ合金的强韧性，扩大其应用的广度与深度，是当前嚣囊解决的关键阅题。
撼裹越。
＿薹ｊ会金强韧性的方法很多，如合金化、强化６’（蛆ＬＩ砑嚼、细化藉被、加工煞凳理等，较常觅也较有效酶燕蠢溶处理慰，予对效翦的颈变形。
该方法考它一定魄髑限性：即对予不规员ｄ形状结构僻来讲，很难达至＃备赴的均匀预变形。
萋予这种情况，№在总继了裁人在越，ｌＪ金金强韧化处理方葱所舡作／的基础上，针对其体的１４２０合金锻件，横糖实际应用提疆一种新ｒ的强翻化处理方法——短对多次固溶处理法。
卿在锻件终锻温度立即淬火，淬火膳取出再装炉予始锻澄度短时保溢再淬火，然爝霉重复傈温、淬火。
通过调节＝．次潍火保温时间，使１４２０锅锂食金强韧性梅虱睫高，献而使ｌｏ．１弹托毪坯的强度和韧性得封理想戆匹配是本文工作螅塞点。
陬通过对由３０嘲和鼬８０啪懈臻材进行反复试验，最后确定了ｌ：ｌ弹托毛坯的锻造及燕处溪工艺瑶南突逶大学磺士研究生论文鸯：４５０－４６０℃僳澄ｉ５０分辨锻逡，锻蘑冷水漳火，淬火矮取爨并予始锻温度僳温１２０分钟后再淬火，时效工艺为１２０℃／１４｝｛，在此羹础上还探讨该方法的强韧纯机理建：在尽爨避免鼹蟪过分长大的阍时，既能使强他捆快速充分圈涛，从面在时效后均匀、弥教斩斑：又避免了授条状燕雾有害掇矗Ｉ巍匦ｉ在照舞敬大爨形成。
就ｊ盼处理方法的优点是：既降低了成本（因为它实际上筒化了常瓣邋溶处理的工序，省对又省力），恧对予不同形状拇佟萁营适性又较强。
铝锂合金总结
铝锂合金总结————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:铝－锂合金归纳总结在铝合金中加入金属元素锂(L i) ,可在降低合金密度的同时提高合金的弹性模量。
研究表明,在铝合金中每添加1％的L i, 可使合金密度降低3％，而弹性模量提高6% , 并可保证合金在淬火和人工时效后硬化效果良好。
因此, 铝锂合金作为一种低密度、高弹性模量、高比强度和高比刚度的铝合金, 在航空航天领域显示出了广阔的应用前景。
铝锂合金的发展大体上可划分为三个阶段,相应出现的铝锂合金产品可以划分成三代。
第一代铝锂合金产品的塑韧性水平太低，第二代铝锂合金本身仍存在以下问题：①合金的各向异性问题较普通铝合金严重; ②合金的塑韧性水平较低; ③热暴露后会严重损失韧性；④大部分合金不可焊，降低了减重效果, 铆接时往往表现出较强的缺口效应;⑤强度水平较低,难以与7000 系超高强铝合金竞争等。
第三代铝锂合金的成分及性能表１和表2 给出了第三代主要铝锂合金产品的成分及性能。
可见, 在合金成分设计上, 第三代铝锂合金降低了L i 含量,而增加了Cｕ含量, 并且往往添加一些新的合金化元素A ｇ，M n, Zn 等; 在性能水平上, 第三代铝锂合金较以往铝锂合金都有了较大幅度的提高，其中尤以低各向异性铝锂合金和高强可焊铝锂合金最引人注目。
低各向异性铝锂合金的研制铝锂合金比普通铝合金有着更为严重的各向异性问题。
铝锂合金的各向异性与多种因素有关, 这些因素主要有: ①元素Ｌi能促使合金的各向异性，即使Ｌi 含量少于０.５% ,也会带来较大的织构密度②合金使用态多为扁平的未再结晶组织; ③合金在使用态下具有较强的晶体学织构；④析出相的形状、惯析面、变形特点等对各向异性也有一定的影响。
为控制铝锂合金的各向异性, 目前采用的主要方法有: ①降低L i 含量；②添加或减少合金化元素; ③采用合适的中间热处理和最终热处理工艺，以降低或改善合金中的织构。
铝锂合金研究历史和现状
铝锂合金研究历史和现状摘要：综述了国内外铝锂合金的研究历史和应用概况；总结了我国铝锂合金研究进入实际应用阶段的主要表现方面；同时指出因其具有低密度、高比强度和比刚度等优点，是一种理想的航天材料。
关键词：铝锂合金研究比强度比刚度0 引言1924年，第一个含Li的铝合金Scleron （Al-12Zn-3Cu-0.6Mn-0.1Li）在德国诞生。
之后各国的科学研究者相继研制出一系列的性能优良的铝锂合金，并把铝锂合金的低密度、高比强度、高比刚度、优良低温性、良好的耐蚀性和卓越超塑性成型性能应用于航空航天等领域，取代了部分传统的2XXX和7XXX的铝合金。
与普通铝合金相比，Al-Li合金在材料制备、零件制造工艺上无原则差别[1]。
有研究表明：在铝合金中每添加1%的Li，可使合金密度降低3%，而弹性模量提高6%，并可保证合金在淬火和人工时效后硬化效果良好[2]。
我国自主研发的新型合金2A97(Al-Cu-Li系脱溶强化型铝合金)有良好的合金加工性能是一种有吸引力和发展前途的航空材料。
1 国外铝锂合金的发展历程自上世纪80年代起，Al-Li合金已成为主要工业国家材料研究领域重点研究、开发课题，美国和前苏联在这个时期末成功开发了Al-Li 合金的完整体系。
在Al-Li合金的发展史上有很多具有重要意义的事件。
1942年，美国Alcoa公司申报了2020Al-Li合金的专利，在克服了熔炼技术上的难题后于1957年开发出了Li含量为1.1%的铝锂合金并在1959年将其用于美国海军RA-5C预警飞机机翼蒙皮和水平安定面上，取代7075合金，减重达6%[3]。
前苏联开始了铝锂合金方面的研究并开发出类似2020Al-Li合金BAд23（Al-5.3Cu-1.2Li-0.6Mn-0.17Cd）[4]。
而后，苏联专家研制出Al-Mg-Li系合金，其中以中等强度、低密度、好的焊接性能和抗腐蚀性能的1420合金为代表。
其后在1420合金的基础上通过加入Sc 元素成功研制出1421、1423合金，使得其强度、热循环载荷、焊接性都有所改善[5]。
铝锂合金的合金化及作用
铝锂合金的合金化及作用摘要：铝锂合金中添加少量合金元素，可显著提高或改善合金的性能，详细阐述了铝锂合金中合金元素对结构的影响及其作用机理。
关键词：铝锂合金沉淀相合金化1前言铝锂合金具有低密度、高弹性模量、高比强度和高比刚度等优良性能，是宇航工业最具潜力的轻型高强度结构材料。
但是目前铝锂合金仍存在塑韧性低，各向异性严重等问题。
研究表明采用合金化手段有助于改善合金的性能，本文阐述了铝锂合金中合金元素对组织结构的影响及其作用机理。
2铝锂合金的合金化元素2.1基本元素Li（锂）锂是最轻的金属元素，密度只有0. 536g／c m3，在铝中每加入1t%的锂，可使合金密度降低3%，弹性模量提高6%。
锂铝合金时效时析出6 7(A、3Li)产生强化，其过程为：过饱和固溶体亚稳相6 7平衡相6 (AILi)6 7呈球状，具有LI2型结构，晶格常数为0. 4nm，是合金时效的主要强化相，界面能较低，为0. 014J．rri-2，故6 7的形核激活能低，析出非常快，即使急冷也不能抑制6 7的形成。
6 7与基体错配度仅为0. 08%，这种共格易产生共面滑移，使位错在滑移面与晶界的交界处塞积，引起应力集中。
6相具有B32 (NaTi)型金刚石结构，过时效时，6沿6晶界析出，导致晶界附近Li原子的贫乏，形成低强度的无沉淀区(PFZ)。
合金发生塑性变形时PFZ将优先产生裂纹，该区域也会降低合金耐腐蚀性，所以实际的生产中要抑制6相的形成。
影响铝锂合金强韧性的主要因素是6 7相形态与分布、共面滑移和晶界无沉淀区，微合金元素的加入以改善上述因素为目的。
2.2过渡金属元素2.21 Cu（铜）Tl相是Al-Li-Cu系合金最重要的平衡相，呈盘状或片状，六方型结构，晶格常数a=b=0. 50nm，c=0. 93nm。
Tl相阻碍位错切过，对位错有钉扎作用，强化效果比6 7相更有力。
但是Tl相密排面(0001)／／(111)a、密排方向[1010]／／[110]a，其对共面滑移的减弱作用不明显，因此不能改善合金的塑性。
al合金分类
al合金分类以al合金分类为标题，我们来探讨一下关于al合金的相关知识。
一、铝合金的定义和特点铝合金，又称铝基合金，是指以铝为主要合金元素，加入其他合金元素形成的合金。
铝合金具有密度低、强度高、耐腐蚀性好、导热性好等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
二、铝合金的分类根据铝合金中其他合金元素的不同，铝合金可以分为多种类型。
以下是常见的几种分类：1.按主合金元素分类：(1) Al-Cu系列：以铜为主要合金元素，具有高强度和优良的耐腐蚀性，常用于航空航天和汽车零部件制造。
(2) Al-Si系列：以硅为主要合金元素，具有良好的铸造性能和耐热性，常用于汽车发动机零部件制造。
(3) Al-Mg系列：以镁为主要合金元素，具有较高的强度和耐蚀性，常用于船舶和航空器制造。
(4) Al-Zn系列：以锌为主要合金元素，具有良好的机械性能和耐腐蚀性，常用于飞机结构和汽车零部件制造。
2.按合金强化方式分类：(1) 固溶强化型铝合金：通过加入合金元素，使其溶解在铝基体中，形成固溶体，提高合金的强度和硬度。
(2) 冷变形强化型铝合金：通过冷加工变形，改变合金的晶体结构，增加晶界和位错，从而提高合金的强度和硬度。
(3) 细晶粒强化型铝合金：通过控制合金的热处理工艺，使晶粒细化，提高合金的强度和塑性。
3.按应用领域分类：(1) 航空航天用铝合金：要求具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性，常用于飞机、导弹等航空器的制造。
(2) 汽车用铝合金：要求具有良好的成形性、焊接性和耐腐蚀性，常用于汽车车身和发动机部件的制造。
(3) 建筑用铝合金：要求具有良好的耐候性、耐腐蚀性和装饰性，常用于建筑门窗、幕墙等装饰材料的制造。
三、铝合金的应用举例1. 6061铝合金：属于Al-Mg-Si系列，具有良好的焊接性、加工性和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、船舶、汽车等领域。
2. 2024铝合金：属于Al-Cu-Mg系列，具有高强度和良好的耐磨性，常用于航空航天领域的结构件制造。
al-mg-li合金性能
目录1 文献综述 (1)1.1 Al-Li系合金简介 (1)1.2Al-Li合金发展历史 (1)1.3 Al-Li合金发展的几个阶段 (2)1.4 我国Al-Li合金的发展概况 (4)1.5 Al-Li合金在航空方面的应用及发展趋势 (5)1.5.1航空应用 (5)1.5.2 发展趋势 (8)1.5.3 新型铝锂合金的研究热点 (8)1.6 热处理状态对Al合金组织性能的影响 (9)1.6.1 固溶处理对Al合金组织性能影响 (9)1.6.2固溶时效对Al 合金组织性能的影响 (10)1 .7 铝锂合金的拉伸断裂机制 (10)2 实验材料、设备及方法 (12)2.1实验材料 (12)2.2 实验设备 (12)2.2.1金相显微镜 (12)2.2.2金相试样抛光机 (13)2.3 实验方法 (14)2.3.1 制备合金 (14)2.3.2 母材显微组织观察 (15)2.3.3 对试样以不同拉伸速率进行拉伸 (15)2.3.4测量硬度 (15)2.3.5显微组织观察 (15)2.3.6绘制拉伸曲线 (16)3实验结果及分析 (17)3.1热处理后合金原始组织 (17)3.2不同拉伸速率断口附近组织 (18)3.2.1拉伸速率为10-4/s断口附近组织 (18)3.2.2拉伸速率为10-3/s断口附近组织 (18)3.2.3拉伸速率为10-2/s断口附近组织 (19)3.2.4拉伸速率为10-1/s断口附近组织 (19)3.3拉伸速率对硬度的影响 (20)3.4不同拉伸速率真应力-真应变曲线 (20)3.4.1拉伸速率为10-1/s真应力-真应变曲线： (20)3.4.2拉伸速率为10-2/s真应力-真应变曲线 (21)3.4.3拉伸速率为10-3/s真应力-真应变曲线 (21)3.4.4拉伸速率为10-4/s真应力-真应变曲线 (22)3.4.5 将4种速率下所得数据共同绘制真应力-真应变曲线 (22)3.4.6试样拉伸前后数据 (23)3.5观察曲线规律结合拉伸前后数据进行结果分析 (23)4 技术经济分析 (24)5 结论 (27)参考文献 (28)致谢 (30)1 文献综述1.1Al-Li系合金简介铝锂合金是近十几年来航空金属材料中发展最为迅速的一个领域。
铝锂合金总结
铝-锂合金归纳总结在铝合金中加入金属元素锂(L i) , 可在降低合金密度的同时提高合金的弹性模量。
研究表明, 在铝合金中每添加1% 的L i, 可使合金密度降低3% , 而弹性模量提高6% , 并可保证合金在淬火和人工时效后硬化效果良好。
因此, 铝锂合金作为一种低密度、高弹性模量、高比强度和高比刚度的铝合金, 在航空航天领域显示出了广阔的应用前景。
铝锂合金的发展大体上可划分为三个阶段, 相应出现的铝锂合金产品可以划分成三代。
第一代铝锂合金产品的塑韧性水平太低,第二代铝锂合金本身仍存在以下问题: ①合金的各向异性问题较普通铝合金严重; ②合金的塑韧性水平较低; ③热暴露后会严重损失韧性; ④大部分合金不可焊, 降低了减重效果, 铆接时往往表现出较强的缺口效应;⑤强度水平较低, 难以与7000 系超高强铝合金竞争等。
第三代铝锂合金的成分及性能表1 和表2 给出了第三代主要铝锂合金产品的成分及性能。
可见, 在合金成分设计上, 第三代铝锂合金降低了L i 含量, 而增加了Cu 含量, 并且往往添加一些新的合金化元素A g, M n, Zn 等; 在性能水平上, 第三代铝锂合金较以往铝锂合金都有了较大幅度的提高, 其中尤以低各向异性铝锂合金和高强可焊铝锂合金最引人注目。
低各向异性铝锂合金的研制铝锂合金比普通铝合金有着更为严重的各向异性问题。
铝锂合金的各向异性与多种因素有关, 这些因素主要有: ①元素L i 能促使合金的各向异性, 即使L i 含量少于0.5% , 也会带来较大的织构密度②合金使用态多为扁平的未再结晶组织; ③合金在使用态下具有较强的晶体学织构; ④析出相的形状、惯析面、变形特点等对各向异性也有一定的影响。
为控制铝锂合金的各向异性, 目前采用的主要方法有: ①降低L i 含量; ②添加或减少合金化元素; ③采用合适的中间热处理和最终热处理工艺, 以降低或改善合金中的织构。
这些严重的织构对合金的性能有着重大影响:①大部分铝锂合金的纵向性能与横向性能有较大差别, 通常在与轧制方向成45°—60°方向上拉伸强度降低15% 以上; ②在强度高的位向上断裂韧性低; ③在强度低的位向上裂纹扩展速率高。
第三代铝锂合金材料
第三代铝锂合金材料
第三代铝锂合金材料是一种高强度、轻质、高刚度的结构材料，其特殊的物理性质使其在航空航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用。
相比传统的铝合金材料，第三代铝锂合金材料具有更高的强度、更好的耐腐蚀性和更低的密度。
铝锂合金材料的种类
第三代铝锂合金材料是铝、锂和其他元素的复合材料，具有多种不同的组成和用途。
其中常见的有Al-Li-Cu-Mg、Al-Li-Cu-Zr、Al-Li-Cu-Mn、Al-Li-Mg-Cu和Al-Li-Cu-Fe等合金。
这些材料的组成和性能各不相同，但都具有较高的强度和优异的耐腐蚀性能。
第三代铝锂合金材料的特点
第三代铝锂合金材料的热膨胀系数低，具有良好的尺寸稳定性和高温强度。
与传统的铝合金材料相比，第三代铝锂合金材料的密度更低、强度更高。
此外，铝锂合金材料还具有良好的可塑性和可焊性。
应用领域
第三代铝锂合金材料在航空航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用。
在航空航天领域，铝锂合金材料被广泛用于制造飞机外壳、机翼、发动机零部件等。
在汽车领域，铝锂合金材料被用于制造轻量化汽
车零部件，如车身、车轮、发动机罩等。
在船舶领域，铝锂合金材料被用于制造船舶外壳、船板、船舶内部结构等。
未来发展趋势
随着对环保和能源消耗的日益重视，轻量化材料的需求越来越大。
因此，第三代铝锂合金材料的应用前景非常广阔。
未来，铝锂合金材料将继续在航空航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用，并且不断发展出新的合金种类和用途。
3铝锂合金
Al－Li合金3．铝锂合金铝锂合金是以锂作为主要合金元素的新型铝合金，是铝合金领域中研究最悠久，也是最重要的铝合金系统。
锂是自然界中最轻的金属，密度仅为0．534g／cm3，熔点为186℃。
研究表明，每添加质量分数为1％的锂，就能降低合金密度3％，提高弹性模量6％，是添加其他元素，包括轻金属元素Be、Mg所不及的(见图6—2)。
由于Al—Li系铝合金具有低密度、高弹性模量、高强度和很好的综合物理性能，所以与一般铝合金相比，在强度相当的情况下，密度降低10％，而弹性模量提高10％。
因此Al—Li系铝合金用作结构材料，具有很大的技术和经济意义。
【7】444由于锂的化学性质特别活泼，不但容易与氧气、氮气、氢气、水等化合，还容易与氧化铝、石墨等坩埚材料发生反应。
如果采用熔炼法制备铝锂合金，则必须采用铁坩埚并在氩气氛中进行，须快速搅拌。
在合金铸造时也必须特别注意，若采用粉末冶金法(其粉末是利用喷散法进行急冷凝固的)，由于粉末易爆炸，所以也需要惰性气体保护。
目前大多数的铝锂合金，都是在铝合金的基础上发展起来的。
1957年发明了第一个工业A1—Li合金，其组成为A1—4．5Cu—1．1Li—0．5Mn—0．2Cd，后期投人工业生产的A1—Li合金则不加锰，集中于A1—Li—Mg—Zr系列。
在A1—Li合金中，锂与铝形成δ (A1—li)相(见图6—3)，具有固溶强化和沉淀强化作用。
而铜、镁、锆等元素与铝形成亚稳定的强化相：θ’相、Tl相(A12CuLi)、S相 (A12CuMg)、δ’相(Al3Zr)，也具有一定的强化作用，并能提高其塑性和韧性。
Al—Li合金具有很高的强度和良好的高温和低温性能，其室温力学性能与一般高强度铝合金相当，而高温和低温性能则优于一般高强度铝合金。
新Al—Li合金有很好的超塑成型性能，例如Al—Li—Cu—Mg—Zr合金，在低速下的超塑延伸率可达1800％，添加Zr元素和形变热处理能提高其超塑性能。
铝锂合金
Al-Li 合金概述及实验：航空用Al- Li合金阳极氧化对粘接性能的影响Al-Li 合金一、什么是Al-Li合金定义：Al-Li合金是指以锂为主要合金元素的新型铝合金。
锂(Li)是元素周期表中最轻的金属元素,密度只有5360kg/m3。
在铝中每加入1%(质量比)的锂,可使合金密度降低3%,并增加弹性模量约6%。
构件质量减轻，刚度提高。
二、 Al-Li合金的特点优点：1、低密度、高比强度、高比刚度；2、优良的低温性能；3、良好的耐腐蚀性能；4、卓越的超塑成形性能；5、用其取代常规铝合金,可使构件质量减轻10%-15%，刚度提高15%-20%；6、成形、维修等都较复合材料方便, 成本也远远低于复合材料。
缺点：1、铝锂合金韧性、塑性较常规铝合金低;2、各向异性较大；3、热稳定性差等。
三、Al-Li合金的发展1.第一个阶段:初步发展阶段，时间跨度为20世纪50年代至60年代初。
这一阶段研究成果是以1957年美国Alcoa公司研究成功的2020合金为代表。
2.第二个阶段:繁荣发展阶段，时间跨度为20世纪70年代至80年代后期。
在这一时期,对Al-Li合金进行了全面研究,Al-Li合金得到了迅猛发展。
在繁荣发展阶段，研制成功了低密度型、中强耐损伤型和高强型等一系列较为成熟的Al-Li合金产品。
如前苏联研制成功的1420合金、美国Alcoa公司研制出的2090合金、英国Alcoa公司的8090和8091合金、法国Pechiney公司开发出的2091 合金等。
3.第三阶段：新型Al-Li合金发展阶段。
进入90年代以后,人们针对Al-Li合金存在诸如各向异性、不可焊、塑韧性及强度水平较低等缺点开发出了具有一定特殊优势的Al-Li合金。
目前,已开发出的新型Al-Li合金，主要有高强可焊的1460和Weldalite 系列合金；低各向异性AF/ C489 、AF/ C458合金；高韧性的2097 、2197合金；高抗疲劳裂纹的C2155合金，以及经特殊真空处理的XT系列合金等。
铝锂合金的微观组织结构及强韧化途径
铝锂合金的微观组织结构及强韧化途径
李婷婷
（重庆大学材料科学与工程学院，重庆 400045）
摘 要 ：铝锂合金的强韧性与其微观组织结构有着密切关系，通过改变铝锂合金内部的微观组织结构可以有效改善合金的强韧
性。本文概述了不同系列 A1-Li 合金不同时效状态的主要析出相，同时总结了铝锂合金中四种强韧化途径。
双级时效是指采用先低温后高温或者先高温后低温的时效 方法。
研究表明 [17] ：先低温后高温的双级时效可促进强化相弥 散、细小且均匀的形核，防止在晶界附近形成 PFZ 或生成粗大 的平衡相。 2.4 纯净化
为改变铝锂合金的显微组织并改善其性能，可添加某些微 量 或 痕 量 元 素 来 促 进 或 延 缓 析 出 过 程 以 及 形 成 新 相 。郑 子 樵 等人 [15] 系统地总结了铝锂合金的微合金化元素及其作用机理， 包括常用的 Ag、Mg、Zn、Zr 元素，稀土元素 Ce、Y、La、Sc 以 及 Cd、In、Ge、Be、Mn、Ti 等元素。
收稿日期 ：2019-01 作者简介 ：李婷婷，女，生于 1993 年，汉族，四川绵阳人，硕士研究生，研究方 向 ：铝锂合金。
（3）Na、K、Ga、S 等杂质元素因未能有效固溶进基体中， 将在晶界处偏聚而导致晶界脆化 ；
（4）Li 的存在会使 Al-Li 合金产生大量析出氢，引起氢脆。 且大量科研工作者提出了许多改善铝锂合金强韧性的方法，本 文主要介绍以下 4 种措施。
在这些不同系列的铝锂合金中，时效后形成的析出相能有 效强化铝锂合金，这些析出相可大致分为两种。
（1）非 平 衡 亚 稳 相， 主 要 包 括 β'(Al3Zr)[3]、δ'(Al3Li)[4]、 θ'(Al2Cu)[5] 及 S'(Al2CuMg) 等 ；
稀土铝合金牌号
稀土铝合金牌号稀土铝合金是一种具有良好机械性能和耐腐蚀性能的铝合金材料，它的牌号不仅代表了合金的化学成分，还与其具体的应用领域有关。
下面就介绍几种常见的稀土铝合金牌号。
一、铝镧合金(Al-La合金)铝镧合金是含有铝和镧元素的合金，常用的牌号有Al-La10、Al-La15等。
由于镧元素的加入可以提高铝合金的机械性能、热稳定性和耐腐蚀性能，因此铝镧合金被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域。
此外，铝镧合金还可以用于制造高温结构材料、热处理工具和超导材料等。
二、铝镏合金(Al-Li合金)铝镏合金是含有铝和锂元素的合金，常用的牌号有Al-Li2X等。
铝镏合金具有较低的比重和较高的强度，具有很好的抗冲击性能和疲劳性能，因此在航空航天、汽车制造、高速列车制造等领域得到了广泛应用。
铝镏合金还可以用于制造手机壳、电子设备外壳等。
三、铝钆合金(Al-Gd合金)铝钆合金是含有铝和钆元素的合金，常用的牌号有Al-Gd5、Al-Gd10等。
添加钆元素可以提高铝合金的强度和热稳定性，改善其耐磨性和抗腐蚀性能，因此铝钆合金广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域。
此外，铝钆合金还可以用于制造航空发动机零部件、气动装束材料等。
四、铝镨合金(Al-Pr合金)铝镨合金是含有铝和镨元素的合金，常用的牌号有Al-Pr20、Al-Pr25等。
添加镨元素可以提高铝合金的机械强度、热处理稳定性和耐腐蚀性能，使其更适用于高温环境下的工作。
铝镨合金广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域。
此外，铝镨合金还可以用于制造运载火箭壳体、储氢材料等。
总结起来，稀土铝合金常见的牌号有铝镧合金、铝镏合金、铝钆合金和铝镨合金等。
它们具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，在航空航天、汽车制造、船舶建造等领域得到了广泛应用。
随着科技的不断进步，稀土铝合金牌号的应用领域还将继续扩大。
Al-Li合金
铝锂合金科技名词定义中文名称：铝锂合金英文名称：aluminium lithium alloy定义：以锂为主要合金元素的新型铝合金。
最大特点是密度低，比强度、比刚度高，耐热性和抗应力腐蚀性能好，可进行热处理强化。
应用学科：航空科技（一级学科）；航空材料（二级学科）目录基本概述发展历程军事应用基本概述发展历程军事应用展开编辑本段基本概述铝锂合金是航空技术一种新材料新材料是航空航天技术的重要基础，航空航天技术的发展又不断对材料科学提出新的问题和要求。
铝锂合金是近十几年来航空金属材料中发展最为迅速的一个领域。
铝锂合金优点锂是世界上最轻的金属元素。
把锂作为合金元素加到金属铝中，就形成了铝锂合金。
加入锂之后，可以降低合金的比重，增加刚度，同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和抗疲劳性以及适宜的延展性。
因为这些特性，这种新型合金受到了航空、航天以及航海业的广泛关注。
正是由于这种合金的许多优点，吸引着许多科学家对它进行研究，铝锂合金的开发事业犹如雨后春笋般迅速发展起来了。
编辑本段发展历程1983年在巴黎国际航空博览会上，世界上两家最大的铝合金生产企业——英国阿尔康铝业公司和美国阿尔考铝业公司，同时宣布研制成功新的革命性材料——铝锂合金。
专家们认为，铝锂合金是从1943年发明铝锌系高强合金以来，铝合金研究和开发的又一个里程碑。
其实，铝锂合金并不是个新鲜概念。
对这种材料的认识经历了相当长的时间。
由于锂的比重小，在铝中的溶解度高，长期以来人们就把锂看作铝的亲密合作伙伴。
早在本世纪20年代，科技工作者就对铝锂合金进行过许多评论。
1924年，德国研制成功一种工业铝锂合金——司克龙。
这是一种仅含0．1%锂的铝锌合金。
它的机械性能比当时盛行的铝镁合金——杜拉铝要稍好一些。
由于当时杜拉铝已得到公认，所以影响了司克龙合金应受到的广泛重视。
1943年，高强度的铝锌镁铜合金问世，再一次低估了铝锂合金的工业价值。
1957年，英国研制成功了含锂1.1%的X- 2020铝合金。
al2014化学成分
al2014化学成分AL2014是一种具有特殊化学成分的合金材料。
它由铝（Al）、锂（Li）、铜（Cu）、镁（Mg）和锆（Zr）等元素组成。
这种合金具有很高的强度和优异的机械性能，广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域。
铝（Al）是AL2014合金的主要成分之一。
铝是一种轻质金属，具有优异的导电、导热和耐腐蚀性能。
在AL2014中，铝的含量达到了85%以上，使得合金具有良好的强度和可塑性。
锂（Li）是另一个重要的成分。
锂是一种轻金属，具有低密度、高强度和良好的热导性能。
它可以提高合金的强度和硬度，同时减小合金的密度，使得AL2014合金具有更轻的重量和更高的比强度。
铜（Cu）是AL2014合金的增强元素之一。
铜具有良好的导电性和导热性，能够提高合金的强度和硬度。
同时，铜还可以改善合金的耐腐蚀性能，提高合金的耐磨性和耐热性。
镁（Mg）是AL2014合金的另一个重要成分。
镁是一种轻金属，具有良好的强度和耐腐蚀性能。
在AL2014中，镁的添加可以增加合金的硬度和强度，提高合金的抗拉强度和耐磨性。
锆（Zr）是AL2014合金的稀有元素之一。
锆具有良好的耐腐蚀性能和高温稳定性，能够提高合金的耐蚀性和耐热性。
锆的添加可以改善合金的强度和硬度，同时还可以提高合金的耐磨性和耐腐蚀性。
AL2014合金具有很高的强度和优异的机械性能，适用于制造各种高强度结构件和零件。
例如，在航空航天领域，AL2014合金被广泛应用于飞机结构件、发动机部件和航天器零件中。
在汽车领域，AL2014合金可以用于制造车身结构件和发动机零件，提高汽车的轻量化和燃油经济性。
此外，AL2014合金还可以用于制造电子设备中的散热器、外壳和连接器等部件，提高电子设备的散热性能和可靠性。
AL2014合金是一种具有特殊化学成分的合金材料，由铝、锂、铜、镁和锆等元素组成。
它具有很高的强度和优异的机械性能，在航空航天、汽车和电子等领域有着广泛的应用前景。
alni金属化合物特点
AlNi金属化合物的特点AlNi金属化合物是由铝（Aluminum）和镍（Nickel）两种元素组成的合金材料。
它具有许多独特的特点，包括以下几个方面：1. 高强度和硬度： AlNi金属化合物具有较高的强度和硬度。
铝和镍的加入可以显著改善材料的机械性能，使其具有较强的耐磨、耐压和耐腐蚀能力。
这使得AlNi合金在许多工业领域中被广泛应用，如航空航天、汽车制造和电子设备等。
2. 低密度：尽管AlNi合金具有很高的强度和硬度，但其密度较低。
铝是一种轻质金属，具有较低的密度，因此合金中的铝含量较高时，可以有效降低整体密度。
这使得AlNi合金在需要减轻重量的应用中具备优势，如航空航天和汽车制造。
3. 良好的导电性和导热性：镍是一种良好的导电和导热材料，而铝也具有较高的导电性能。
因此，AlNi金属化合物具有良好的导电和导热性能，适用于许多电子设备和导热材料的应用。
4. 抗腐蚀性：镍具有良好的抗腐蚀性能，可以有效地抵御酸、碱和氧化剂的侵蚀。
铝也有一定的抗腐蚀能力。
将这两种元素合成金属化合物后，AlNi合金具有较高的抗腐蚀性能，可以在恶劣环境下使用。
5. 可塑性和可加工性： AlNi金属化合物具有良好的可塑性和可加工性。
它可以通过热加工、冷加工和变形加工等方式进行加工和成型。
这使得该合金在制造业中具有广泛的应用，如零部件制造和模具制造等。
6. 磁性能：镍是一种具有良好磁性的金属，而铝是一种非磁性金属。
所以，AlNi金属化合物的磁性能取决于镍的含量。
根据合金中镍的含量不同，AlNi合金可以表现出不同的磁性，包括顺磁性、铁磁性和反磁性等。
总之，AlNi金属化合物具有高强度、硬度、低密度、良好的导电性、导热性、抗腐蚀性、可塑性和可加工性等特点。
这些特点使得AlNi合金在许多领域都具备广泛的应用前景。
无论在航空航天、汽车制造、电子设备还是制造业中，AlNi金属化合物都能发挥重要的作用，并满足不同领域的需求。