高强变形铝合金的研究现状和发展趋势
高强度铝合金的研究现状及发展趋势
高强度铝合金的研究现状及发展趋势作者：沈国柱来源：《科技经济市场》2016年第03期摘要：高强度铝合金有着密度低、强度高、焊接性能好的特点，在我国工业领域中得到了广泛的应用，有效地推动了我国社会经济的发展。
本文就高强度铝合金的研究现状及发展趋势进行了相关的分析。
关键词：高强度铝合金；研究；发展趋势0 引言高强度铝合金作是重要的轻质高强结构材料，它抗拉强度、韧性以及耐腐性都较高，在我国当前社会发展过程中有着较为广阔的应用前景。
近年来，高强度铝合金被广泛地应用于航空工业以及民用工业等领域，已成为航空工业的主要结构材料之一，有效地推动了我国航空事业的发展。
高强度铝合金作为一种高性能的材料，为了促进这种高强度铝合金的发展，就必须加大研究，研发出性能更好的铝合金材料，进而为我国现代化事业的发展提供保障。
1 高强度铝合金的介绍高强度铝合金是将一些微量稀土原料加入到高品质的原铝中，以此来提高原铝的强度，如抗拉强度、导电性、延展性、耐腐蚀性等。
如将硅、锶等少量元素按特定比例加入铝中就是A356铝合金，专用于汽车铝轮毂的铸造。
将其它特定的稀土加入铝中，可产出用于铸造铝导线、飞船、飞机、某些武器等的零部件的特种铝合金。
高强度铝合金具有密度小、强度高、加工性能好及焊接性能优良等特点，在我国当前社会发展过程中有着不可替代的作用，尤其是我国航天事业，已成为我国航空工业的主要结构材料之一。
2 我国高强度铝合金发展现状就我现阶段的发展水平来看，受科技以及经济水平的制约，高强度铝合金的研究开发起步比较晚，而随着我国科技以及经济水平的提高，我国对高强度铝合金的研究也越来越深入，并取得了一定的成绩。
在20世纪80年代，在我国东北轻合金加工厂以及北京航空材料研究所研制出了M-Zn-Mg-Cu系高强高韧铝合金，使得我国高强度铝合金的研究进入了一个新的阶段，并逐渐转入到实用化阶段，如：7075、7175以及7050等系类产品已经被应用于各种航空器机构件的制造。
铝合金材料的现状与发展趋势
铝合金材料的现状与发展趋势铝合金材料是一种高强度、轻质、耐磨、耐腐蚀的金属材料，具有广泛的应用领域，是现代工业中不可或缺的材料之一。
随着科技的不断进步，铝合金材料的性能和应用越来越广泛，未来的发展前景也十分可观。
一、铝合金材料现状目前，铝合金材料的应用已经覆盖了几乎所有的领域，特别是在航空航天、汽车、电子、建筑等工业领域中，铝合金材料得到了广泛的应用。
在航空航天行业中，铝合金材料是构建飞机、航天器和卫星的主要材料之一，其轻质、高强度、耐腐蚀等优点被广泛地运用。
在汽车工业领域，铝合金材料的应用主要是减轻汽车重量，从而降低燃油消耗和减少废气排放。
在电子领域，铝合金材料的应用主要是制造高精度的电子设备，如手机、电脑等。
在建筑领域中，由于铝合金材料具有轻质、坚固、耐腐蚀的特性，广泛应用于建筑幕墙、铝门窗等领域。
二、铝合金材料的发展趋势未来，铝合金材料的发展主要有以下几个趋势：1.功能性铝合金材料的研究和开发随着科技的不断发展，铝合金材料除了强度、耐腐蚀等基本性能外，功能性也逐渐受到关注，包括磁性、电学性、热传导性等。
例如，将铝合金材料与磁性材料复合，可以研发出高性能的电机；将铝合金材料作为热管材料，可以有效地改善热量传递性能等。
2.高强度铝合金材料的研究和应用随着材料科技的发展，越来越多的高强度铝合金材料正在研制开发中，例如钛铝合金、镁铝合金、铬铝合金等，这些新型材料都具有高强度、轻质等特点，特别适用于航空航天、汽车、高速列车等需要高强度和高刚度的领域。
3.铝合金材料与其他材料的复合应用铝合金材料与其他材料的复合应用已经成为近年来的一个热点。
例如，将铝合金材料与纤维材料、陶瓷材料等进行复合，可以显著改善材料的物理、力学和化学性质，同时还可以增强铝合金材料的抗磨损性和抗冲击性能，使其更加适用于多种领域。
4.绿色环保的铝合金材料的开发随着社会的发展，环保问题日益受到关注，铝合金材料的绿色环保性也成为研究热点。
超高强铝合金研究进展与发展趋势
引用格式：邢清源，臧金鑫，陈军洲，等. 超高强铝合金研究进展与发展趋势[J]. 航空材料学报，2024，44(2)：60-71.XING Qingyuan，ZANG Jinxin，CHEN Junzhou，et al. Research progress and development tendency of ultra-high strength aluminum alloys[J]. Journal of Aeronautical Materials，2024，44(2)：60-71.超高强铝合金研究进展与发展趋势邢清源1,2*, 臧金鑫1,2, 陈军洲1,2, 杨守杰1,2, 戴圣龙1,2*（1．中国航发北京航空材料研究院 铝合金研究所，北京 100095；2．北京市先进铝合金材料及应用工程技术研究中心，北京100095）摘要：超高强铝合金具有密度低、比强度高等特点，广泛应用于航空、航天、核工业等领域。
合金的极限强度已从第四代铝合金的600 MPa级，逐步发展到650～700 MPa级、750 MPa级，甚至800 MPa级及以上第五代铝合金。
本文首先对超高强铝合金的发展历程和国内外发展现状进行概述；随后，从成分设计与优化、熔铸与均匀化技术、热变形技术、热处理技术、计算机辅助模拟计算共五个方面对近些年的研究进展和所遇到的问题进行了总结和讨论；最后，结合未来装备的发展需求和国内的技术现状，指出“深入研究基础理论，解决综合性能匹配等问题以及在特定应用场景下专用材料的推广应用”是超高强铝合金的发展趋势和重要方向。
关键词：超高强铝合金；Al-Zn-Mg-Cu系合金；熔铸法；高合金化doi：10.11868/j.issn.1005-5053.2023.000171中图分类号：TG146.21 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2024)02-0060-12Research progress and development tendency of ultra-highstrength aluminum alloysXING Qingyuan1,2*, ZANG Jinxin1,2, CHEN Junzhou1,2, YANG Shoujie1,2, DAI Shenglong1,2*（1. Aluminum Alloy Institute，AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials，Beijing 100095，China；2. Beijing Engineering Research Center of Advanced Aluminum Alloys and Applications，Beijing 100095，China）Abstract: Ultra-high strength aluminum alloy has achieved extensive application in the nuclear，aerospace，and aviation industries because of its high specific strength and low density. The fifth generation of ultra-high strength aluminum alloy has been produced，and in comparison to the fourth generation’s 600 MPa level，its ultimate strength has been consistently redefined and increased from 650-700 MPa to 750 MPa or even 800 MPa. This paper reviews the history of the research on aluminum alloys with ultra-high strengths and introduces the current state of development both domestically and internationally. The key issues and recent research development are further explored，including computer simulation，thermal deformation，heat treatment，homogenization，melting，and casting，as well as composition design. Finally，combined with the development needs of future equipment and domestic technology status，it is pointed out that in-depth study of basic theory to solve the problem of comprehensive performance matching，the promotion and application of special materials in specific application scenarios are the development trend and important direction of ultra-high strength aluminum alloy.Key words: ultra-high aluminum alloy；Al-Zn-Mg-Cu alloy；ingot metallurgy；high alloying超高强铝合金属于7×××系（Al-Zn-Mg-Cu系）合金，是该系列合金中的一个重要分支，具有低密度、高比强度等特点，被广泛用于航空、航天、核工业、兵器等领域，按照航空铝合金代次的划分，超高强铝合金已发展至第五代合金。
高强高韧铝合金的研究现状及发展趋势
能好 , 两者 SCC 性
777 用作部分结构件
能相似
抗压和抗拉强度比 T7751 状态厚板 被波音 777 飞机选为
7055
7150 高 10 % , 断裂 韧 性 、耐 蚀 性 与
和挤压件
上翼结构材料
7150 相似
2 铝合金的微观组织结构
高强高韧铝合金的微观组织决定了其合金的宏观 性能 (抗拉强度 、断裂韧性 、抗腐蚀性能等) 。有关研 究[9～11]表明 :高强铝合金的基体沉淀相 (MPt) 、晶界沉 淀相 ( GBP) 和晶界无析出带宽度 ( PFZ) 的形状与特性 决定了合金的宏观性能 。
国内超高强铝合金的研究开发起步较晚 。20 世 纪 80 年代初 ,东北轻合金加工厂和北京航空材料研究 所开始研制 Al2Zn2Mg2Cu 系高强高韧铝合金 。目前 , 在普通 7XXX 系铝合金的生产和应用方面已进入到实 用化阶段 ,产品主要包括 7075 、7175 、和 7050 等 ,用于 各种航空器结构件的制造 。20 世纪 90 年代中期 ,北 京航空材料研究所采用常规半连续铸造法试制成功了 7A55 超高强铝合金 ,近来又开发出强度更高的 7A60 合金 。“九五”期间 ,在国家攻关和 863 高技术项目的 支持下 ,北京有色金属研究总院和东北轻合金加工厂 开展了仿制俄罗斯 B96 Ц合金成分的超高强 7XXX 系 铝合金以及具有更高锌含量的喷射成形超高强铝合金 的开发工作 ,他们分别采用喷射沉积和半连续铸造工 艺 ,制成了各种尺寸的 (模) 锻件 、挤压棒材及无缝挤压 管材等 ,合金的屈服强度已分别达 750～780 MPa 和 630～650 MPa 、延伸率则分别达到 8 %～10 %和 4 %～ 7 % ,其中北京有色研究总院用喷射成型技术研制的 7000 系合金 (Al28. 6Zn22. 6Mg22. 2Cu) ,其屈服强度为 710 MPa ,抗拉强度为 740 MPa ,δ= 10 %[8] 。
超高强度铝合金研究现状及发展趋势
复合微合金化是 同时添加 ２种或 以上 的微合金 元素 ， 形 成复合强化相 。复合 强化 相对 超 高强铝 合金综 合性 能 的影 响效果远超过单一 微合 金元 素所 起 的作 用 ， 此外 ， 复合微 合 金化还可 以有效 降低 贵 合金 元 素 的含 量 ， 而有 效 降低 成 从 本 ， 为当前 研究 的热点 。其 中 ， 成 微量 ｓ ｚ 的复合 是发展 ｃ和 ｒ 高性能铝合金 的最有 效途径 Ｊ ｃ Ｚ 在 铝合金 中形 成 。Ｓ 和 ｒ 复合强化相 Ａ１（ ｃ ｚ ） 该 相与 Ａ，ｃ晶体 结构 相 同 ， 晶 ｓ ，ｒ ， ｌ Ｓ 且 格参数 非 常 接 近 ， 高 温 稳 定 性 能 优 于 单 一 的 Ａｌｓ 其 ，ｃ和 Ａ ，ｒ ， １ｚ 相 对晶界的钉扎作用更强 ， 能更有效地抑制再结 晶。
第３ ２卷 第 １
２１ ０ １年 １ Ｏ月
【 其他研究】
超 高 强 度 铝 合 金 研 究现 状及 发展 趋 势
赵 立 华
（ 中国兵器工业第五九研究所 环试 中心 ， 重庆 ４０３ ） ００ ９
摘要 ： 析了国内外 Ａ 一ｎＭｇＣ 分 １ — ． ｕ系超高强度铝 合金 的研究 现状 ， Ｚ 介绍 了 Ａ—ｎＭ —ｕ系超 高强 度铝合 金 的成 分设 ｌ — ｇｃ ｚ 计、 制备技术 、 热处理工艺 及其进展 。针对 Ａ 一ｎＭ —ｕ系超高强度铝合金存 在的问题 ， 出了超 高强铝合 金今后发 １ — ｇｃ ｚ 提
与性能关 系等方 面的研究新进展 ， 对超 高强度铝合 金发展 并 趋势做简单 展望。
微合金化是挖 掘合 金潜 力 ， 善合 金性 能 ， 改 开发新 型 合 金的重要手段 ， 当前 ７０ 是 ００系超高 强度铝合金 研究 的热点 ， 而研究 的重点则是微 合金 元素 在铝 合金 中存 在的形 式及 作
国内外高端铝合金材料发展及研究现状
国内外高端铝合金材料发展及研究现状近日，俄罗斯国立研究型技术大学研制出一种低成本、可耐400℃高温的铝合金，相较于其他类似合金可承受范围高出100℃至150℃，预计将大大减少铁路运输、航空和其他设备的重量和碳足迹。
而我国在碳中和和轻量化背景下，也在积极探索“以铝代钢”的发展模式，推动铝合金行业的发展。
一、铝合金行业市场规模由于铝合金耐高温、可循环利用、低成本等优点，近年来日益受到各个领域的广泛应用。
2017年铝合金行业市场规模为2011.18亿元，2020年增长至2765.53亿元。
预计2021年铝合金行业市场规模将达到2997.55亿元，2022年将进一步达到3318.34亿元。
近年来，我国铝合金产量持续增长。
2021年9月中国铝合金产量为93.5万吨，同比增长3%；2021年1-9月中国铝合金累计产量为835.4万吨，累计增长19.2%；2015-2020年中国铝合金产量逐年递增，2020年达到最高。
二、国内外铝合金材料发展及研究现状（一）国外铝合金材料发展及研究现状总体来看，工业发达国家铝合金材料开发与应用的历史时间长，基础好，研究积累雄厚，铝合金材料体系系统性强，产业技术水平较高。
尤其是美国、俄罗斯等工业强国较早开展了铝合金材料的研发工作，申请了大量的铝合金牌号，广泛应用于汽车、船舶、空天等领域，现已形成了一定程度的专利霸权。
在汽车领域，铝合金是实现汽车轻量化的重要材料。
在2XXX 系铝合金方面，美国的雷伊路菲公司和法国的西贝内公司相继开发了2036-T4、AU2G-T4铝合金板材，用于汽车车身。
在5XXX 系铝合金方面，美国铝业公司（ALCOA）开发了X5085-O、5182-O 等铝合金，用于车身内板。
在6XXX 系铝合金方面，美国研制了6009 和6010 车身铝合金板。
挪威海德鲁铝业公司[2] 在2018 年开发了HHS360 合金，抗拉强度比6082 合金提高了10.8%，达到360 N/mm2 ，伸长率达到10%；之后，该公司又在此基础上开发了HHS400 合金，抗压强度达到400 N/mm2 ，屈服强度不小于370 N/mm2 ，伸长率为8%，主要应用于汽车制造。
钛铝合金制备技术现状及新进展
钛铝合金制备技术现状及新进展钛铝合金作为一种具有高强度、轻质和优良耐腐蚀性能的合金材料，在航空航天、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。
为了满足不同领域的应用需求，钛铝合金制备技术的发展一直受到人们的。
本文将概述钛铝合金制备技术的现状及新进展。
目前，钛铝合金的制备主要采用熔炼和铸造等方法。
熔炼法是将钛和铝按照一定比例混合，在高温下熔化，然后进行浇铸、冷却和加工处理。
铸造法则是通过铸造设备将熔融的钛铝合金倒入模具中，冷却后得到所需形状和尺寸的铸件。
这些方法在生产实践中得到了广泛应用，但也存在一些不足之处，如成分控制不够精确、生产周期长、成本高等。
近年来，钛铝合金制备技术取得了许多新的进展。
随着材料性能的提升，钛铝合金的强度、硬度、耐腐蚀性能等得到了显著改善。
制备工艺方面也得到了很大的改进。
例如，真空熔炼技术可以有效地降低杂质含量，提高合金纯度；喷射沉积技术则可以实现快速凝固，提高生产效率。
一些新的生产设备和方法，如3D打印技术、离子注入技术等也在钛铝合金制备中得到了应用，进一步提高了生产效率和降低了成本。
随着钛铝合金制备技术的不断发展，其应用前景也越来越广阔。
在航空航天领域，钛铝合金可用于制造飞机和火箭等高速飞行器的结构件和发动机部件；在汽车领域，钛铝合金可用于制造轻量化、高强度的汽车零部件，提高汽车燃油效率和安全性；在机械制造领域，钛铝合金可用于制造高精度、高稳定性的机械设备和工具。
钛铝合金制备技术的发展对于提高合金材料性能、降低生产成本、推动相关领域的技术进步具有重要意义。
未来随着科学技术不断创新，钛铝合金制备技术有望在材料性能、制备工艺和生产效率等方面取得更多突破，为各领域的发展提供更强大的支撑。
粉末冶金是一种制备材料和零件的先进技术，具有近净成形、高密度、高性能等优点。
钛铝合金作为一种具有优异性能的新型材料，具有广阔的应用前景。
本文将综述粉末冶金制备钛铝合金技术的现状和展望。
在粉末冶金制备钛铝合金技术方面，相关文献和资料表明，目前主要有以下几种制备方法：机械合金化法：通过强力的机械搅拌将钛和铝粉末混合，然后进行热压烧结或热等静压处理得到钛铝合金。
高强铝合金的发展过程与现状
１３ ９ ９年 研制 的著名 的 Ｋ ｏ（ ． ％Ｚ ｓ ７ ５ ｎ一１ ５ ． ％Ｍｇ一 ％Ｃ 一０ ６ ２ ｕ ． ％Ｍｎ一０ ２ ％Ｃ ） ．５ ｒ合金 ， 其 ＝５ ０—５ ０ＭＰ 。同 ４ ５ ａ
期 ， 国研 制 了 Ｒ ７ （ ． ％Ｚ 一２ ７ 一０ ５ 英 Ｒ ７ ５ ３ ｎ ．Ｍｇ ． ％Ｍｎ ． ％Ｃ 一＜０ ５ ｒ 一０ ４ ｕ ． ％Ｃ 一＜０ ３ ｉ， ． ％Ｔ ） 稍后 又研 制 了铜含 量
对标 号 为 Ｚ ｎ６一Ｍｇ２ ｕ１的合金 规定 了成 分范 围。从 此 以后 ， 管 高强 韧 性 铝合 金 在 使 用 中遇 到 了 一定 的 一Ｃ 尽 困难甚 至遭致 某 些失 败 ， 但美 、 、 、 等 国一 直在 从 事 这 方 面 的研 究 。探 求 强 度 更 高 、 合 性 能 更 好 的 铝 合 苏 英 德 综 金 。如美 国 １ ９ 年研 制 的 ７ ５ （ ９１ ０ ５ 名义成 分 为 １ ８７ 一２Ｍｇ ． ｕ Ｅ Ｊ其杂 质 含 量 ： ｅ ． ５ Ｓ＜０ １ ， ． ｎ 一２ ３Ｃ ）１ ， ０ ｂ ＜０ １ ％， ｉ ． ％ 密 度为 ２ ８ ／： 。７ ５ 一 ７铝 合金 的典型 性 能是 ： ．５ ｃ２ ０ ５ ｎ ３ ％＝６ ０—６ ０ ４ ６ ａＫｉ－３ ａ 已用 于制 造 航 空 航 天 ， ｃ ３ＭＰ ｍｌ ￣
首先 在这 方 面进行 一 个 回顾 与展望 。
１ 高 强铝 合 金 的发 展过 程
自从德 国科 学 家 Ｗ ．ａ ｄｒ Ｋ． ｍｅ ｓｒ １ ２ Ｓｎｅ和 Ｌ ｉｅ 在 ９ ３—１２ ｓ ９ ６年 发 现 一Ｚ ｎ—Ｍｇ合 金 经淬 火 时效 后 具 有很 高 的强 度 以来 ［ 。各 工 业发达 国家先后 在 这 方面 进 行 了 大量 的研 究 。１ ２ １ ｊ ９ ５—１ ２ ９ ８年德 国试 验 了牌 号 为 “ 构 者 结
高强铝合金的发展及其材料的制备加工技术
高强铝合金的发展及其材料的制备加工技术摘要：国内外高强铝合金发展的理论基础及其材料的制备加工技术.针对大规格高性能铝合金材料的成分设计、熔炼、均匀化、固溶、淬火、预拉伸以及时效各工序的相关技术的研究热点和发展进行了介绍和讨论.并对我国该类铝合金及其发展和应用提出了建议.关键词：高强铝合金；铝合金结构材料；铝合金设计；铝加工高强铝合金具有密度低、强度高、热加工性能好等优点，是航空航天领域的主要结构材料.现代航空航天工业的发展，对高强铝合金的强度和综合性能提出了更高的要求.一、超高强铝合金的研究现状目前，对超高强铝合金的研究主要集中在两个方面：一方面是以合金化的手段开发新型合金。
即通过研究微量元素在铝合金中的作用，优化微量元素的添加量和添加工艺研制高性能铝合金，其典型代表是Al-Li合金；另一方面是以工艺手段对现有的铝合金进行改良，理论和实践都证明这种改良是有效的。
1.铝合全熔体净化技术。
研究事实表明：铝熔体的净化对于提高铝合金的性能，特别是断裂韧性十分有利。
铝熔体的净化可分为炉内净化和炉外净化两种方式。
炉内净化根据其净化机理可分为吸附净化和非吸附净化（真空处理）两大类。
炉外净化可分为在线除气、在线过滤和联合在线处理等方式。
目前，经先进的净化处理后，熔体中的氢含量可低于0。
1ml 100gAl，氧含量低于6ppm，钠含量低于2ppm，非金属夹杂物<5μm。
2.铝合全的强韧化技术。
从理论上说，用工艺手段提高金属的强度有两条途径，第一条是完全消除金属内部的位错和其它缺陷，使它的强度接近其理论强度（己经证明完整晶体屈服强度的理论值比实测值高出千倍以上）。
但目前这样做还相当困难。
另一条就是在晶体中引入大量的缺陷，以阻碍位错的运动（己经证明金属的塑性变形是位错的运动造成的）提高金属的强度。
例如采用固溶强化、细晶强化、第二相强化（沉淀强化、弥散强化）和应变强化等。
值得注意的是有效地综合利用这些强化手段，也可以从另一方面接近于金属的理论强度，例如在铁和钛中可以达到理论强度的38%。
铝合金结构研究现状简述
参考内容
内容摘要
混凝土柱在建筑行业中具有举足轻重的地位，作为主要的承重结构，其安全 性、稳定性和耐久性直接关系到建筑物的使用寿命和人们的生命财产安全。然而， 传统的混凝土柱在遇到强大的地震作用时，容易出现脆性破坏，影响结构的安全 性。因此，寻找一种能够提高混凝土柱抗震性能的加固方法成为了研究的热点。 其中，FRP（纤维增强塑料）约束混凝土柱因其具有的高强度、高韧性、耐腐蚀 等特点，日益受到了人们的。
内容摘要
目前铝合金空间网格结构研究已经取得了一定的进展，但在设计理论、制作 工艺和应用前景方面仍存在一些关键问题需要解决。随着科技的不断发展和新材 料、新工艺的不断涌现，我们有理由相信，在不久的将来，铝合金空间网格结构 将会在更多领域得到广泛应用，同时其研究也将取得更大的突破。
内容摘要
总之，铝合金空间网格结构作为一种具有优异性能的结构形式，在航空航天、 建筑、车辆等众多领域具有广泛的应用前景。但要实现其广泛应用，还需要在设 计理论、制作工艺和应用前景等关键问题上取得突破。因此，加强铝合金空间网 格结构的研究和开发，对于推动相关领域的技术进步和产业发展具有重要的意义 和价值。
铝合金结构研究现状简述
目录
01 铝合金结构研究现状 及未来发展趋势
02
一、铝合金结构研究 发展历程
03
二、铝合金结构研究 现状
04 三、结论与展望
05 参考内容铝合金结构研究现及未来发展 趋势铝合金结构研究现状及未来发展趋势
铝合金结构材料作为一种轻质、高强、耐腐蚀的金属材料，在工业和科技领 域得到了广泛应用。随着科学技术的发展，铝合金结构研究也在不断深入，本次 演示将简要介绍铝合金结构研究的发展历程、当前研究现状、存在的问题以及未 来发展趋势和可能的研究方向。
高强度铝合金压铸材料开发与应用前景分析
高强度铝合金压铸材料开发与应用前景分析高强度铝合金压铸材料是一种重要的金属材料，具有优良的机械性能、耐热性和耐腐蚀性，广泛应用于汽车、航空航天、船舶等工业领域。
本文将从压铸材料的开发、应用前景以及存在的问题等方面进行分析。
首先，高强度铝合金压铸材料的开发具有巨大的潜力。
目前，随着汽车工业的快速发展，对材料性能的要求也越来越高。
铝合金作为一种轻量化材料，可以有效降低车身总重，提高燃油经济性，并且具有良好的回收利用性。
因此，开发高强度铝合金压铸材料，既可以满足汽车轻量化的需求，又可以降低生产成本，提高资源利用效率。
其次，高强度铝合金压铸材料在汽车工业中具有广阔的应用前景。
传统的铸造方法由于材料密度不均匀，无法满足汽车零部件对尺寸、形状和性能的高要求。
而压铸工艺可以使铝合金材料的密度均匀，使其具有较高的强度、硬度和耐腐蚀性。
因此，高强度铝合金压铸材料在汽车零部件制造中被广泛应用，如发动机外壳、悬挂系统和传动系统等。
此外，高强度铝合金压铸材料在航空航天领域也具有重要的应用前景。
航空航天工业对材料性能的要求非常严格，要求材料具有轻质、高强、抗疲劳、抗腐蚀等特点。
高强度铝合金压铸材料能满足这些要求，因此被广泛应用于航空航天部件的制造，如飞机机身、发动机壳体等。
同时，航空航天领域对材料的品质控制要求也非常高，铝合金压铸材料具有材料组织均匀、成型准确等优点，可以保证部件的质量和安全性。
然而，高强度铝合金压铸材料在开发和应用过程中仍存在一些问题。
首先，铝合金材料的熔点较低，熔化后容易发生氧化，因此需要在熔炼和浇铸过程中注意控制温度和气氛，以避免材料氧化造成杂质。
其次，由于压铸过程中液态金属在模具中冷却成型，容易产生内部应力和缺陷，影响材料的性能。
因此，需要优化压铸工艺，并通过热处理等方式消除材料中的内应力。
此外，高强度铝合金压铸材料的成本较高，需要进一步降低成本，提高生产效率，以推动其广泛应用。
综上所述，高强度铝合金压铸材料具有良好的机械性能和耐腐蚀性，具备广阔的应用前景。
2023年高强铝合金材料行业分析报告及未来五至十年行业发展报告
高强铝合金材料行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录序言 (4)一、高强铝合金材料业数据预测与分析 (4)(一)、高强铝合金材料业时间序列预测与分析 (4)(二)、高强铝合金材料业时间曲线预测模型分析 (5)(三)、高强铝合金材料行业差分方程预测模型分析 (6)(四)、未来5-10年高强铝合金材料业预测结论 (7)二、2023-2028年高强铝合金材料业市场运行趋势及存在问题分析 (7)(一)、2023-2028年高强铝合金材料业市场运行动态分析 (7)(二)、现阶段高强铝合金材料业存在的问题 (8)(三)、现阶段高强铝合金材料业存在的问题 (8)(四)、规范高强铝合金材料业的发展 (10)三、高强铝合金材料行业（2023-2028）发展趋势预测 (10)(一)、高强铝合金材料行业当下面临的机会和挑战 (10)(二)、高强铝合金材料行业经营理念快速转变的意义 (11)(三)、整合高强铝合金材料行业的技术服务 (12)(四)、迅速转变高强铝合金材料企业的增长动力 (12)四、高强铝合金材料企业战略目标 (13)五、高强铝合金材料企业战略选择 (13)(一)、高强铝合金材料行业SWOT分析 (13)(二)、高强铝合金材料企业战略确定 (14)(三)、高强铝合金材料行业PEST分析 (14)1、政策因素 (14)2、经济因素 (15)3、社会因素 (16)4、技术因素 (16)六、关于“十四五”高强铝合金材料业发展战略规划的建议 (17)(一)、高强铝合金材料业“十四五”战略规划简介 (17)1、高强铝合金材料业的社会化 (17)2、大规模的高强铝合金材料业 (18)(二)、“十四五”期间高强铝合金材料业的市场应用方向 (18)(三)、十四五”期间高强铝合金材料业的发展重点 (19)七、高强铝合金材料行业“专业化能力”对盈利模式的影响分析 (19)(一)、高强铝合金材料企业盈利模式运作的关键 (19)1、”专业化能力“对高强铝合金材料行业的重要性 (20)(二)、怎样培养高强铝合金材料行业的业务能力 (20)八、高强铝合金材料成功突围策略 (21)(一)、寻找高强铝合金材料行业准差异化消费者兴趣诉求点 (21)(二)、高强铝合金材料行业精准定位与无声消费教育 (22)(三)、从高强铝合金材料行业硬文广告传播到深度合作 (22)(四)、公益营销竞争激烈 (23)(五)、电子商务提升高强铝合金材料行业广告效果 (23)(六)、高强铝合金材料行业渠道以多种形式传播 (23)(七)、强调市场细分，深耕高强铝合金材料产业 (24)九、高强铝合金材料产业投资分析 (24)(一)、中国高强铝合金材料技术投资趋势分析 (24)(二)、大项目招商时代已过,精准招商愈发时兴 (25)(三)、中国高强铝合金材料行业投资风险 (25)(四)、中国高强铝合金材料行业投资收益 (26)十、高强铝合金材料行业多元化趋势 (27)(一)、宏观机制升级 (27)(二)、服务模式多元化 (27)(三)、新的价格战将不可避免 (27)(四)、社会化特征增强 (28)(五)、信息化实施力度加大 (28)(六)、生态化建设进一步开放 (28)1、内生发展闭环,对外输出价值 (28)2、开放平台,共建生态 (29)(七)、呈现集群化分布 (29)(八)、各信息化厂商推动高强铝合金材料发展 (30)(九)、政府采购政策加码 (30)(十)、个性化定制受宠 (31)(十一)、品牌不断强化 (31)(十二)、互联网已经成为标配“风生水起“ (31)(十三)、一体式服务为发展趋势 (32)(十四)、政策手段的奖惩力度加大 (32)十一、未来高强铝合金材料企业发展的战略保障措施 (33)(一)、根据公司发展阶段及时调整组织结构 (33)(二)、加强人才培养和引进 (34)1、制定总体人才引进计划 (34)2、渠道人才引进 (35)3、内部员工竞聘 (35)(三)、加速信息化建设步伐 (36)序言依据编者的深度调查分析及专业预测,本次行业报告将从下面九个方面全方位对高强铝合金材料行业过去的发展情况进行详细的研究与分析,并将对高强铝合金材料行业进行专业的未来发展趋势预测,还将对高强铝合金材料行业前景进行展望及提出合理化的建议。
纵观国内外高强铝合金的发展
纵观国内外高强铝合金的发展超高强度铝合金是以Al、Zn、Mg、Cu系（简称7xxx系）为主的可热处理强化的铝合金。
它具有高强度和硬度、良好的热加工性、优良的焊接性能、较好的耐腐蚀性能和较高的韧性等优点，宜做承受较大的结构材料，广泛应用于航空航天领域。
一、国外7xxx系高强铝合金的发展7xxx系高强铝合金的发展可以追溯到20世纪20年代，德国科学家SanderW和MeissnerKL发现Al、Zn、Mg合金经淬火、时效后具有很高的强度。
以此为基础，发展出了后来的7000系铝合金。
1943年美国开发出了可实际应用的7075合金，并第一次应用于B 29型轰炸机上，曾给飞机结构和性能带来了革命性变化，同时也为超高强铝合金的飞速发展奠定了基础。
1968年，在7001合金的基础上，通过降低Cu和Cr的含量，增大Zn/Mg比值等手段来提高韧性和抗应力腐蚀性能，研制出7049合金。
1969年开发成功7000系中断裂韧性最高的7475合金，该合金除了成分差别外，加工工艺也有所改变，通过调整晶粒度、均匀性、E 相（Al12Mg2Cr）的尺寸和质点间距，使其韧性得到改善。
1971年，以7075合金为基础，通过增加Zn和Cu 含量、调整Cu/Mg比值来提高强度，并添加Zr代替Cr克服淬火敏感性和调整晶粒尺寸，美国开发出了强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能较高的7050合金和7150合金。
20世纪80年代，美国铝业公司在7150的基础上，进一步降低Fe，Si，Mn等杂质元素的含量，提高Zn/Mg比值，耗资数十亿美元研制成功了号称王牌铝合金的7055合金，并于1993年申请专利。
7055 T77等热处理状态的制品强度比7150 T6状态高10%以上，比T7075 T6状态高25%以上，使其在保证材料具有高强度的同时又具有优良的综合性能，目前7055 T77已用于波音777客机的上翼蒙皮、机翼桁条。
随着快速凝固/粉末冶金（RS/PM）制备技术的发展，快凝技术逐渐被引入高强铝合金的研究。
超高强铝合金研究进展
3教育部科学技术研究重点项目资助(105055) 王洪:男,1966年生,博士研究生 Tel :024********* E 2mail :f137********@超高强铝合金研究进展3王 洪,付高峰,孙继红,李兴杰,姜 澜(沈阳东北大学材料与冶金学院,110004) 摘要 超高强铝合金具有很高的强度和韧性,是航空航天领域极具应用前景的结构材料。
评述了超高强铝合金的国内外发展情况,论述了铝合金的强化技术和方法,并就今后的研究开发提出了建议。
关键词 超高强铝合金 强韧化 热处理Present R esearch and Developing T rends of U ltra High Strength Aluminum AlloysWAN G Hong ,FU Gaofeng ,SUN G ihong ,L I Xingjie ,J IAN G Lan(School of Materials and Metallurgy ,Northeastern University ,Shenyang 110004)Abstract Possessing high strength and toughness ,ultra high strength aluminum alloy is a kind of structuralmaterial ,which can be applied widely in the aviation and aerospace fields.Based on a tremendous amount of literature ,this paper introduces the development and applications of ultra high strength aluminum alloys ,as well as key mecha 2nism of strengthening aluminum alloy.Additionally ,some suggestions for the f uture exploration of the high strength aluminum alloys are made.K ey w ords ultra high strength aluminum alloy ,strengthening and toughening ,heat treatment 超高强铝合金是20世纪60年代以航空航天用材为背景研制并发展起来的一类高性能铝合金材料[1～3]。
铝合金趋势
铝合金趋势铝合金趋势是指铝合金在未来发展中的方向和变化趋势。
目前，铝合金已经广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑、电子、包装等领域，并且在这些领域中有着良好的发展前景。
未来，铝合金的发展趋势主要包括以下几个方面。
首先，铝合金将继续向高强度、高性能的方向发展。
随着人们对产品质量和性能要求的不断提高，对材料强度和性能的要求也越来越高。
铝合金作为一种轻质材料，具有良好的强度和耐腐蚀性能，因此在高强度、高性能应用领域有着广泛的应用前景。
目前已经出现的几种高强度铝合金，如超高强度铝合金和超塑性铝合金，已经在航空航天领域取得了重要的应用。
其次，铝合金将朝着多功能、多用途的方向发展。
随着科技的不断发展，人们对产品的需求不再仅仅局限于单一的功能和用途，而是希望一个产品能够同时具备多种功能和用途。
铝合金作为一种可塑性材料，可以通过复合、涂层等方式，使其具备各种不同的功能和用途。
比如，通过改变合金组织和表面处理，可以使铝合金具有良好的导热性能、导电性能、自润滑性能等特点，从而在电子、汽车等领域发挥更多的作用。
再次，铝合金将继续朝着环保和可持续发展的方向发展。
随着全球环保意识的增强和资源短缺的压力，人们对材料的环保性和可循环利用性的要求越来越高。
铝合金作为一种可循环利用的材料，在环保和可持续发展领域具有独特的优势。
铝合金的回收利用率已经非常高，而且通过再生铝制造过程所需的能源和二氧化碳排放较低，对环境的影响比较小。
因此，未来铝合金的发展将更加注重环保和可持续发展。
最后，铝合金将继续朝着高性价比的方向发展。
随着全球经济的不断发展和竞争的加剧，人们对产品的价格和性能的要求也越来越高。
铝合金作为一种轻质材料，具有良好的强度和耐腐蚀性能，而且在制造和加工过程中的成本相对较低，因此具有较高的性价比。
未来，铝合金将继续降低制造成本，提高产品的性能，以满足人们对高性价比产品的需求。
综上所述，铝合金未来的发展趋势将主要体现在高强度、高性能、多功能、环保可持续、高性价比等方面。
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IM 挤压材 B96
MPa 617 650 620 705 662 648 572 605 648 607 545 613 586 606 675 614 683
MPa 568 610 590 681 641 614 503 540 634 572 476 565 524 579 640 600 580 635
收稿日期: 2005- 11- 20; 修订日期 : 2006- 03- 01 作者简介: 王
,
其强度相 当于 IM/ 7075 T 6, 耐腐蚀 性相当 于 IM/ 7075 T73。 1992 年, 日本住友轻金属公司采用真空 平流制粉、后续真空压实烧结工艺 , 在实验室制备 出
b
达 700 MPa 以上的超高强铝合金 , 将铝合金
/ % 5 8 10 13 10 12 11 11 11 12 14 12 13 14 10 13 12 12
K IC/ MPa m 57( KC) 109( KC) 27 33 30 28. 6 29 27 22 38 44
/ ( g cm - 3) 2. 90 2. 89 2. 87 2. 89 2. 85 2. 82 2. 80 2. 83 2. 85 2. 82
[ 7, 8]
,
宜做承受较大的结构材料 , 广泛应用于航 空航天
1
1. 1
高强铝பைடு நூலகம்金的发展
国外 7xxx 系高强铝合金的发展 7xxx 系高强铝合金的发展可以追溯到 20 世纪
20 年代 , 德国科学家 Sander W 和 Meissner K L 发现 Al Zn Mg 合金经淬火、 时效后具有很高的强度。以 此为基础 , 发展出了后来的 7000 系 铝合金。1943 年美国开发出了可实际应用的 7075 合金 , 并第一 次应用于 B 29 型轰炸机上, 曾给飞机结构和性能 带来了革命性变化 , 同时也为超高强铝合 金的飞 速发展奠定了基础。1968 年 , 在 7001 合金的基础 上, 通过降低 Cu 和 Cr 的含量, 增大 Zn/ Mg 比值等 手段来提高韧性 和抗应力腐蚀性能, 研制出 7049 合金。1969 年开发成功 7000 系中断裂韧性最高的 7475 合金 , 该合金除了成分差别外 , 加工工艺也有 所改 变, 通 过 调 整 晶 粒 度、均 匀 性、E 相 ( Al12 Mg2 Cr) 的尺 寸和 质点 间距 , 使其 韧性 得 到改 善。 1971 年 , 以 7075 合金为基础 , 通 过增加 Zn 和 Cu
T77 方向进展 ; 在合金设 计方面的特
点 是合金化程度越来越高 , Fe 和 Si 等杂质含量越来越低 , 微量过渡族元素添加越来越合理。改进合金成分、改善合金制备工艺和开发新型的 热处理工艺是提高超高强铝合金性能的重要发展方向和途径。
关键词 : 超高强铝合金 ; 7xxx 系铝合金 ; 热处理 ; 强韧化 中图分类号 : TG146 2 文献标识码 : A 文章编号 : 0258- 7076( 2006) 02- 0197- 06
B96 1 T2 B96 3 T2 7A55 7055 T77 7155 T77 IM 板材 7075 T651 7178 T651 7055 T77 7150 T77 锻件 IM PM 7075 T7354 7090 T7E80 7091 T7E78 CW67 T7X2 PM 挤压件 7090 T6511 CW67 T7X1 7064 T6
包括几个阶段。超高强铝合金的时效过程 一般按 以下几种方式进行 渡相 ) ( 平衡相 ) T ( 高温时效 形核 T ( 平衡相 )
[ 15~ 17]
述某种 GBP 的作用。因为即使同一种合金在同样 的热处理制度下, GBP 的大 小和形态也会因 晶界 不同而出现较大的差异。但有一点已得到材 料理 论专家们的认可, 即 : 连续网状分布的 GBP 对合金 的性能最为不利。 对于 SCC 敏感性来说 , 如果用阳 极溶解来解释开裂过程, 则连续分布的 GBP 很容 易促进活化 钝化或钝化 再活化过程。同样 , 用氢 脆的机理来解释 SCC 现象也会得出这种 GBP 结构 可提高合金的 SCC 敏感性的结论。 2. 2. 3 晶界无析出带 ( PFZ) 对合金性能的影响 凡出现沉淀现象的合金都有毗连晶界的无析出带 ( PFZ) , 现有两种机制解释晶界无析出带形成的原 因。较早提出的是贫溶质理论, 这种机制认为 , 晶 界处脱溶较快, 因而较早地析出脱溶相 , 脱溶相析 出时吸收了附近的溶质原子 , 使周围基体溶 质贫 乏而无法再析出脱溶相, 造成无析出带。另一种理 论为贫空位机制 , 这种机制认为, 淬火获得的过饱 和空位是不稳定的, 在冷却、停放和随后的再加热 时, 空位容易滑入晶界和其他缺陷处, 结果形成从 晶内到晶界的空位浓度梯度。空位有利于脱 溶相 形核, 有利于原子扩散 , 促进晶核扩散式生长 , 因 此, 当晶界附近空位浓度低于一定值时 , 脱溶相不 易生成 , 在一定条件下就造成贫空位的无析出带。 一般认为, 贫溶质和贫空位机制均会对形成 无析 出带作出贡献。高温时效以贫溶质机制为主, 低温 时效时则主要为贫空位机制。PFZ 的宽度按热处理 情况变化, 固溶处理温度较高和淬火速率较 快这 两者都增加过剩空位含量 , 时效温度较低时 , PFZ 比较窄。目前对晶界无析出带的利弊尚无定论 , 不 过从力学性能和抗蚀性方面来看 , 还是希望 缩小 或消除晶界无析出带。
表 1 部分超高强度铝合金典型性能的对比 Table 1 Mechanical properties of some ultra high strength a luminum alloys
材料 型号 T1
b/ 0. 2/
。目前在
普通 7xxx 系铝合金的生产和应用方面已进入到实 用化阶段, 合金主要包括 7075, 7175 等, 其产品用 于各种航空航 天器的 结构 件。20 世 纪 90 年代 中 期, 北京航空材料研究所采用常规半连续铸 造法 试制成功了 7A55 超高强铝合金及强度更高的 7A60 合金, 东北轻合金有限责任公司近来采用传 统方 式成功生产出轧 制板材用 7055 方 铸锭。近年 来, 在国家攻关和 863 高技术项目的支持下, 北京有色 金属研究总院和东北轻合金有限责任公司开展了 仿俄罗斯 B96 合金成分的超高强 7xxx 系铝合金以 及具有更高锌含量的喷射成形超高强铝合金的研 制开发工作, 分别采用喷射沉积和半连续铸 造工 艺, 制成了各种尺寸的( 模) 锻件、棒材及无缝管材 等, 合金的抗拉强度已分别达到 800~ 830 MPa 和 630~ 650 MPa, 延伸率分别达到 8% ~ 10% 和 4% ~ 7% , 基 本 上 达 到 了 国 外 90 年 代 中 期 的 水 平[ 12~ 14] 。同时, 东北大学等单位进行了低频电磁 半连续铸造高合 金化超高强铝 合金的研究工 作, 目前已开发出具有自己独立知识产权的低频电磁 半连续铸造技术。
[ 11]
为 760~ 810 MPa,
为 8% ~ 13%
的新一代超高强铝合金 , 用于制造交通运 输领域 的结构件及其他要求强度高、抗腐蚀性能 强的高 应力结构件。表 1[ 10] 列出了它们的典型性能, 从表 中可以看出 , 这些 PM 合金 ( 尤其是 CW67) 与普通 高强度铝合金 ( 如 7075) 相 比, 综合 性能有较大提 高。 目前, 上述 PM/ 7000 系合金还 未投入批 量使 用。PM/ 7090 及 PM/ 7091 在 实 用 实 验 阶 段 代 替 7175 合金和 7075 合金做 B757 飞机 主起落架中的 部件, 减重达 15% ~ 19% 。PM/ CW67 现已进入开 发的最终阶段, 其制成的前缘襟翼和前部 大梁已 进行了飞行试验。 综上所述, 国外超高强 铝合金研制基 本上是 沿着高强度、 低韧性 则是沿着 T 6 T 73 高强度、高韧性 高强度、 高韧性、耐腐蚀方向发展; 随之的热处理状态开发 T76 T 736( T 74) T77 方向进 展 ; 在合金设计方面的 特点是合金化程 度越来越
2
2. 1
超高强铝合金的强韧化处理机制 及研究现状
沉淀方式 、序列及沉淀相 世界各国的材料工作者利用各种 探测技术对
7091 T6E192 640
Al Zn Mg Cu 系合金的时效沉淀序列进行了详细的 研究。过饱和固溶体的完全分解往往是复杂的 , 需
2期
王
涛等
高强变形铝合金的研究现状和发展趋势
199
b
高, Fe 和 Si 等杂质含量越来越低 , 微量过渡族元 素添加越来越合理 , 最终在大幅度提高强度 的同 时保证合金具有优良的综合性能。 1. 2 国内 Al Zn Mg Cu 系高强铝合金的发展 国内超高强铝合金的 研究开发起步 较晚。我 国航空工业和其他国防工业大量应用的高强度铝 合金主 要仍为 类似于 B95 和 7075 合金的 LC4 及 LC9; 对 7050 等高强度铝合金进行研究 , 大多仍着 眼于提高合金的韧性及抗腐蚀性能 , 而它们 的强 度则大多仍维持在 7075 T6 的水平上 , 甚至还有不 同程度的降低。为了进一步提高合金强度 , 充分发 挥高强度合金的减重潜力, 20 世纪 80 年代初 , 东 北轻合金有限责任公司和北京航空材料研究所开 始研制 Al Zn Mg Cu 系高强高韧铝合金
第 30 卷 第 2 期 Vol. 30 . 2
稀
有
金
属
CHINESE JOURNAL OF RARE METALS
2006 年 4 月 Apr. 2006
高强变形铝合金的研究现状和发展趋势
王 涛 , 尹志民
1* 2
( 1. 东北轻合金有限责任公司 , 黑龙江 哈尔滨 150060; 2. 中南大学 , 湖南 长沙 410083)
超高 强 度铝 合金 是 以 Al Zn Mg Cu 系 ( 简 称 7xxx 系) 为主的可热处理强化的铝合金。它具有高 的比强度和硬度、良好的热加工性、优良的焊接性 能、较好的耐腐蚀性能和较高的韧性等优点 领域。