耐热铝合金的发展及应用
铝合金应用手册(3篇)
第1篇第一章:概述1.1 铝合金的定义与特点铝合金是以铝为基础,加入其他元素制成的合金。
与纯铝相比,铝合金具有更高的强度、硬度和耐腐蚀性,同时保持了铝的轻质、导电、导热等优良性能。
铝合金广泛应用于航空、汽车、建筑、电子、包装等行业。
1.2 铝合金的分类铝合金按照合金元素的不同,可以分为以下几类:(1)纯铝:包括工业纯铝、半纯铝等。
(2)铝铜合金:包括铝青铜、铝黄铜等。
(3)铝镁合金:包括铝镁硅、铝镁锰等。
(4)铝硅合金:包括铝硅铜、铝硅镁等。
(5)铝锌合金:包括铝锌镁、铝锌锰等。
(6)铝锂合金:包括铝锂镁、铝锂铜等。
1.3 铝合金的应用领域铝合金因其优异的性能,广泛应用于以下领域:(1)航空航天:铝合金是航空航天工业的主要材料,用于制造飞机、火箭、卫星等。
(2)汽车制造:铝合金在汽车制造中的应用越来越广泛,如车身、发动机、悬挂系统等。
(3)建筑行业:铝合金门窗、幕墙、铝质装饰材料等在建筑行业中得到广泛应用。
(4)电子电器:铝合金在电子电器领域的应用主要体现在散热器、连接器、机壳等方面。
(5)包装行业:铝合金易加工、耐腐蚀,在包装行业得到广泛应用,如易拉罐、饮料瓶等。
第二章:铝合金加工工艺2.1 铝合金的熔炼铝合金的熔炼是生产过程中的关键环节,主要包括以下步骤:(1)准备熔炼设备:如熔炼炉、搅拌器等。
(2)准备原材料:按照配方要求,准备好铝锭、合金元素等。
(3)熔炼:将原材料放入熔炼炉,加热至熔化温度,进行搅拌、过滤等操作。
(4)合金化:在熔炼过程中,加入合金元素,调整成分。
(5)浇注:将熔化的合金倒入模具中,冷却固化。
2.2 铝合金的铸造铝合金的铸造是将熔化的合金倒入模具中,冷却固化成型的过程。
铸造方法包括:(1)砂型铸造:适用于形状复杂的零件。
(2)金属型铸造:适用于形状简单、精度要求较高的零件。
(3)压铸:适用于薄壁、复杂形状的零件。
2.3 铝合金的锻造铝合金的锻造是将加热后的合金在压力作用下,改变其形状和尺寸的过程。
耐热铝合金导线的发展和应用
耐热铝合金导线的发展和应用摘要:介绍了耐热铝合金导线的特点,生产工艺及应用情况,同时指出了研发新型耐热铝合金导线需注意的技术问题。
关键词:耐热铝合金高强度高导电率0 引言应用研究表明[1,2],采用耐热铝合金导线的新建线路既可以大幅增加线路的输送容量,同时较普通导线线路可以节省5%~8%的投资。
由于耐热铝合金导线在超高压线路和大跨越线路上运行效果良好,因此其已经被广泛采用。
使用较为广泛的耐热铝合金导线按导电率分主要有58%、60%、55%iacs等几档[3]。
1 耐热铝合金生产工艺目前,耐热铝合金导线的生产主要采用连铸连轧技术。
生产工艺如下:①选料:材料的al含量应该大于99.5%。
②添加合金元素:zr元素可以细化晶粒,提高合金的抗蠕变性能[4]和力学性能等[5,6],但会降低导电率;ti元素可细化晶粒;fe、mg、si等元素可提高合金强度。
③浇注工艺:为去除杂质,铝液在进入浇包前需进行过滤[7]。
浇注时需调整冷却方式和铸造速度以获得均匀的组织,防治缩孔、开裂、冷隔等铸造缺陷[8]。
④均匀化处理:为使导线获得高强度、强耐热性和高电导率[9],zr需以zral3弥散质点均匀的分布在晶粒内部。
⑤轧制:通过轧制使金属的形状、尺寸和性能发生改变[10]。
⑥拉制:轧制铝合金线材经过模具,使其长度增大、截面积减小的拉伸加工过程[11]。
⑦人工时效处理:时效处理可以提高合金的强度和导电率[12],同时析出适量的第二相,可以有效地增加蠕变裂纹扩展抗力[13]。
⑧绞制:通过盘式或笼式绞线机将多根耐热铝合金单线与钢芯(钢绞线)绞制成钢芯耐热铝合金导线。
2 生产耐热铝合金导线的技术问题2.1 添加zr对导电率的影响。
添加zr会降低合金的导电率,因此为了提高导电率,应采用适当的热工艺使使zr以al3zr析出质点的形式存在,减少α(al)固溶体。
2.2 导线的蠕变。
蠕变是通过晶内切变、位错运动和迁动实现的。
在导线的生产工艺中,采用热处理工艺除了可以提高其强度、导电率、耐热性外,还可以提高其抗蠕变性能。
耐热铝合金研究进展
温度 和载 荷 ( 态和 静 态 ) 动 的长 时 间作 用 下 , 有抗 塑 具 性 变形 ( 变 )和破坏 能力 及导热 性好 和密 度低 等特 蠕 点 。在 兵器 、 船舶 、 航空 、 天 、 车等行 业得 到广泛 应 航 汽 用 , 坦 克装 甲车辆 发 动机 的 活塞 、 套 、 杆 、 如 缸 连 箱体 、 缸 盖 , 弹壳 体 、 翼 、 导 尾 航空 发 动机 汽缸 、 片 、 叶 飞机 蒙 皮等 。 未来 装 甲车辆 的发展 目标是 轻 量化 、 高机动 和快 速突击 , 采用 高功 率 、 高密度 发动 机是 实现这 一发 展 目
第3 3卷 第 2期
2 1 0 0篮
兵器 材 料 科 学 与 工 程
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3月
Байду номын сангаас
耐热铝合金研究进展
究 进 展 , 点 介 绍 合 金 元 素 对 铝 合 金 耐 热性 的影 响 ; 固溶 强 化 、 散 强 化 、 剩 相 强 化 和 晶 界 强 化 几 个 方 面 介 绍 了耐 热 重 从 弥 过
铝 合 金 的 强 化 机 理 ; 展 望 耐 热 铝合 金 的发 展 趋 势 。 并
关键 词 耐 热 铝合 金 ; 化 机制 ; 述 ; 散 强 化 ; 强 综 弥 固溶 强化
^bs It t c He t eitn l miu aly a e nu e d l nod a c .eop c n uo t eid s yfrtee c l n 瑚 a— ssa tau n m l sh db e s dwieyi r n n e a rsa ea da tmoi u t o x el t r o v n r h e
激光粉末床熔融增材制造耐热铝合金的研究进展
激光粉末床熔融增材制造耐热铝合金的研究进展目录1. 内容描述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的 (3)1.3 研究意义 (4)1.4 国内外研究现状 (6)2. 激光粉末床熔融增材制造技术基础 (7)2.1 激光粉末床熔融增材制造原理 (9)2.2 激光粉末床熔融增材制造工艺 (10)2.3 激光粉末床熔融增材制造设备 (11)3. 耐热铝合金材料特性及制备方法 (12)3.1 耐热铝合金材料分类与性能 (14)3.2 耐热铝合金材料制备方法 (15)3.3 耐热铝合金材料的组织与性能表征 (17)4. 激光粉末床熔融增材制造耐热铝合金的工艺参数优化 (18)4.1 激光功率控制策略 (20)4.2 送粉量控制策略 (21)4.3 扫描速度控制策略 (23)4.4 气体流量控制策略 (24)5. 耐热铝合金激光粉末床熔融增材制造过程中的缺陷分析与控制.25 5.1 缺陷类型与成因分析 (27)5.2 缺陷产生的影响与控制方法 (29)5.3 缺陷检测与评价方法 (30)6. 耐热铝合金激光粉末床熔融增材制造的应用研究 (33)6.1 零件结构设计与优化 (35)6.2 零件性能预测与评估 (36)6.3 零件表面质量控制技术研究 (38)7. 结果与讨论 (39)7.1 工艺参数对耐热铝合金激光粉末床熔融增材制造性能的影响407.2 缺陷类型及其对产品质量的影响 (44)7.3 应用研究结果分析与讨论 (45)8. 结论与展望 (46)8.1 主要研究成果总结 (48)8.2 存在问题及展望未来研究方向 (49)8.3 对工业生产及应用的启示 (51)1. 内容描述本论文综述了激光粉末床熔融增材制造技术在耐热铝合金制备中的应用及研究进展。
激光粉末床熔融技术是一种基于高能激光束将金属粉末逐层熔化并凝固成形的先进制造工艺,具有设计灵活、生产效率高和材料利用率高等优点。
耐热铝合金作为一种在高温环境下具有优良性能的材料,在航空航天、汽车制造等领域具有重要的应用价值。
耐热铝合金导线在实际工程中的应用
图 1 厂 口变 布 置 示 意 图
F g 1 La o td a n ft e Ch ng o u sa in i. y u r wi g o a k u s b t t h o
1 变电站 出线概况
290A, 2 而新建 的50k 和 ~厂 口 I 0 V仁 I回线 路 采 用 的是 6L J一30 4 xG 0 /0导 线 ,其 输 送 容 量 达 到
第2 7卷第 1 期 1
21 0 1年 1 1月
电
力
科
学
与
工
程
Vo. 7, o 1 12 N . 1
No .2 v, 01 1
Elc rc P we ce c n g n e n e ti o r S in e a d En i e r g i
耐 热 铝 合 金 导 线 在 实 际工 程 中 的应 用
收 稿 日期 :2 1 0 0 1— 7—1 。 5
作者简介 :徐 大成 (9 3一 ,男 ,工程师 ,研究方 向为超 、特高压交直流送 电线路 电气设计 ,Ema :x dceg sp 18 ) - i u ahn @ce— l
碳纤维复合芯软铝(耐热铝合金)绞线在电网输电线路的应用
10
三 架线施工和安装的特殊工艺
One
由于碳纤维应用的是软铝,所以要着重说明的是, 储运和吊装过程中,导线的表面绝对要避免接触地面。可 以在地面上铺上纸,或者其他材料来避免铝线着地。导线 表面不能被磕损,导线应该能够通畅地从滑轮槽通过。
8
二 碳纤维复合芯导线技术特性
表1 各种导线力学特性
导线型号
LGJQ-400
2XLGJ300/25
JRLX/T310
ห้องสมุดไป่ตู้
JRLX/T -361
NRLH60/LB14400/35
计算拉断力(N)
105110
2X79230
103130
122245
113340
安全系数
2.5
2.5
2.5
2.9
2.7
最大使用应力 (N )
JRLX/T-360 碳纤维复合芯导线和NRLH60/LB14-400/35 在60℃左右时,即可达到2XLGJ-300/25导线经济输送容量; JRLX/T-310 碳纤维复合芯导线在70℃时可达到2XLGJ300/25导线经济输送容量。对JRLX/T-361和NRLH60/LB14400/35导线而言,分别在180℃和150℃运行时,既可达到 2XLGJ-300/25导线极限输送容量;对JRLX/T-310在150℃和 180℃运行时,可以达到2XLGJ-300/25导线极限输送容量的 82%和90%。
线路名 称
大青甲 大青乙 大青丙
电压等级 (千伏)
铝合金的名词解释
铝合金的名词解释铝合金是指以铝为主体的合金,通过调配不同比例的合金元素,如铜、锰、镁、锌等,在一定的工艺条件下,经熔炼、铸造或加工而成的材料。
铝合金因其优良的性能和广泛的应用领域,成为现代工业中一种重要的材料。
1. 铝合金的特点铝合金具有以下几个特点:1.1 轻质高强度:铝合金的密度比钢轻1/3,因此在汽车、航天航空等领域得到广泛应用。
同时,铝合金的抗拉强度也较高,能够满足各种工程要求。
1.2 耐腐蚀性能好:铝合金表面具有一层致密的氧化铝膜,能够防止氧气、水、酸、碱等腐蚀介质的侵蚀,在海洋环境和工业大气环境中也能表现出良好的耐久性。
1.3 良好的导电性和导热性:铝合金具有优异的导电和导热性能,被广泛用于电力传输线路、电子设备、电器等领域。
1.4 易于加工成型:铝合金具有良好的可塑性和可加工性,能够通过各种工艺形成复杂的结构和形状,满足各种需求。
2. 铝合金的种类铝合金根据合金元素的不同成分和比例可以分为多种类型,常见的有以下几种:2.1 铜铝合金:以铝和铜为主要合金元素的铝合金,具有高强度和良好的耐腐蚀性,被广泛应用于航空航天、交通运输等领域。
2.2 锰铝合金:以铝和锰为主要合金元素的铝合金,具有良好的可塑性和可焊性,广泛应用于制造飞机、火车、汽车等交通工具。
2.3 镁铝合金:以铝和镁为主要合金元素的铝合金,具有优异的强度和可塑性,广泛应用于航空航天、军工工业等领域。
2.4 锌铝合金:以铝和锌为主要合金元素的铝合金,具有良好的耐蚀性和耐热性,适用于高温环境下的使用。
3. 铝合金的应用领域铝合金由于其特性和性能的独特优势,被广泛应用于各个领域:3.1 汽车制造:铝合金的优越性能使得它成为汽车制造中不可或缺的材料,能够提高汽车的燃油经济性和安全性。
3.2 飞机制造:铝合金在航空领域有广泛的应用,能够减轻飞机的重量,提升飞机的航程和承载能力。
3.3 电子设备:铝合金的导电性能优良,因此被广泛应用于电子设备、手机、电脑等产品中。
快速凝固耐热铝合金的现状与进展
Ke r y wo ds
r pd s l ic t n e tr ssa tau iu aly c mp st n lslcig,p e aa in meh a i o i f ai ,h a e itn l n m l , o o io a eetn di o m o i rp rt t — o
摘 要 耐 热 铝 合 金 由于 具 有 低 密 度 、 价 格 、 低 良好 的 耐 热 和 耐 腐 蚀 性 能 , 在航 空 、 天 等 工 业领 域 得 到 了 广泛 应 航
用 。回顾 了耐热铝合金 的发展 历程 , 点阐述 了耐热铝合金 的组分选择 原则 、 重 制备 方法及 强化机制 。分析 了其 目前存
o s e n o c me tme h n s d ,r i f r e n c a im
传统的高强铝合金主要是 亚共 晶成分 的合金 , 含有在 端际 固溶体 中固溶度原子 分数大 于 2 的合金元 素 , 并通 过时 效过 程 中金属间化合物的析 出达到合金 强化的效果 。但 在 10C以 5 ̄ 上, 这些 析出相快速粗 化 , 材料性能 急剧 下降 , 使 从而 限制 了其 使用范 围。为了使低 密度 、 低价格 的铝合金在 1 0 5  ̄ 5  ̄3 0 C的范 围 内能部分取代 价格 昂贵 的钛合 金_ , 研工 作者们 对快 速 _ 科 1 ] 凝 固耐热铝合金进行 了深 入研 究。
Re it n u i u l y ss a t Al m n m Alo s
LI Ke ig , U m n LU pn YANG i L Le CH EN h b o , EN n De ig , B n , U i, Z ia CH Yu
( I si t fAp l dPh sc ,Ja g i a e fS in e , n h n 3 0 9;2 S aeKe a o ao y 1 n t u eo pi y is in x d myo ce c s Na c a g 3 0 2 t e Ac t t y L b r tr
新型耐热铝合金架空导线的发展和应用
( 京 工 业大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 , 苏 南 京 2 0 0 ) 南 江 10 9
摘 要 : 绍 了 耐 热 铝 合 金 架 空导 线 的 分 类 、 点 、 介 特 生产 工 艺 及 国 内外 发 展 及 应 用 的 概 况 ; 析 了我 国 架 空 输 电 分 线路 现 状 和 开 发 新 型耐 热 铝 合 金 导 线 的 几 个技 术 问题 , 包括 z 在 铝 合 金 中的 存 在 形 式 和 分 布 对 导 线 的 导 电 r
Abs r c :Th l s i c to ta t e c a sf a i n,c r c e i tc , p o e s a d d v l me /a p i a i n i i ha a t rs i s r c s n e e op nt p lc to n Chi n o e g ou t i s o na a d f r i n c n re f t e h a e it n u i u h e t r s s a t al m ni m a l y ov r a c n c or a e r s nt d. Th s a u — u f t o e he d r n mi s o lo e he d o du t s r p e e e e t t s q o o he v r a ta s s i n ln s i i e n Chi a i n yz d,a r o e t c ni a o l n s a al e s a e s m e h c lpr b ems c n e ni v l p e f n w y e o a e i t nto e — o c r ng de e o m nto e t p fhe tr ss a v r h a o d t s The e p o l ms i c u he e f c f pr s n e nd d sr b i n o n t l m i i m a l y ma rx e d c n uc ur . s r b e n l de t fe to e e c a i t i ut f Zr i he a u n u o lo ti o t e c nd ctv t nd e tr s s a c n h o u i iy a h a e i t n e,t e e f c f h a e i t nc n mp c t n a t . h fe to e t r s s a e o a a iy a d s g e c
铝合金分类及应用
铝合金分类及应用铝合金是一种以铝为主要成分,通过添加其他金属元素制成的合金材料。
由于铝合金具有较低的密度、良好的导热性能和可塑性,以及优良的耐腐蚀性能,因此广泛应用于各个领域。
根据不同的合金元素和性能要求,铝合金可以分为几个主要的分类:1. 铝铜合金:铝铜合金是最早研究和应用的铝合金之一。
它具有良好的耐腐蚀性和高强度,尤其在高温下具有较好的力学性能。
铝铜合金常用于航空航天、汽车和船舶等领域。
2. 铝锌合金:铝锌合金是一种常见的工程合金,具有良好的机械性能和抗腐蚀性。
它通常用于制造飞机结构、汽车零件和建筑材料等。
3. 铝镁合金:铝镁合金具有较低的密度和良好的强度,同时具有优异的抗腐蚀性能。
它常用于航空航天、汽车、自行车和运动器材等领域。
4. 铝硅合金:铝硅合金是一种常见的铝合金,具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
它广泛应用于汽车发动机、航空发动机和电力设备等领域。
除了上述几种主要的铝合金,还有一些特殊的铝合金,如铝锂合金、铝钛合金和铝铈合金等。
这些合金在特定的应用领域具有独特的性能优势。
铝合金的应用广泛,主要体现在以下几个方面:1. 航空航天领域:铝合金是航空航天工业的重要材料之一。
它被广泛应用于飞机结构、发动机零件和航天器制造等领域。
铝合金的轻质特性可以减轻飞行器的重量,提高燃油效率。
2. 汽车工业:铝合金在汽车制造中也具有重要的应用。
它被用于制造车身、发动机零件、悬挂系统和车轮等。
铝合金的低密度可以降低汽车的重量,提高燃油经济性和行驶性能。
3. 建筑领域:铝合金在建筑领域的应用越来越广泛。
它常用于制造门窗、幕墙和结构材料等。
铝合金具有良好的耐候性和抗腐蚀性,同时具有较高的强度和刚度,适用于各种建筑设计需求。
4. 电子产品:铝合金在电子产品中也有一定的应用。
例如,笔记本电脑外壳、手机外壳和电子设备散热器等常采用铝合金材料。
铝合金具有良好的导热性能和强度,可以有效散发热量,保护电子设备的正常工作。
铝合金是一种重要的结构材料,具有广泛的应用领域。
耐热铝合金用途
耐热铝合金用途耐热铝合金是一种具有优良耐高温性能的合金材料,广泛应用于各个领域。
本文将从耐热铝合金的特点、应用领域以及未来发展趋势等方面进行探讨。
耐热铝合金具有良好的耐高温性能,能够在高温环境下保持较高的强度和硬度。
这是由于铝合金中添加了一定比例的合金元素,如铜、镁、锌等,这些元素能够显著提高铝合金的耐高温性能。
此外,耐热铝合金还具有优异的耐腐蚀性能,能够在恶劣的环境中长期稳定工作。
耐热铝合金的应用领域非常广泛。
首先,在航空航天领域,耐热铝合金被广泛应用于航空发动机、航空器结构件等关键部件上。
由于航空发动机工作温度较高,对材料的耐高温性能要求较高,因此耐热铝合金成为首选材料。
其次,在汽车制造领域,耐热铝合金被用于汽车发动机缸盖、排气管等零部件上。
耐热铝合金具有较低的密度和良好的导热性能,能够提高发动机的工作效率和燃油利用率。
此外,耐热铝合金还广泛应用于船舶制造、火箭发动机、电力设备等领域。
未来,随着科技的不断进步,耐热铝合金的应用前景将更加广阔。
首先,随着航空航天工业的发展,对高性能耐热材料的需求将不断增加,耐热铝合金将会得到更广泛的应用。
其次,随着新能源汽车的快速发展,对发动机材料的需求也将不断增加,耐热铝合金将在新能源汽车领域发挥重要作用。
此外,随着工业自动化水平的提高,对高温设备的需求也将增加,耐热铝合金将有更多的应用机会。
耐热铝合金作为一种具有优良耐高温性能的合金材料,具有广泛的应用前景。
它在航空航天、汽车制造、船舶制造等领域发挥着重要作用,并且在未来将会得到更广泛的应用。
我们有理由相信,随着科技的不断进步,耐热铝合金将会在更多领域发挥其独特的优势,为人类社会的发展做出更大的贡献。
耐热铝合金的发展及应用
耐热铝合金的发展及应用随着工业技术的不断发展,耐热性能优良的材料在工程领域中的应用越来越广泛。
耐热铝合金就是一种重要的耐高温材料,它具有良好的耐热性、耐腐蚀性和机械性能,因此在航空航天、汽车制造、能源等领域得到广泛应用。
耐热铝合金的发展经历了多个阶段。
最初,人们使用的是单一金属铝作为材料,但它的耐热性能较差,无法满足复杂工况下的需求。
为了提高耐热性能,人们开始研究添加合金元素的方法。
随后,不断有新型合金元素被引入,如铜、镍、锌等,以改善材料的耐高温性能。
此外,合金化也能提高铝合金的强度和硬度,使其更适合高温环境下的使用。
耐热铝合金的应用广泛,其中最具代表性的领域之一是航空航天。
由于航空航天器在高温、高速和复杂工况下运行,因此需要具备良好的耐热性能的材料。
在航空航天领域,耐热铝合金可以用于制造发动机零部件、涡轮叶片、燃烧室等重要部件,保证其在极端条件下的可靠工作。
此外,耐热铝合金也可以用于制造飞机的机身、翼尖等其他部件,提高整个飞机的耐用性和安全性。
汽车制造是另一个重要的领域,耐热铝合金在汽车引擎制造中发挥了重要作用。
耐热铝合金可以制造高温高压下的发动机进气歧管、排气管道和气门部件等关键零部件。
这些部件对材料的耐热性和抗腐蚀性要求极高,而耐热铝合金正可以满足这些要求,提高汽车发动机的性能和效率。
能源领域也是耐热铝合金的应用重点之一、在火电站和航空航天领域,高温气蚀和高温腐蚀是主要问题,而耐热铝合金具有良好的耐蚀性和耐热性能,适合用于制造气轮机叶片、管道和锅炉等设备。
此外,耐热铝合金还可以用于制造制氢设备和太阳能发电设备等新能源装备,促进能源行业的发展。
综上所述,耐热铝合金由于其良好的耐热性能、耐腐蚀性能和机械性能,在航空航天、汽车制造和能源等领域得到广泛应用。
随着科技的进步,耐热铝合金的研究将不断深入,为我们生活带来更多的便利和发展。
铝合金材料发展现状
铝合金材料发展现状、趋势及展望我国是铝合金材料生产和消费大国,铝合金材料在交通、海洋、空天等领域具有广泛应用,尤其在汽车、飞机、航天、舰船等领域的一些轻量化关键部件上,铝合金材料具有不可替代性。
而国内绝大部分铝合金材料属于中低端产品,生产能耗高、效率低、成本高、附加值低,恶性竞争的情况难以得到改变,且部分高端产品仍需从国外高价购买,这无疑阻碍了我国制造业升级的步伐。
我国虽在通信、高铁等领域具有显著优势,但随着国际形势错综复杂地变化,关键材料领域被卡脖子的风险日渐突出,自主创新迫在眉睫。
在新的产业形势下, 发展高端铝合金材料绿色化、智能化的制备与加工技术对支撐我国关键制造业的可持续优质发展具有重大战略意义。
本文主要介绍了国内外铝合金材料发展及研究现状,分析常用铝合金系的市场需求,总结目前我国在此领域遇到的问题以及未来发展目标,并给出相应的发展对策,以促进相关产业的升级和进步。
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,现己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系铝合金方而,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X5085-0. 5182-0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370 N/mm2 ,伸长率为8%,主要应用于汽车制造。
铝合金的研究与应用
铝合金的研究与应用铝合金是一种具有优异性能的现代功能材料,可广泛应用于航空、汽车、轨道交通、建筑、电子等领域。
在近年来,随着科技的发展和对环保性能的要求不断提高,铝合金的应用越来越广泛。
本文将从铝合金的材料性能、组织显微结构、生产工艺以及其应用等方面进行介绍和探讨。
第一章铝合金的材料性能1.1 密度小、比强度高、导热性好铝合金的密度只有传统钢铁的1/3左右,且具有良好的物理和机械性能,如疲劳强度、抗腐蚀性、耐热性和导热性能等。
铝合金的比强度高,人们可以通过控制铝合金中其他元素的含量,使其满足不同的应用要求。
此外,铝合金具有良好的导热性,因此非常适合制作散热器等产品。
1.2 可塑性强、形变加工性好铝合金在加工成型时,具有较好的可塑性和形变加工性能,因此适用于车身、油箱、壳体、行李架、车轮和车架等汽车零部件的制造。
同时,铝合金在制造航空零部件中,因为其轻质化、强度好、耐腐蚀性能好等特性,也被广泛应用于航空制造业。
1.3 耐腐蚀性好、尺寸稳定性强铝合金具有较好的耐腐蚀性和尺寸稳定性能。
因此适合用于制造具有高度精度要求的产品,如电子器件、光学仪器和医疗器械等。
第二章铝合金的组织显微结构2.1 固溶态晶粒尺寸铝合金的组织显微结构对其性能有很大影响。
在制造铝合金的过程中,晶粒成长是不可避免的。
因此,需要通过控制凝固速度和合金化学元素等条件来控制晶粒的尺寸。
与此同时,固溶态铝合金的晶粒也会发生严重的成长,从而影响其性能,因此需要采用热处理进行晶粒细化。
2.2 含沉淀物的析出状态铝合金中含有很多沉淀物,如Mg2Si、MgZn2等。
在析出状态下,这些沉淀物具有极高的强度,因此可以显著提高铝合金的力学性能。
而且,这些沉淀物的含量、尺寸和分布状态对铝合金的性能同样会造成影响。
2.3 金属间化合物有助于提高强度在铝合金中添加一些金属间化合物,如Al3Zr、Al3Ti等,可以显著提高铝合金的强度和塑性。
同时,金属间化合物的性质也受到一些因素的影响,例如,含量、尺寸、分布状态和热处理等。
2040铝合金用途
2040铝合金用途
2040年的铝合金用途可能会有很多发展和创新,以下是一些可能的用途:
1. 航空航天工业:铝合金在航空航天工业中广泛应用。
未来,更轻、更强的铝合金将用于制造航空器的结构组件和机身,以降低重量和提高飞行性能。
2. 汽车工业:铝合金已经被广泛应用于汽车制造中,未来铝合金的用途可能会更加广泛。
高强度铝合金将被用于制造车身和发动机部件,以提高燃油效率和减少车辆重量。
3. 建筑工业:铝合金已经成为建筑领域一个重要的材料,用于制造窗户、门、幕墙等。
未来,铝合金的用途可能会进一步扩展,用于制造更加环保、节能的建筑材料和结构。
4. 电子工业:铝合金在电子工业中的应用也将不断增加。
铝合金可以用于制造轻薄的电子设备外壳和散热器,提供更好的保护和散热性能。
5. 新能源行业:随着对可再生能源的需求增加,铝合金可能会在新能源行业中得到更广泛的应用。
例如,铝合金可以用于制造风力发电设备的叶片和太阳能发电设备的支架。
6. 运动器材:铝合金可以提供较好的强度和轻量化特性,因此在运动器材制造中也可能得到广泛应用。
例如,铝合金可以用于制造自行车、高尔夫球杆、滑雪板等。
7. 包装行业:铝合金在包装行业中也有广泛的用途。
铝合金材料可以用于制造食品和饮料的包装盒、罐等,具有良好的保鲜性能和可回收性。
总的来说,随着科技的发展和铝合金材料性能的不断提高,未来铝合金的应用领域将更加多样化和广泛。
耐热铝合金导线
耐热铝合金导线一、产品介绍耐热铝合金导线是用耐热铝合金圆线和镀锌钢线绞合而成的导线。
随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,对电力的需求急剧增长,输电线路日益向大容量方向发展,这就要求增大导线的输电容量。
耐热铝合金作为一种性能良好的特种导线,在我国城网增容改造、变电站建设以及一般线路上具有良好优势。
二、特性(与普通钢芯铝绞线相比)1、长期工作温度150℃,短时温度可达180℃,从而连续容许载流量为同规格普通导线的1.5~1.6倍。
2、常温下,与普通铝线有着相同的强度,高温运行机械强度保持率能保持在90%以上。
3、无论在常温还是在高温,与普通铝线相比均保持有相同程度的蠕变特性。
4、经实验室盐雾试验和室外大气暴露试验,两种无大的差别。
三、使用场合1、特别适合作变电站、发电厂等大电流输送用母线,可节约工程投资。
2、在城网线路扩容改造工程中,尤其在线路走廊狭窄地区,只需更换相近截面规格的导线,基本上不需要更换铁塔,即能满足强度和导线对地驰度的要求。
3、在双回路线路中,还可短时承载另一回路的载流量,便于一个回路发生事故时的抢修和维护。
4、在新线路上,采用耐热铝合金导线使线路结构简化,金具及零部件数量减少,对线路的安全运行有很大好处。
四、型号耐热铝合金导线的型号为 NRLH58J,五、规格耐热铝合金导线的规格用耐热铝合金线的截面积和钢芯的截面积表示。
面积单位为mm2。
耐热铝合金导线可生产规格35~800 mm2,钢芯耐热铝合金导线可生产规格95~1440 mm2。
三、执行标准1、耐热铝合金导线用耐热铝合金圆线执行Q/ZL3-2008标准。
2、耐热铝合金导线用镀锌钢丝执行GB/T 3428-2002标准(等同采用IEC 60888:1987标准)。
3、耐热铝合金导线产品执行Q/ZL 4-2008标准。
铝合金强化原理与应用综述
耐热铝合金研究现状及发展趋势1.前言耐热铝合金是指在高温下有足够的抗氧化性和在温度和载荷(动态和静态)的长时间作用下,具有抗塑性变形(蠕变)和破坏能力及导热性好和密度低等特点。
在兵器、船舶、航空、航天、汽车等行业得到广泛应用,如坦克装甲车辆发动机的活塞、缸套、连杆、箱体、缸盖,导弹壳体、尾翼、航空发动机汽缸、叶片、飞机蒙皮等。
随着航空、航天和汽车工业的迅速发展,对耐热铝合金的耐热性能也提出了更高的要求。
随着航空、航天工业的发展, 人们对铝合金的使用温度提出了更高要求。
特别是20 世纪70 年代后期,为了满足先进战斗机对材料的需求, 各国纷纷把注意力集中于开发在300℃左右的温度下能取代钛合金的铝合金。
近年来, 我国电力工业突飞猛进的发展对输电线路提出了大容量、耐高温的要求, 从而掀起了耐热铝合金研究的新高潮。
2.耐热铝合金材料2.1耐热铝合金分类传统的耐热铝合金根据加工工艺特点不同可分为铸造耐热铝合金和变形耐热铝合金。
铸造耐热铝合金主要分为Al-Si 系和Al-Cu 系。
Al-Si 系合金铸造性能好,但强度低,往往要添加Cu、Ni、Mn、稀土等元素以提高其的耐热性能。
Al-Cu 系合金耐热性好,但铸造工艺性及耐蚀性差。
变形耐热铝合金可分为Al-Cu-Mn 系耐热硬铝和Al-Cu-Mg-Fe-Ni 系耐热锻铝。
近几年,科研人员又开发了耐热性更好的Al-Cu-Mg-Ag 系变形铝合金。
2.2 铸造耐热铝合金主要应用于装甲车辆发动机和汽车发动机以Al-Si-Cu-Mg-Ni 系为主,标准牌号有:美国汽车工程协会SAE390 合金、德国马勒公司Mahle124 合金。
箱体、缸盖以Al-Si-Cu 和Al-Si-Mg系为主,标准牌号有美国的319 合金、A380 合金以及A356 合金等。
随着车辆发动机功率提高,传统活塞材料的高温强度、耐热能力已临近极限状态,不能满足大功率发动机发展的需求。
高性能耐热铝合金材料的研究受到广泛关注,经过多年的探索,2002 年,美国航空、航天局(NASA)研制出新型过共晶铝硅合金MSFC-398。
耐热铝合金导线标准
耐热铝合金导线标准耐热铝合金导线是一种具有高温耐受能力、重量轻、强度高和电导率好的导线。
这种导线在电力输配电领域得到广泛应用,特别是在需要承受高温环境的场合。
为了确保耐热铝合金导线的质量和性能,各国都制定了相应的标准。
在国际上,耐热铝合金导线的标准主要由国际电工委员会(IEC)制定。
IEC 61238-1是关于耐热铝合金导线的一个重要标准,它规定了夹具的要求和试验方法。
此外,日本也制定了JEC标准,对耐热铝合金导线的性能指标进行了规范。
在中国,耐热铝合金导线的标准主要由国家标准(GB)和行业标准(NB)构成。
例如,GB/T 23412.1-2009是关于耐热铝合金导线夹具的分类、结构、性能、规格与尺寸、试验方法、标志、包装、储存及运输等方面的规定。
而NB/T 42060-2015《钢芯耐热铝合金架空导线》则是针对耐热铝合金导线产品的行业标准,规定了导线的型号、规格、技术要求、试验方法、检验规则等内容。
这些标准对耐热铝合金导线的各项性能指标都做出了详细规定,包括但不限于:1.导线材料:应为符合相关标准的耐热铝合金材料。
2.导线结构:包括导线的截面形状、尺寸、芯数等。
3.电气性能:包括导线的电导率、电阻率、载流量等。
4.机械性能:包括导线的抗拉强度、延伸率等。
5.热性能:包括导线的长期工作温度、短时最高工作温度等。
6.耐腐蚀性能:导线应具有良好的耐腐蚀性能,以适应各种环境条件。
7.其他特殊要求:如低弧垂特性等。
这些标准的制定和实施,有助于确保耐热铝合金导线的质量和性能,提高电力输配电系统的安全性和可靠性。
同时,也为耐热铝合金导线的生产、检验和使用提供了统一的依据和规范。
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耐热铝合金的发展及应用 Revised by Liu Jing on January 12, 2021耐热铝合金的研究发展及应用1.前言为了能在150~350℃温度范围内用低密度、低价格的铝合金代替钛合金,在过去的二十年内,快速凝固耐热铝合金受到广泛重视。
该领域的研究发展很快,相继开发了以Al-Fe、Al-Cr为基的一系列耐热铝合金,并且得到实际应用。
2.耐热铝合金的发展传统的高强铝合金主要是亚共晶成分的合金,含有在端际固溶体中固溶度原子分数大于2%的合金元素,通过时效过程中金属间化合物的析出使合金达到强化。
但在150℃以上的环境温度下,这些析出相以很快的速度粗化,材料性能急剧下降,限制了使用范围。
七十年代后期,为了满足先进战斗机对材料的需求,美国空军把注意力集中于开发在350℃温度以下能取代钛合金的铝合金,并资助了一些研究项目,耐热铝合金的研究开始受到重视。
要提高铝合金的耐热性能,必须在合金中形成大量弥散分布且具有热稳定性的析出相。
要达到这个要求,加入的合金元素应该在液态时固溶度高,固态时几乎不固溶并有较低的扩散系数,满足这个要求的是大部分过渡族金属元素和镧系元素(表1)。
采用快速凝固技术可以提高这些元素在铝中的极限固溶度,在合金中形成足够数量的弥散粒子,耐热铝合金就是在铝合金中加入一定量这些元素的基础上发展起来的。
Al-Fe-Ce合金美国铝公司(Alcoa)根据合金元素的作用和资源、价格等方面的因素,选择铝和Cr、Mn、Fe、Ni、Co及Ce六种元素组成的六个二元系和十五个三元系进行了系统研究,每种合金中溶质元素加入总量为5%原子分数。
研究发现,几乎所有的合金都表现出较好的热稳定性,而且三元系的性能优于二元系。
经过数次对合金成分和合金元素含量的优化后发现,Al-Fe-Co和Al-FeCe合金的性能超过了预定要求达到的指标。
经过大量的前期研究工作,认为耐热铝合金以含Fe的合金系性能较好,所以最终选择了Al-Fe-X(Co、Ni、Ce)合金系进行进一步深入研究,最后合金成分确定为Al-8Fe-4Ce,并发展成为实用化的耐热铝合金。
Al-Fe-V-Si合金由于Fe和V在铝中的溶解度低,扩散系数小,所以美国联合信号公司(Allied Signal)选择Al-Fe-V合金进行研究。
在研究过程中,发现其中某个炉次合金的耐热性明显好于其它炉次,进一步的分析发现,该合金中的硅含量比其它合金明显高。
对合金的熔炼过程分析,在使用含SiO2的坩埚进行熔炼时,SiO2表1 合金元素在铝合金中的固溶度和被还原成Si进入了铝液。
Si进入铝合金后,形成了Al13(Fe,V)3Si,而Al-Fe-V三元系的其它合金中却没有这种析出物。
对该析出物的研究发现,它和基体之间有特定的位向关系,并且在适当的Fe/V比例时,析出相和基体之间有很好的晶格匹配,两相之间的界面能较低,高温下的粗化速度较Al-Fe-V系的其它析出物缓慢,使合金的耐热性得到提高。
在此基础上发展了Al-Fe-V-Si系列的耐热铝合金,成功地应用于航空、航天及汽车零件。
Al-Cr-Zr合金早期由Elagin和Federov对低浓度Al-Cr-Zr合金进行的研究虽然不多,但表明了该合金作为耐热铝合金的发展潜力,Alcan和Sheffiled大学在较宽的合金成分范围内对Cr和Zr加入后的热稳定性进行了研究,发现含Cr的合金在直到450℃的温度都具有阻止溶质聚集和析出相粗化的能力,并保持高的固溶强化效果。
而加入Zr后,在高温还会产生时效硬化现象。
在这些早期工作的基础上,得到含4%~%Cr和%~%Zr的合金具有良好的热稳定性。
如果在合金中再加入少量的Mn,其耐热性可以进一步提高。
与Al-Fe系耐热铝合金的不同之处在于,Al-Cr系耐热铝合金在固结成形后,还需要进行后续的热处理,以达到最佳力学性能。
总之,近十几年来,对耐热铝合金进行了大量的研究,相继开发了一系列快速凝固耐热铝合金。
除上述合金外,主要的还有Pratt&Whitney开发的Al-Fe-Mo-V合金,Pechiney开发的Al-Fe-Mo-Zr合金和Sumitomo开发的Al-Fe-V-Mo-Zr 合金。
这类合金主要以Al-Fe和Al-Cr为基础,添加表1所列的过渡族金属元素和镧系元素,形成以下几种三元、四元和多元合金:(1)Al-Fe-X,X代表铝中共晶形成元素Ce、Ni等;(2)Al-Fe-Y(-Y),三元或四元,Y代表铝中包晶形成元素Mo、V、Zr、Ti 等;(3)Al-Fe-Si-Y,Y同样代表铝中包晶形成元素;(4)Al-Cr-Zr-Mn合金。
3.快速凝固耐热铝合金的组织及性能Al-Fe二元快凝耐热铝合金的组织和性能Al-Fe二元合金在平衡条件下,由α-Al和Al3Fe组成。
由于Al3Fe是硬脆相且以粗大针状出现在α-Al基体上,严重割裂了基体的连续性,使合金强度低、韧性差。
而快凝技术可改变铁在α-Al中的固溶度及Al3Fe的形态和分布,并使Al3Fe成为合金的弥散强化相,使合金获得意想不到的高耐热性。
Al-Fe合金的组织受冷却速度的影响,冷却速度不同,其组织形态也不同。
例如:用气体雾化的Al-8Fe合金粉末,不同尺寸的颗粒,可能出现5种不同的微观组织,即显微α-Al,胞状α-Al,α-Al+Al6Fe,共晶组织以及Al3Fe初生相。
而用熔体旋铸法制得的Al-Fe合金,条带由薄变厚,其组织形态由微晶变为细等轴晶、菊花状及放射状枝晶。
合金中的Al3Fe形态和分布也受冷却速度的影响。
冷却速度增加时,Al3Fe由粗大的棒状转变为细小的棒状,再转变成菊花状,进一步增加冷却速度,Al3Fe变得非常细小,甚至出现“光学无特性”组织。
提高冷却速度,合金中的第二相不仅仅是平衡相Al3Fe,同时还有亚稳相Al6Fe及AlmFe(m=。
Al-Fe二元合金的性能主要取决于弥散相的体积分数和大小。
当合金中铁含量由2%增加到10%时,弥散相体积分数由7%增加到18%,弥散相直径由μm仅增加到μm。
这种弥散相的热稳定性较好,加热温度低于300℃时,尺寸变化不大。
含铁8%的合金,500℃下加热100h后,弥散相也仅由原来的μm长大到μm,且弥散相体积分数不受加热温度的影响。
合金中铁元素含量决定弥散相体积分数,进而影响合金性能。
对气体雾化Al-(2~10)Fe粉末热挤压后的性能研究表明:随着合金中铁含量的增加,弥散相体积分数增高,合金的拉伸强度增加。
但是,铁含量增加到8%后,铁含量再增加,强度增加缓慢,而延伸率却显着下降。
合金的高温强度取决于弥散相的热稳定性,在低于300℃热暴露时,由于弥散相变化很小,因而强度变化也不大;但在300℃以上热暴露时,弥散相(主要是Al3Fe)有粗化的趋势,强度开始下降,但合金的延伸率随温度的升高而增大。
Al-Fe二元合金的其他主要性能特点还有:在均衡密度差的情况下,合金较小变形量的抗力%蠕变强度)较高,可与钛合金相比美;在100℃和某一给定应力下,该合金的蠕变抗力较传统铝合金也有显着的改善。
Al-Fe-Ce快凝耐热铝合金的组织及性能Ce是镧系元素,在铝基体中有小的溶解度和低扩散速度,而且能形成高体积分数的二元和三元金属间化合物,起弥散强化作用。
这些金属间化合物一部分是热处理发生转变形成的亚稳相,其他是稳定相。
因此,此类合金具有较高的强度和热稳定性。
Al-Fe-Ce合金的平衡相有:二元相Al3Fe4,Al6Fe和Al4Ce,三元相Al13Fe3Ce,Al10Fe2Ce和Al20Fe5Ce。
Al6Fe,Al10Fe2Ce和Al20Fe5Ce并非是平衡相。
Raghavan等对气体雾化挤压后的合金的组织进行了研究,结果表明:合金中的金属间化合物有球状亚稳相Al6Fe,棒状亚稳相Al20Fe5Ce(主要弥散相),等轴型亚稳相Al10Fe2Ce(主要沉淀相),以及平衡相Al13Fe4Ce和Al13Fe3Ce。
当对挤压态合金进行热处理时,亚稳相分解转化。
分解开始温度约300℃,在400℃下长时间受热亚稳相基本转变为相应的平衡相,其中Al6Fe转变成Al3Fe4,Al10Fe2Ce和Al20Fe5Ce转变成Al13Fe3Ce。
对气体雾化合金的性能进行了研究,结果表明:该合金常温拉伸和屈服强度均高达500MPa以上,在低于300℃受热后,室温下测得的强度基本不变,显示了较高的热稳定性。
高于300℃时,强度开始下降,但仍保持较高的水平。
如300℃热暴露100h后,室温下测得的强度仍在300MPa以上。
合金受热强度下降的原因有两方面:一是亚稳相转变成平衡相,弥散强化作用减弱;二是晶粒长大和相粗化。
在研究加入其他合金元素对Al-Fe-Ce合金组织和性能影响时,发现钛的加入有利于提高合金的热稳定性,其原因是钛可以阻塞合金元素的扩散通道,起提高再结晶温度的作用。
例如,旋转叶片法快凝合金加入1%的钛后,室温抗拉强度375MPa,300℃时的抗拉强度仍保持275MPa。
此外,Al-Fe-Ce合金中加入Ni、Zr 等合金元素后,均有利于提高合金的强度。
Al-Fe-Si快凝耐热铝合金的组织及性能快凝Al-Fe-V-Si耐热铝合金最早由AlliedCorp公司开发,该合金是在Al-Fe-V基础上引入了硅元素。
合金中加入硅后,使原来针状Al3Fe相变为球形Al13(Fe,V)3Si相,这是该合金中唯一的弥散相。
虽然Al13(Fe,V)4Si仍是一种亚稳相,但热稳定性极佳,在温度高于500℃时仍保持亚稳状态。
对采用平面流铸法生产的合金条带组织进行了分析,发现Al13(Fe,V)4Si相沿晶成簇分布。
由于弥散相沿晶分布,改变了合金再结晶温度并抑制了晶粒的生长,使合金具有较高的热稳定性。
其中合金元素钒能降低弥散相颗粒与基体间的界面能,减小颗粒粗化驱动力。
合金在510℃受热时,弥散相也没有明显粗化。
Al-Fe-V-Si快凝铝合金具有许多优异的性能。
例如:100℃和300℃下的拉伸强度分别高达470MPa和320MPa,屈服强度也在370MPa和300MPa以上。
采用快凝/粉末冶金(RS/PM)法生产的该合金,断裂时呈一定的各向异性,这与原颗粒表面包覆的氧化物挤压过程中被拉伸有关;但该合金的冲击值较高,轴向K1c 值,可高达2,径向值略低些。
K1c值随着温度的升高而降低,316℃时仅是25℃时的一半。
William,Richard和Chan等把高温韧性差的原因归于断口分层。
Al-Fe-V-Si合金较其他成分的快凝耐热铝合金还具有高的疲劳强度和抗疲劳裂纹生长能力。
研究表明:疲劳裂纹多在原颗粒界面或微孔上形核,扩展过程中常遇到细弥散相及变形亚结构的抑制,甚至裂纹能重新弥合,这是其疲劳强度高的原因。