低温铝合金国内外研究及应用情况(DOC)

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低温铝电解的有关研究

低温铝电解的有关研究作者：王铁军来源：《科技资讯》 2013年第7期王铁军中电投蒙东能源集团有限责任公司内蒙古通辽 028000摘要：作者对低温铝电解进行系统的理论与实践探讨，其内容主要包括低温铝电解的定义与低温铝电解的意义等，并进一步对含有锂盐的低温铝电解工业试验进行了具体的介绍。

关键词：短期电力；负荷预测；研究中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2013)03(a)-0000-00在1886年美国人霍尔以及法国人埃鲁共同合作发明了炼铝的冰晶石一氧化铝融盐电解法。

这种方法至今还一直被沿用，但是其还是存在许多如恶劣的环境污染、必须高达940—960℃的工业生产电解温度以及能量利用率较低等问题。

为了更好的解决以上问题，许多学者还在努力研究炼铝的新方法。

在以往科学家的研究中，电解低温铝具有提高铝的纯度、有效降低耗能、延长电解槽的寿命等多种优点，如今已经引起世界各地学者的广泛关注。

1低温电解铝的含义生产电解的过程中电解质的温度即称为电解温度。

电解质温度等于电解质初晶温度加过热度。

在实际的生产过程中，可以通过降低电解质的初晶温度或者降低电解温度和初晶温度的差值这两种方法来降低点解温度。

由于铝的熔点为650℃，一般来讲，在进行电解时只要电解温度达到700一800℃即可，要想有效将低温铝电解的温度保持在大约700-800℃左右，必须要按要求选择合适的低温铝电解的原材料，在诸多材料中，氧化铝是较好的选择，主要原因有：氧化铝价格较低、吸小性小、运输便捷以及储存方便。

2低温电解铝的意义研究表明，只要温度达到大约700-800℃左右就能进行电解，但是工业电解的温度通常需要达到850-870℃左右，因此降低电解温度的工业生产将成为人类发展史上极为重要的一步。

减少电解槽能量的收入的同时减少能量支出是保持铝电解槽能量平衡的主要原理。

目前，铝工业在生产的过程中，主要采用的是方式是加强保温，目的在于尽量避免电解槽的热量损失，例如，通过对槽体及阳极的保温加强这种方法可以起到一定的作用，但是由于电解槽的制作成本与槽体保温层的厚度成正比，如果槽体保温层的厚度加厚，需要采取新的方法来降低电解温度。

铝合金的领域研究及前沿前景

铝合金的领域研究及前沿前景1 前言经过对铝合金化学成分的组成与优化，铝合金型材的铸造工艺、热挤压加工工艺和人工时效工艺进行优化，形成了合理的工艺路线和工艺流程。

在此工艺路线和工艺流程的指导下生产出的铝合金型材强度高、延伸率大，延展成型性能好，且具有良好的抗腐蚀性能，已突破普通铝合金建筑材料的应用范围的局限，除应用于铝合金建筑门窗、幕墙外，可用做高层建筑的阳台护栏、栅栏、交通护栏、指示牌、广告牌，以及交通运输设施，汽车、高速列车、航空航天、船舶、军工以及大型建筑结构等领域。

因其良好的耐腐蚀性能，不仅可以杜绝碳素钢，铸铁护栏因生锈而带来的反复维护的成本与烦恼，且表面多彩化，可与建筑群、建筑小区的人文环境效果匹配，大大丰富了建筑物的外立面，增强建筑的整体美感。

目前，该项成果正在进一步向交通高速公路护栏、汽车等行业渗透推广。

2 论文部分一铝合金的发展前景2.1 铝合金在汽车领域应用前景广阔铝合金的优良特性以及节能、环保、安全的三大汽车技术发展主题确定了铝在汽车行业应用的美好前景，特别是以宝马、奔驰、卡迪拉克等品牌为代表的高档轿车的引进，为铝合金的应用提供了新的市场。

在近期和不久的将来，汽车工业将加快对钢制产品的替代工作，并渴望在如下方面取得进展：1、全铝车身，包括美国福特、通用、日本本田、德国奥迪的概念车车身已经大量采用铝合金，与钢结构相比，重量减轻40％以上；2 、底盘结构件及支架和悬挂类零部件；3、储气罐，后保险杠；4、新材料的开发，为铝合金应用领域的扩展提供了可能。

如德国开发成功的泡沫铝材AFS(aluminumfoamsandwich)具有高的刚度／重量和强度／重量之比，能够有效吸收冲击能，具有防震防噪音、易于回收等特点，在车门立柱，保险杠，门侧防撞杆、前防撞梁、军车上的防爆板、轿车发动机零部件等方面拥有极强的应用前景；5、铝镁合金、铝钛合金在汽车车轮、电器件、内饰件等方面的应用也正在逐步扩大。

低温铝合金国内外研究及应用情况(DOC)

低温铝合金国内外研究及应用情况低温设备在航空、航天、超导技术以及民用工业中得到日益广泛的应用, 主要用于航天飞机、火箭动力装置的液氢(20K)、液氧(90K)储箱，以及低温超导磁体的结构支撑件等。

确保这些设备的安全运行至关重要。

其中低温金属材料的选取和设计是重要的环节之一。

低温金属材料机械性能与常温状态下相比有较大的差别,某些金属材料延性和韧度会急剧降低, 即发生低温冷脆转变。

脆性断裂经常是突然发生,迅速扩展,会造成灾难性重大事故。

缺乏专门的低温金属材料知识和性能数据,将会造成选材和设计不当,在低温装备运行中将引发失效事故。

铝合金材料具有密度低、无磁性、低温下合金相稳定、在磁场中比电阻小、气密封性好、感应放射能衰减快等特性, 因此越来越广泛的应用于低温领域。

近几十年来,国内外已经积累了大量的铝合金低温机械性能方面的研究。

一、低温铝合金的定义及分类适合于低温环境使用的大多数固溶强化铝合金及一些沉淀硬化铝合金。

可分为两类：(1)固溶强化合金，5000系，3000系；(2)沉淀硬化合金，2000系，6000系，7000系。

常用的低温铝合金是：Al-4.5Mg(5083)，在退火态使用的易焊接铝合金；3003铝合金；Al-1.0Mg-0.6Si(6061)多用途铝合金；Al-6.0Cu(2219)，在沉淀硬化态使用的铝合金。

Al-Li轻合金(如2090，8090等)是性能优异的低温材料，随着温度降低，其强度、塑性、韧性大幅度提高，如2090合金的低温性能(约4K)比2219合金要好得多。

在锻造合金最常用的低温服务考虑的合金1100，2014，2024，2219，3003，5083，5456，6061，7005，7039和7075。

合金5083这是对低温应用最广泛使用的铝合金，展品冷却到室温的氮沸点（- 195oC）：目前低温铝合金研究主要集中在：Al-4.5Mg(5083)、Al-Zn-Mg-Cu系、Al-Cu (2219)、Al-Li轻合金问题：在航空领域应用较多，但低温铝合金板材产业化较少，低温铝合金板材制备LNG储罐国内未见详细报道（只有部分焊接问题探讨过）二、铝合金低温性能1、几种典型的铝合金在低温下拉伸性能如表所示。

低温贮箱及铝锂合金的应用

低温贮箱及铝锂合金的应用熊焕(北京宇航系统工程设计部，北京，100076)摘要从贮箱结构方案和材料应用两个方面对新型低温贮箱技术进行了论述。

提出了运载火箭低温贮箱的几种总体布局方案和结构形式；明确指出新型低温贮箱的主体结构材料应立足于先进的铝锂合金。

在制造工艺方面，提出了需重点开展研究工作的两项关键制造技术：成形技术和焊接技术。

关键词运载火箭，低温贮箱，结构，铝锂合金，制造工艺。

Cryogenic Tank and Applicatoin of Aluminium Lithium AlloyXiong Huan(Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering ,Beijing,100076)Abstract New cryogenic tank technology is discussed in two aspects of ta nk structrur e concept and material application. Several general arrangement concepts and str uctrural configurations of cryogenic tank are put forward, and it is pointed out clearly that main structure material of new cryogenic tank should be based on ad vanced aluminum lithium alloy. In manufacturing process, two items of key manuf act uring techniques that should be developed emphatically are pointed out, one is f orming process and another is welding technique.Key Words Launch vehicle, Cryogenic tank, Structure, Aluminum Lithium al loy, Manufacture process.1 前言据有关机构预测和分析：到2006年，全球约有1 138颗卫星需要发射，其中地球同步轨道卫星约占63%；到2010年，全球将研制和发射中型和大型地球同步轨道通信卫星约460颗。

铝合金表面处理国内外研究应用现状

表面工程技术铝合金表面处理国内外研究应用现状学院名称：材料科学与工程学院专业班级：复合材料学生姓名：学号：指导教师：张松立2014 年6 月【摘要】综述了近年来铝合金表面改性技术取得的研究进展，介绍了镀层技术，转化膜处理技术、高能束表面处理技术等方法制备铝合金表面层的原理、特点及研究成果简要介绍了铝合金表面处理技术的新进展,重点介绍了铝合金的阳极氧化、电镀、化学镀和微弧氧化、激光熔覆等工艺。

关键词:铝合金;表面处理;阳极氧化;电镀;化学镀;微弧氧化;激光熔覆前言铝是元素周期表中第三周期主族元素,为面心立方晶格,无同素异构转变,延展性好、塑性高,可进行各种机械加工。

铝的化学性质活泼,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约1～3 nm 的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;铝是两性的,既易溶于强碱,也能溶于稀酸。

铝在大气中具有良好的耐蚀性。

纯铝的强度低,只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。

铝合金的突出特点是密度小、强度高。

铝中加入Mn、Mg 形成的Al-Mn、Al-Mg 合金具有很好的塑性和较高的强度,称为防锈铝合金,如3A21 ,5A05。

硬铝合金的强度较防锈铝合金高,但防蚀性能有所下降,这类合金有Al-Cu-Mg 系如2A11 ,2A12。

Al-Cu-Mg- Zn 系为超硬铝,如7A04 ,7A09。

新近开发的高强度硬铝,强度进一步提高,而密度比普通硬铝降低15 % ,且能挤压成型,可用作摩托车骨架和轮圈等构件。

Al-Li 合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。

通过在铝中加入3 %～5 %(质量分数) 的比铝更轻的金属锂,就可以制造出强度比纯铝高20 %～25 % ,密度仅2. 5 t/ m3 的铝锂合金。

这种合金用在大型客机上,可以使飞机的重量减少5 t 多,而载客人数不减。

尽管铝合金材料具有密度小、热膨胀系数低、比刚度和比强度高等优点，但在实际应用过程中，铝合金就呈现出表面硬度较低、耐磨性及耐蚀性差等诸多问题，这在很大程度上限制了铝合金的应用范围。

航空铝合金材料低温疲劳研究进展

材料工程Materials Engineering 航空铝合金材料低温疲劳研究进展刘牧东（中国直升机设计研究所，景德镇 333001）[摘要]铝合金材料由于具有强度高和易加工等优势，被广泛应用于航空工程领域。

低温是航空铝合金材料使用中不可避免的环境因素，低温下航空铝合金材料的疲劳行为也受到国内外学者和工程界的高度关注。

综述了近年来航空铝合金材料的低温疲劳试验研究，分析了低温疲劳失效机理，归纳了航空铝合金材料的低温疲劳模型表征和寿命评估方法，并展望了需要在试验、失效机理、模型表征和寿命预测方面进一步研究的问题，为航空铝合金材料的工程设计和应用提供帮助。

关键词：铝合金；低温；疲劳；失效机理；模型表征；寿命预测DOI:10.16080/j.issn1671–833x.2019.15.093刘牧东博士，工程师，研究方向为直升机结构疲劳和损伤容限设计。

刚度；20世纪六七十年代提高了铝合金材料的耐久性和损伤容限性能，开发出针对7×××系铝合金材料T73和T76热处理技术，研制出7050铝合金材料和高纯铝合金材料；此后，铝合金材料的发展趋势是逐步减重，并提高其耐久性和损伤容限性能，开发出高强、高韧和高抗腐蚀的新型铝合金材料，大量采用整体加工成形技术，保证航空器结构的安全性[6–7]。

受加载状态、外部环境和内在缺陷等诸多因素影响，航空铝合金材料的疲劳行为常发生改变，作用机理也比较复杂，由于疲劳失效而引发的事故给人们的财产和生命安全造成了危害[8–10]，如图2所示。

为此，航空部门一直关注着航空器结构的抵抗疲劳设计，以防止疲劳失效事故的发生。

其中，对航空铝合金材料疲劳行为的分析在结构可靠性设计中占有重要地位，是确保航空器结构安全性铝合金材料由于具有优良的强度、刚度和断裂韧性，被广泛应用于航空工程领域。

在工程实际中，铝合金材料常会受到交变载荷的作用而产生损伤，出现疲劳裂纹，当损伤累积超过材料的容许限度时发生断裂失效，从而对结构的安全性造成威胁[1–3]。

氮化处理对铝合金材料低温性能的影响研究

氮化处理对铝合金材料低温性能的影响研究氮化处理是一种常用的表面处理方法，通过将材料暴露在氮气气氛中，使氮元素通过扩散进入材料表面，形成氮化层。

氮化处理不仅能够提高材料的表面硬度和耐磨性，还能改善其低温性能，特别是对于铝合金材料来说，氮化处理的影响尤为明显。

首先，氮化处理能够显著提高铝合金材料的低温硬度。

在低温环境下，材料的硬度往往会大幅度下降，导致材料易受损或失去使用价值。

而氮化处理能够在材料表面形成一层硬度很高的氮化物层，使材料具有更好的低温硬度，能够抵抗低温环境下的磨损和损坏，提高材料的使用寿命。

其次，氮化处理能够增加铝合金材料的低温强度和韧性。

在低温环境下，材料容易出现脆性断裂现象，特别是对于铝合金这种常见的结构材料来说。

氮化处理能够通过提供额外的固溶体位点，限制晶粒的生长，增加晶界的强度，从而使材料在低温下具有更好的抗拉强度和韧性，减少脆性断裂的可能性。

此外，氮化处理还能够改善铝合金材料的低温耐腐蚀性能。

在低温环境中，材料容易受到气体和液体的侵蚀，导致材料表面产生腐蚀、氧化等问题。

氮化处理能够在材料表面形成一层致密、均匀的氮化物层，有效阻止腐蚀物质的侵蚀，延长材料的使用寿命。

最后，氮化处理还能够提高铝合金材料的低温使用稳定性。

在低温环境下，材料容易受到温度变化和应力变化的影响，导致材料的性能发生变化，影响其使用效果。

氮化处理能够增加材料的晶界强度和硬度，减少材料的晶粒长大，稳定材料的结构和性能，提高材料的低温使用稳定性。

综上所述，氮化处理对铝合金材料的低温性能有着显著的影响。

通过提高材料的低温硬度、强度和韧性，改善材料的低温耐腐蚀性能，以及增加材料的低温使用稳定性，氮化处理能够显著提高铝合金材料在低温环境下的性能。

因此，氮化处理在铝合金材料的制备和改性过程中具有重要的应用价值。

在进行氮化处理时，一般采用热处理方法。

热处理过程中需要将铝合金材料置于高温氮气气氛中，在一定的时间和温度条件下进行处理。

铝合金的研究现状及其在航空航天的深远发展

铝合金的研究现状及其在航空航天的深远发展*** 南昌航空大学飞行器工程学院摘要：作为地壳含量中最多的金属，凭借自身的优越的化学性质，使得它在现实生活中得到广泛应用，除了生活中常见的铝合金窗户，门等普通一般的工具。

随着社会的发展和技术的提高，科学家们对铝合金的研究越来越深入，越来越透彻，其在先进领域方面的应用也越来越广泛，不管是航空还是航天，我们都可以看见它的影子。

但这远不是对铝合金研究的结束，而是开始！关键词：铝合金、现状、航空航天、深远发展。

1、引言：以铝为基的合金总称。

主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。

铝，原子序数为13，原子量为26.98，原子体积为(立方厘米/摩尔)：10.0，面心立方结构，熔点660℃，密度2.702，地壳中含量（ppm）：82000 。

纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的1/3，但强度比较高，接近或超过优质钢，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材。

抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。

铝合金的主要分类，包括以下九种：一系:1000系列铝合金代表1050、1060 、1100系列。

在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。

纯度可以达到99.00%以上。

由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。

目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。

二系:2000系列铝合金代表2024、2A16（LY16）、2A02（LY6）。

2000系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。

2000系列铝棒属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。

三系:3000系列铝合金代表3003 、3A21为主。

低温压力容器用铝合金解读

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铝合金压力容器应用现状
对于铝合金材料压力容器的设计压力，我国有特殊规定，JB/T4734-2002《铝制焊接容器》中规定其最高设计压力为8MPa，由于实际应用中铝制压力容器已用至12MPa，因此 2009版《容规》又将其最高设计压力提高至 16MPa,大大拓宽了铝合金在压力容器中的应用对象及范围。
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铝合金压力容器应用现状
（4）耐低温有色金属材料的耐低温性能普遍较好，一般不会产生低温脆性，可在低温环境中保持较高的塑性和冲击韧性。其中，铝材的耐低温性能最好，可用至一269℃，无需任何附加要求；因此，铝合金压力容器广泛用于低温环境中，如空分设备中的分馏塔及各类低温储罐常采用铝材制造。
（2）传热性能好常用的压力容器用材中，奥氏体不锈钢的热导率较差、碳素钢和低合金钢的热导率一般，而铝材的热导率较高，特别是纯铝；纯铝的热导率约为碳素钢的3倍、奥氏体不锈钢的17倍，因此铝材常用于制造换热容器。
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铝合金压力容应用现状
（3）比强度高常用的结构材料中，铝材的密度较小，同钢材相比，其比强度(抗拉强度与密度之比)更高。对于移动式压力容器，材料的比强度更高则意味着设备重量更轻，运输过程中可以降低能耗，节约成本。如碳素钢Q235 的相对密度约为7.8，我国标准中其许用应力为113MPa； 5083铝合金的相对密度约为2.7，许用应力为67MPa；同等载荷条件下，Q235钢的质量约为5083铝合金的1.7倍，因此，铝材常用于制造移动式压力容器，如罐车、航天用低温容器等。
合金和状态 2014-T651 2024-T851 温度/℃ 23 -196 23 -196 断裂韧性（KIC)/Mpa*m1/2 23.2 28.5 22.3 24.4

金属材料低温加工技术的发展与应用

金属材料低温加工技术的发展与应用低温加工技术是近年来工业制造领域的一个高速发展领域，随着制造技术的更新换代，低温加工技术被广泛应用于金属材料的加工中。

本文将从低温加工技术的定义、发展历程、优势和应用等方面进行论述，以期更好地了解金属材料低温加工技术的发展与应用。

一、低温加工技术的定义低温加工技术是指在低温条件下对金属材料进行加工加工的一种技术，通常所指的低温是指低于室温的温度，从而使得材料在加工过程中的形变、硬度和强度等物理特性得到稳定的控制和改善。

二、低温加工技术的历史与发展低温加工技术的历史可以追溯到很早以前，当时的工匠们就曾经通过在冬季使用低温的水或冰来对金属进行加工。

然而由于当时的工匠往往缺乏原理性的认识，因此这种方法的应用在工业制造领域中并没有获得广泛的推广。

直到20世纪20年代，一种原理性更为清晰的低温加工技术——液态氮的应用开始被视为一项具有商业利益的领域。

在当时，人们开始利用液态氮来对一些金属材料进行制造，并取得了不俗的成果。

随着科技的不断发展，低温加工技术的应用也得到了更加广泛的推广。

如今，液态氮、液态氧、液态氢等都成为了低温加工技术的关键应用领域，其在制造航空航天器、电子元器材、医疗器械以及核电厂等方面得到了广泛的应用。

三、低温加工技术的优势降低材料强度：低温加工技术可以有效地降低金属材料的强度和硬度，使得其更易于进行塑性变形，从而使得制造过程中的加工难度降低。

与此同时，低温加工还可以大大降低材料破裂的概率，在不影响材料性能的前提下大幅降低制造成本。

提高材料成品率：在某些情况下，低温加工技术可以使得材料更加容易扭曲和变形，对于某些复杂的制造工艺，这种能力是十分必要的。

除此之外，低温加工技术还可以使得制造过程更加优化，从而提高产品的成品率。

提高产品性能：低温加工技术可以有效地降低产品表面进一步的氧化及因制造中落入杂质，从而大大提高了产品的品质。

另外，低温加工技术还可以对材料进行表面处置，从而提高产品在一定程度上的耐腐蚀性能。

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。

铝合金的研究现状与应用

铝合金的研究现状与应用与应用徐熙晨班级：140102 学号：20140047摘要：回顾了锌铝合金的研究历史，介绍了合金的主要组元和作用，祥述了合金化、变质、热处理及其他处理方法对锌铝合金组织和性能的影响，最后介绍锌铝合金的应用及展望。

关键词：锌铝合金；显微组织；变质；热处理；稀土。

1.引言锌铝合金具有良好的力学性能、耐磨减摩性能以及其他一些独特的性能(如碰撞时不产生火花,无磁性等),用其代替部分铜合金甚至铝合金具有明显地经济性,同时,该合金熔点低、耗能少、成本低廉、成型方便,适合于多种铸造方法,因此具有很强的市场竞争力,对其研究和应用也在不断地深入和发展,并成为金属材料科学研究的热点之一。

2.铝合金的发展历史锌远在公元前500年就为人们所知,人们在Cameros遗址中发现了古人用锌制做的手镯[1]。

大约16世纪,金属锌传入欧洲。

锌合金出现于本世纪初期,并作为锡和铅的代用品用于制造印刷铅字,为这种用途而开发的最早的1种锌基合金含6%Sn,5%Cu和0.5%Al。

但早期的锌合金易于晶间腐蚀和过早失效,在潮湿环境下易开裂。

使得人们难以想象锌及其合金也能成为性能优良的工程材料。

随着锌冶炼技术的进步,人们可以得到纯度很高的锌,改善锌合金的晶间腐蚀性成为现实。

上世纪30年代左右,美国新泽西锌合金公司研制出了Zamak3和Zamak5锌铝压铸合金。

在战前和二次世界大战期间,德国由于铜资源紧缺,而用重力铸造锌铝合金代替铜制造轴承材料。

锌铝合金熔点低、机械性能好,因而在压铸工业中得到了广泛地应用。

上世纪60年代前后,由于塑料工业的兴起,使锌合金面临竞争与挑战。

1959年国际铅锌研究组织发起了1个旨在开发新型的、先进的压铸锌铝合金的研究计划,这个计划促使了薄壁锌铝合金压铸技术和ILZRO216、ILZRO212铸造锌铝合金[1、2]的出现。

ILZRO212(后经改进发展成ZA12合金)铸造锌合金的蠕变性能与Zamak3和Zamak5相当,但其铸造性能和力学性能更好。

铝合金工业材应用现状及展望

关于2、5、7系铝合金应用现状及展望一、铝合金应用概况铝合金在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑、电子电气、能源动力、冶金化工、农业排灌、机械制造、包装防腐、电器家具、日用文体等各个领域都获得了十分广泛的应用，下表列出了铝的基本特性及主要应用领域。

铝的基本特性及主要应用领域：二、2，5，7系合金牌号介绍（1）2系Al-Cu系合金Al-Cu系合金作为热处理型合金，已有很悠久的历史。

素有硬铝（飞机合金）之称。

2014是在添加铜的同时又添加硅、锰和镁的合金。

此种合金的特点是具有高的屈服强度，成形性较好，广泛用做强度比较高的部件。

经T6处理的材料，具有高的强度。

要求韧性的部件，可使用T4处理的材料。

2017和2024合金称为硬铝。

2017合金由于在自然时效（T4）下可得到强化，2024合金是比2017合金在自然时效下性能更高的合金，强度也更高。

这些合金适于做飞机构件、各种锻造部件、切削和车辆的构件等。

2011合金是含有微量铅、铋的易切削合金，其强度大致与2017合金相同。

2系铝铜合金品种、状态和典型用途：（2）5系铝镁合金①5XXX系列是高镁合金（5A06（LF6)5A05（LF5）,在不可热处理合金中强度良好，耐蚀性、可切削性良好。

阳极化处理后表面美观。

电弧焊性能良好。

5XXX系列合金中的主要合金元素为镁，具有良好的抗蚀性与可焊接性能，以及中等强度。

优良的抗腐蚀性能使5XXX 系列合金广泛用于海事用途如船舶，以及汽车、飞机焊接件、地铁轻轨，需严格防火的压力容器（如液体罐车、冷藏车、冷藏集装箱）、制冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹零件、装甲等。

②5XXX系列属于Al-Mg-Si系合金（5083《LF4》、5754、5052）,使用围广泛,特别是建筑业离不开此合金，是最有前途的合金。

耐蚀性好，焊接性优良，冷加工性较好，并具有中等强度。

5XXX系列的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，用于制造飞机油箱、油管、以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电器外壳等。

铝合金材料加工技术的研究与应用

铝合金材料加工技术的研究与应用随着工业化进程的快速发展，铝合金材料已经成为航空、汽车等行业中非常重要的材料之一。

因为铝合金材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，因此受到人们的青睐。

同时，铝合金材料在加工过程中也是相对来说比较方便的，但是这并不意味着铝合金材料加工技术就很容易，还需要经过系统的研究和掌握。

本文旨在探讨铝合金材料加工技术的研究与应用，以期为工业生产提供一定的参考与借鉴。

一、铝合金材料的特点铝合金材料具有轻量化、高强耐用、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空、汽车、机械、电子等行业。

铝合金材料具体的特点如下：1.轻量化：铝合金是一种轻质金属材料，比重仅为钢的1/3，密度约2.7g/cm³。

2.高强度：铝合金具有高强度的优点，它的强度远高于一般的钢铁材料。

3.良好的可塑性：铝合金易于加工、成型和焊接，并且具有非常好的切削性能。

4.优良的导电性和导热性：铝材料可以被用于导电线和散热器等电子元器件。

二、铝合金材料加工技术的研究1.加工原理及表面处理铝合金材料的切削加工比铁等材料更困难，因为铝不仅比铁柔软，而且加工过程中的回弹度也比铁高。

在这个过程中，既要确保刀具的清洗性能，又要避免过度清洗导致材料质量下降。

铝合金加工时，切削量应逐渐加大，即采取较小的切削量，避免在过度扭曲的地方造成断裂和裂纹。

此外，为了确保铝合金材料的耐腐蚀性和机械性能，表面处理也是必要的。

2.确定刀具的加工参数加工铝合金材料需要根据其特定的强度、硬度和韧度等性能来配置相应的工具和切削参数。

此外，刀具与金属表面的接触应该是均匀的，以便保证表面质量。

三、铝合金材料加工技术的应用1.航空领域作为一种易于加工和轻质化材料，铝合金材料在航空领域中扮演着重要的角色。

将铝合金材料用于制造飞机的机身、增压器、座椅和舱门等零部件，能够大幅降低飞机的自重，提高其飞行效率，减少燃料消耗。

2.汽车领域铝合金的价格较高，但在汽车领域中，仍然被广泛的应用于车身、支架、发动机和传输装置等部件中。

国产结构用铝合金低温力学性能试验研究

国产结构用铝合金低温力学性能试验研究铝合金是一种轻质、可塑性高、抗腐蚀性强的金属材料，具有重量轻、强度高、导电性能好、耐腐蚀性强及低价格等优点，于是被广泛应用于汽车、家用电器、飞机、航天器和国防装备的领域，国内外各领域都有其广泛的使用。

本文旨在研究国产铝合金结构材料的低温力学性能，解决该材料在较低温度下运用的问题，从而提高国内铝合金的结构性能和应用价值。

一、国产铝合金结构材料低温力学性能1、实验形式国产铝合金结构材料低温力学性能试验以压缩、拉伸等试验形式进行，根据各种不同温度、应变速率和不同载荷状态下的试验形式，改变温度，通过拉伸、压缩实验，得到材料在不同温度下的力学性能曲线，从而及时确定材料在不同温度下的力学性能参数，获取其结构参数和实验结果，给出材料在较低温度下机械性能的变化规律。

2、实验设备实验需要使用具有高精度的低温循环箱和恒温恒湿箱，通过配备数据采集装置，以保证实验结果的准确性。

同时，拉伸、压缩试验也需要恒载荷变形装置、高频率振动电机、热电偶、温度控制器、模量变换器等器件，以满足实验的要求。

二、试验结果1、温度效应经过国产铝合金结构材料低温力学性能试验，在低温状态下，表明低温状态下材料耐压强度低、屈服强度低、抗拉强度低、材料塑性性能变化大，证明材料在低温状态下具有较弱的力学性能。

另外，温度越低，材料的硬度、断裂韧性以及低温缺陷越明显，表明在较低温度下，材料机械力学性能明显下降。

2、速率效应低温应变速率对铝合金材料的性能影响较大，当应变速率变大时，材料的屈服强度和抗拉强度均显著下降，抗拉应变和屈服应变均减小，表明应变速率的变化也可以影响材料的性能，因此，在应用材料时，应注意温度和速率的变化，以避免出现低温使用中结构件强度和性能变化大的问题。

三、结论国产铝合金结构材料低温力学性能测试结果表明，较低温度时，材料的抗拉强度和屈服强度显著下降，同时，低温、高速率等状态下的试验也可以更好地反映材料在低温下的力学性能变化规律，从而起到更好的提高国产铝合金材料的力学性能的作用。

铝合金专业调研报告

铝合金专业调研报告根据对铝合金的专业调研，以下是关于铝合金的详细报告：1. 简介铝合金是一种由铝和其他金属元素（如铜、锰、镁、硅等）组成的合金。

它具有比纯铝更高的强度、硬度和耐腐蚀性能。

由于其轻质、可塑性和可回收性等特点，铝合金被广泛应用于各个领域。

2. 用途铝合金是一种多功能材料，可用于许多不同的应用领域。

其中一些主要用途包括：- 汽车工业：铝合金在汽车制造中被广泛应用，包括发动机部件、车身结构和车轮等。

使用铝合金可以减轻汽车的重量，提高燃油效率和操控性能。

- 航空航天工业：由于其较低的密度和较高的强度，铝合金在航空航天领域具有重要的应用价值。

它被用于制造飞机机身、发动机零部件和飞船结构等。

- 建筑工业：铝合金的特点使其成为建筑领域的理想材料。

它被广泛应用于门窗、幕墙、屋顶和桥梁等建筑结构中。

- 包装工业：铝合金因其优良的保温和抗腐蚀性能而被广泛应用于食品、药品和饮料等包装行业。

- 电子工业：铝合金在电子设备中的应用越来越普遍，包括手机、电脑、电视和照明设备等。

3. 优点铝合金的优点主要包括：- 轻质性：相对于其他金属材料，铝合金的密度较低，使其成为减轻重量的理想选择。

- 高强度和刚性：铝合金具有较高的强度和刚性，使其适用于各种应力环境下的使用。

- 良好的导电性和导热性：铝合金具有良好的导电和导热性能，使其成为电子和电器行业的理想选择。

- 耐腐蚀性：铝合金具有较好的耐腐蚀性，尤其是在大气中形成的氧化保护层可以防止进一步的腐蚀。

- 可塑性：铝合金具有良好的可塑性，可以通过挤压、锻造和铸造等工艺制造出复杂形状的零件。

4. 缺点铝合金也存在一些缺点，包括：- 低的熔点：与其他金属相比，铝合金的熔点较低，因此在高温环境中应用受到限制。

- 不透明性：铝合金是不透明的，对于一些需要透光性材料的应用有局限性。

- 昂贵的成本：与其他金属相比，铝合金的成本较高，尤其是当其他稀有金属元素添加时，成本会进一步增加。

铝合金低温断裂韧性研究

《材料力学性能》论文题目院（系）专业学生姓名学号字数完成日期: 年月日目录1摘要 (2)2关键词 (2)3引言 (3)4研究方法 (4)5试验方法 (4)6研究结论 (5)7目前存在的问题 (5)8结束语 (5)9参考文献 (5)铝合金低温断裂韧性研究现状Low temperature fracture toughness aluminum alloy research摘要：随着航空航天技术的发展，机械性能的结构材料在低温的研究也越来越多。

人们更加注重断裂韧性的铝合金的低温。

本文介绍了常用的测量断裂韧性的方法及判据，分析了国内外评定铝合金及其接头的断裂性能现状，并提出测试2219铝合金的断裂韧性评定方案。

最后指出了我国在评定低温断裂性能方面的不足以及需要改进的方面断裂力学判据随着近年来断裂力学的进展，在评价结构使用性能时，最适当的量度已变为断裂韧性。

在断裂力学上把材料抵抗裂纹扩展的能力称为断裂韧性。

在实际工程应用中我们采用那个断裂力学破坏判据？如何应用断裂力学指导选材与测定断裂韧性？这些是必须要首先解决的问题。

目前断裂力学断裂判据较多，其特点、出发点各有不同。

如线弹性断裂力学(KIC)可以认为是应力判据，裂纹张开位移(COD)可认为是位移判据，J积分可认为是能量判据，塑性区的尺寸ρ可认为是应变判据等。

这些判据在评定结构件有那些问题？采用哪个比较适宜？为此必须了解这些判据的特点、约束条件、优点及不利的地方。

线弹性断裂力学适用于平面应变或小范围屈服条件下；对于大范围屈服采用，，判据，对于全面屈服状态下的不再成立，只有用和；但是理论尚不够完善，J积分方法是弹塑性断裂力学中很有前途的方法。

关键词：铝合金低温断裂韧性2219铝合金AbstrackAs the development of aeronautic and astronautic techniques, the mechanical properties of structural materials at cryogenic temperature are studied more and more. People pay more attention to the fracture toughness of Al alloy at cryogenic temperature. This paper introduced manners of measuring fracture toughness, analyzed the present evaluation of fracture toughness of aluminum alloy and its welding joint, and proposed scheme of evaluation of the fracture toughness of 2219 Al alloy. In the end, it was stated that there were a lot of deficiencies in evaluation of the fracture toughness at cryogenic temperature in our country.; Fracture mechanics criterion with the recent progress in the evaluation of fracture mechanics, structural performance, the most appropriate measure has been changed to fracture toughness. In the mechanics of materials resistance to crack propagation ability is called fracture toughness. In the practical engineering application. We adopt the fracture mechanics damage criterion? How the application of fracture mechanics to guide the selection and determination of the fracture toughness? These are must first solve the problem. The fracture mechanics and fracture criterion is more, its characteristics, the starting point is different. Such as the linear elastic fracture mechanics ( KIC ) can be considered a stress criterion, crack opening displacement ( COD ) can be thought of as the displacement criterion, J integral can be considered as a criterion of energy, the size of plastic zone is considered strain criterion. These criteria in the evaluation of structure of those who have questions? Using what is more appropriate? This must be aware of these criteria, constraint conditions, characteristics of the advantages and disadvantages. Linear elastic fracture mechanics is applied to the plane strain or under the condition of small scale yielding; for large scale yield, criterion, using, to yield under the condition of no longer established, only use and; but the theory is not perfect, the J integral method of elastic-plastic fracture mechanics of promising method.Keywords: aluminum alloy Cryogenic temperature fracture toughness2219aluminum alloy引言:断裂力学判据随着近年来断裂力学的进展，在评价结构使用性能时，最适当的量度已变为断裂韧性。