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铝锂合金的研究现状与进展
郑子樵 黄兰萍 陈志国 蒋 呐*
中南大学材料科学与工程学院
*西南铝业（有限）责任公司技术中心
1
1、前言 2、铝锂合金的研究进展 3、铝锂合金性能改善的新进展 4、铝锂合金的微合金化 5、铝锂合金的应用 6、结束语
2
1、前言
• Li的密度是0.534g/cm3， 是元素周期表中最轻的金属 元素。
0.04~ 0.16
0.1
0.1
0.25
8091 1990.2 U K
2.4~2.8
1.6 ~ 2.2
0.5~1.2 ---
0.08~ 0.16
0.1
0.1
0.25
8093
---
France
1.9~2.6
1.0 ~ 1.6
0.9~1.6 ---
0.04~ 0.14
0.1
0.1
0.25
Others Al
铝合金的密度(g/cm3)= 2.71+0.024Cu+0.018Zn+ 0.022Mn-0.079Li0.01Mg- 0.004Si[mass%]
弹性模量 E(Gpa)= 71+1.22Li[at%]
3
表 1 几种金属结构材料的比 强度、比模量比较
材料的种类
密度 抗拉强度 线弹性系数
ρ（g/cm3) σb(Gpa)
BAд2 3
---
Russia
1.8 ~ 2.1
---
4.9 ~ 5.5
---
0.08 ~ 0.15
---
---
Russia
1.5 ~ 1.9
1.5 ~ 1.8
2.5 ~ 3.0
---
0.08 ~ 014
---
---
Russia
1.8 ~ 2.1
---
3.2 ~ 4.2
---
0.06 ~ 0.1
---
0.08~ 0.16
0.25
---
0.25
2096
1993.4 USA
1.3~1.9
2.3 ~ 3.0
0.25~ 0.8
0.25~ 0.6
0.04~ 0.18
0.25
---
0.25
2097
1993.6 USA
1.2~1.8
2.5 ~ 3.1
0.4
---
0.08~ 0.16
0.1~0.6 ---
0.35
---
2090
1984.8 USA
1.9~2.6
2.4 ~ 3.0
0.3
---
0.08~ 0.15
0.05
0.05
0.10
2091
1985.8
France
1.7~2.3
1.8 ~ 2.5
1.1~1.9 ---
0.04~ 0.16
0.10
0.1
0.25
2094
1990.6 USA
0.7~1.4
4.4 ~ 5.2
Navalite, C155 (Alcoa)
2195(Martin Marrietta) 1994 5091 (Navalite)
01430,01440,
01450 (Soviet)
1992
Weldalite 049 (Martin
Marrietta,Reynolds)
1989
Vaclite(Comalco)
E(Gpa)
比强度 σb/ρ
钢 高强度钢 7.8 686-1372 205,800 9.7-17.9
Ti合金 6Al-4V
4.4
980
109,760
22.7
2024-T3 2.8
548.8
72,030
20.0
7075-T6 2.8
2090-T8 2.6
Al合金 2091-T8
2.6
480.2 568.4 529.2
---
Russia 2.1
1.4
1.0
---
0.1
---
---
Russia
1.8 ~ 2.3
---
4.8 ~ 6.0
---
0.08 ~ 0.15
---
---
Russia 1.9
1.7
0.9
---
0.1
---
---
Russia
1.5 ~ 2.7 ~
1.8
3.2
---
---
0.08 ~ 0.16
---
---
8090,2091(Pechiney)
1985
01420(Soviet)
1984
1965 X2020(Alcoa)
1961
1958 1924
5
表2 欧美国家铝锂合金化学成分表
合金牌 注册时 开发
号
间
国
Li
Cu
Mg
Ag
Zr
Mn
Cr
Zn
2020 1942
USA
1.0
4.5
---
---
---
0.8
---
0.15Cd bal
Байду номын сангаас
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
1.0~1.3 C
bal
---
bal
---
bal
---
bal
密度 g/cm3 ------2.72 2.68 2.71 2.62 -------------
6
表3 前苏联铝锂合金化学成分表
72,030 78,988 78,988
17.5 22.3 20.8
8090-T8 2.5
Weldalit e 049
2.7
490 695.8
81,046 76,048
20.0 26.2
比弹性 E/ρ
2,690 2,550 2,625 2,625 3,100 3,100 3,308
2,874
4
2、铝锂合金的研究进展
1994 2096,2097 (Alcoa) 2197(Reynolds)
1993 2094,2095(Martin Marrietta) 8093(Pechiney)
1990 Al-905XL(Inco)
1988
8090, 8091(Alcan)
2090(Alcoa) ВАД23(Soviet)
Scleron(Gemany)
Russia 2.1
3.0
---
2197
1993.9 USA
1.3~1.7
2.5 ~ 3.1
0.3
---
0.08~ 0.15
0.1~0.5 ---
0.05
5091 1992.1 USA 1.2~1.4 ---
3.7~4.2 ---
---
---
---
---
8090
1985.3 EAA
2.2~2.7
1.0 ~ 1.6
0.6~1.3 ---
合金牌 号
注册时 间
开发 国
Li
Cu
Mg
Ag
Zr
Mn
Cr
Zn
Other s
Al
1420 ---
Russia 2.2
---
5.0
---
0.1
0.5
---
---
---
bal
1421 --1430 --1423 --1440 --1429 --1441 --1451 --1450 --1470 ---
1460 ---
0.25~ 0.8
0.25~ 0.6
0.04~ 0.18
0.25
---
0.25
2095
1990.6 USA
0.7~1.5
3.9 ~ 4.6
0.25~ 0.8
0.25~ 0.6
0.04~ 0.18
0.25
---
0.25
2195
1992.1 1
USA
0.8~1.2
3.7 ~ 4.3
0.25~ 0.8
0.25~ 0.6
郑子樵 黄兰萍 陈志国 蒋 呐*
中南大学材料科学与工程学院
*西南铝业（有限）责任公司技术中心
1
1、前言 2、铝锂合金的研究进展 3、铝锂合金性能改善的新进展 4、铝锂合金的微合金化 5、铝锂合金的应用 6、结束语
2
1、前言
• Li的密度是0.534g/cm3， 是元素周期表中最轻的金属 元素。
0.04~ 0.16
0.1
0.1
0.25
8091 1990.2 U K
2.4~2.8
1.6 ~ 2.2
0.5~1.2 ---
0.08~ 0.16
0.1
0.1
0.25
8093
---
France
1.9~2.6
1.0 ~ 1.6
0.9~1.6 ---
0.04~ 0.14
0.1
0.1
0.25
Others Al
铝合金的密度(g/cm3)= 2.71+0.024Cu+0.018Zn+ 0.022Mn-0.079Li0.01Mg- 0.004Si[mass%]
弹性模量 E(Gpa)= 71+1.22Li[at%]
3
表 1 几种金属结构材料的比 强度、比模量比较
材料的种类
密度 抗拉强度 线弹性系数
ρ（g/cm3) σb(Gpa)
BAд2 3
---
Russia
1.8 ~ 2.1
---
4.9 ~ 5.5
---
0.08 ~ 0.15
---
---
Russia
1.5 ~ 1.9
1.5 ~ 1.8
2.5 ~ 3.0
---
0.08 ~ 014
---
---
Russia
1.8 ~ 2.1
---
3.2 ~ 4.2
---
0.06 ~ 0.1
---
0.08~ 0.16
0.25
---
0.25
2096
1993.4 USA
1.3~1.9
2.3 ~ 3.0
0.25~ 0.8
0.25~ 0.6
0.04~ 0.18
0.25
---
0.25
2097
1993.6 USA
1.2~1.8
2.5 ~ 3.1
0.4
---
0.08~ 0.16
0.1~0.6 ---
0.35
---
2090
1984.8 USA
1.9~2.6
2.4 ~ 3.0
0.3
---
0.08~ 0.15
0.05
0.05
0.10
2091
1985.8
France
1.7~2.3
1.8 ~ 2.5
1.1~1.9 ---
0.04~ 0.16
0.10
0.1
0.25
2094
1990.6 USA
0.7~1.4
4.4 ~ 5.2
Navalite, C155 (Alcoa)
2195(Martin Marrietta) 1994 5091 (Navalite)
01430,01440,
01450 (Soviet)
1992
Weldalite 049 (Martin
Marrietta,Reynolds)
1989
Vaclite(Comalco)
E(Gpa)
比强度 σb/ρ
钢 高强度钢 7.8 686-1372 205,800 9.7-17.9
Ti合金 6Al-4V
4.4
980
109,760
22.7
2024-T3 2.8
548.8
72,030
20.0
7075-T6 2.8
2090-T8 2.6
Al合金 2091-T8
2.6
480.2 568.4 529.2
---
Russia 2.1
1.4
1.0
---
0.1
---
---
Russia
1.8 ~ 2.3
---
4.8 ~ 6.0
---
0.08 ~ 0.15
---
---
Russia 1.9
1.7
0.9
---
0.1
---
---
Russia
1.5 ~ 2.7 ~
1.8
3.2
---
---
0.08 ~ 0.16
---
---
8090,2091(Pechiney)
1985
01420(Soviet)
1984
1965 X2020(Alcoa)
1961
1958 1924
5
表2 欧美国家铝锂合金化学成分表
合金牌 注册时 开发
号
间
国
Li
Cu
Mg
Ag
Zr
Mn
Cr
Zn
2020 1942
USA
1.0
4.5
---
---
---
0.8
---
0.15Cd bal
Байду номын сангаас
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
---
bal
1.0~1.3 C
bal
---
bal
---
bal
---
bal
密度 g/cm3 ------2.72 2.68 2.71 2.62 -------------
6
表3 前苏联铝锂合金化学成分表
72,030 78,988 78,988
17.5 22.3 20.8
8090-T8 2.5
Weldalit e 049
2.7
490 695.8
81,046 76,048
20.0 26.2
比弹性 E/ρ
2,690 2,550 2,625 2,625 3,100 3,100 3,308
2,874
4
2、铝锂合金的研究进展
1994 2096,2097 (Alcoa) 2197(Reynolds)
1993 2094,2095(Martin Marrietta) 8093(Pechiney)
1990 Al-905XL(Inco)
1988
8090, 8091(Alcan)
2090(Alcoa) ВАД23(Soviet)
Scleron(Gemany)
Russia 2.1
3.0
---
2197
1993.9 USA
1.3~1.7
2.5 ~ 3.1
0.3
---
0.08~ 0.15
0.1~0.5 ---
0.05
5091 1992.1 USA 1.2~1.4 ---
3.7~4.2 ---
---
---
---
---
8090
1985.3 EAA
2.2~2.7
1.0 ~ 1.6
0.6~1.3 ---
合金牌 号
注册时 间
开发 国
Li
Cu
Mg
Ag
Zr
Mn
Cr
Zn
Other s
Al
1420 ---
Russia 2.2
---
5.0
---
0.1
0.5
---
---
---
bal
1421 --1430 --1423 --1440 --1429 --1441 --1451 --1450 --1470 ---
1460 ---
0.25~ 0.8
0.25~ 0.6
0.04~ 0.18
0.25
---
0.25
2095
1990.6 USA
0.7~1.5
3.9 ~ 4.6
0.25~ 0.8
0.25~ 0.6
0.04~ 0.18
0.25
---
0.25
2195
1992.1 1
USA
0.8~1.2
3.7 ~ 4.3
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0.25~ 0.6