低溫鋁合金

低溫鋁合金可分為二類：固溶強(qiáng)化合金，5000-系、3000-系；沉淀硬化合金，2000-系、6000-系、7000-系 。

常用的低溫鋁合金是:Al-4.5Mg(5083 )，在退火態(tài)使用的易焊接鋁合金;3003鋁合金;Al-1.0Mg-0.6Si(6061)多用途鋁合金;Al-6.0Cu(2219)，在沉淀硬化態(tài)使用的鋁合金。用于航天飛機(jī)、火箭動(dòng)力裝置的液氫（20K），液氧( 90K)儲(chǔ)箱，LNG槽船(111K)的儲(chǔ)罐以及低溫超導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)支撐件等。2219-T87用于航天飛機(jī)燃料儲(chǔ)箱。Al-Li輕合金(如2090，8090等)是性能優(yōu)異的低溫材料，隨著溫度降低，其強(qiáng)度、塑性、韌性大幅度提高。如2090合金(Al -2.2Li-2.7Cu-0.1Zr)的低溫性能(~4K)比2219鋁合金要好得多 。

低溫鋁合金是指適合于低溫環(huán)境使用的大多數(shù)固溶強(qiáng)化鋁合金(含Mg至6%，Mn至1.5%，Cr至0.35%或它們的組合)及一些沉淀硬化鋁合金(含Cu或Mg至6.5%、含Si至1%或含Zn至8%) 。

該類合金具有晶體結(jié)構(gòu)、密度低、無磁性、比強(qiáng)度高，低溫下能保持較高的強(qiáng)度、塑性及韌性 。

用于航天飛機(jī)、火箭動(dòng)力裝置的液氫(20K)、液氧(90K)儲(chǔ)箱，以及低溫超導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)支撐件等。Al-Li輕合金(如2090，8090等)是性能優(yōu)異的低溫材料，隨著溫度降低，其強(qiáng)度、塑性、韌性大幅度提高，如2090合金的低溫性能(約4K)比2219合金要好得多 。

系統(tǒng)研究了應(yīng)變硬化型5052和時(shí)效硬化型高強(qiáng)鋁合金的超低溫變形加工與后續(xù)熱處理工藝及內(nèi)在變形機(jī)制和強(qiáng)化機(jī)理，并將超低溫變形加工技術(shù)應(yīng)用于亞穩(wěn)奧氏體不銹鋼的加工處理；研究了高強(qiáng)鋁合金的加工性能及熱變形機(jī)理。（1）掌握了鋁合金超低溫變形加工技術(shù)與后續(xù)熱處理工藝，顯著弱化退火態(tài)5052鋁合金織構(gòu)的同時(shí)，使O態(tài)屈服強(qiáng)度較室溫軋制合金提高~33%，優(yōu)于現(xiàn)有商用5052-O合金板材及高牌號(hào)5000系鋁合金性能；實(shí)現(xiàn)了難變形高強(qiáng)7000系鋁合金的大變形量超低溫軋制變形，使合金強(qiáng)度提高~20%，直接時(shí)效處理使超低溫軋制合金屈服強(qiáng)度較傳統(tǒng)熱軋合金提高70MPa以上，延伸率可達(dá)8%以上。（2）超低溫變形加工可快速促進(jìn)304亞穩(wěn)奧氏體不銹鋼中形變誘導(dǎo)馬氏體轉(zhuǎn)變，但未改變馬氏體與母相奧氏體間取向關(guān)系，后續(xù)再結(jié)晶處理后平均晶粒尺寸達(dá)4-5μm，且屈服和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到360MPa和800MPa以上，明顯優(yōu)于太鋼等企業(yè)生產(chǎn)的304奧氏體不銹鋼薄板性能。（3）構(gòu)建了激活能演變的高強(qiáng)7050鋁合金熱變形本構(gòu)方程和唯理性本構(gòu)方程，確定了較佳的加工工藝窗口和熱變形機(jī)理。本項(xiàng)目取得的研究成果可為鋁合金及其他系列合金提供一種低成本、高效加工處理技術(shù)，可顯著提升強(qiáng)塑性和改善變形能力。

現(xiàn)有熱、冷軋制鋁合金板材在組織、性能及其均勻性等方面無法滿足航空航天等國家重大工程領(lǐng)域的應(yīng)用需求，主因在于冷、熱軋制中溫度及變形熱效應(yīng)對(duì)回復(fù)和再結(jié)晶的有利促進(jìn)使得組織細(xì)化能力減弱。項(xiàng)目組探索研究發(fā)現(xiàn)超低溫下可使高強(qiáng)鋁合金實(shí)現(xiàn)高達(dá)90%的軋制變形,并顯著提升合金強(qiáng)度,但對(duì)這種優(yōu)異超低溫軋制變形能力的形成機(jī)理尚無直接、合理的理解和認(rèn)識(shí)。本項(xiàng)目擬在獲得優(yōu)化的高強(qiáng)鋁合金板材超低溫軋制加工工藝基礎(chǔ)上,開展超低溫軋制過程中組織、位錯(cuò)缺陷等演變的表征,并就缺陷變化的溫度效應(yīng)進(jìn)行微觀表征和理論分析；同時(shí)基于超低溫本構(gòu)模型與有限元模擬研究來分析和認(rèn)知超低溫下塑性變形與溫度、應(yīng)變間的關(guān)聯(lián)性及溫度對(duì)合金時(shí)效特性的影響,從而結(jié)合起來揭示優(yōu)異超低溫變形能力的形成機(jī)理。與此同時(shí)，超低溫軋制變形引入的高變形儲(chǔ)能對(duì)后續(xù)室溫存儲(chǔ)和再結(jié)晶/時(shí)效熱處理等的影響及合金強(qiáng)化機(jī)理的研究和理解是實(shí)現(xiàn)合金強(qiáng)韌化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

鋁合金爐是用來對(duì)鋁合金制品的加熱、熔煉、固溶、保溫、淬火等用途，也用于其他金屬件的低溫回火處理。