鋁合金發(fā)展歷史

鋁合金研究與發(fā)展的初期主要是和航空工業(yè)聯(lián)系在一起的，只有近百年的歷史，但發(fā)展得很快，用途范圍不斷擴(kuò)大，在金屬材料中其產(chǎn)量在鋼鐵之后居第二位，在有色金屬材料中居首位。鋁合金將有很大的發(fā)展：采用更新的工藝方法，改進(jìn)原有合金，發(fā)展新合金，賦予更新更加完善的使用性能，擴(kuò)大使用范圍，增大使用量。

1908年美國(guó)鋁業(yè)公司發(fā)明電工鋁合金1050，并制成鋼芯鋁絞線，開創(chuàng)高壓遠(yuǎn)程輸電先鋒。

1915年美國(guó)鋁業(yè)公司發(fā)明2017合金，1933年發(fā)明2024合金，使鋁在航空器中的應(yīng)用得以迅速擴(kuò)大。 1933年美國(guó)鋁業(yè)公司發(fā)明6061合金，隨即創(chuàng)造了擠壓機(jī)淬火工藝，顯著擴(kuò)大了擠壓型材應(yīng)用范圍。

1943年美國(guó)鋁業(yè)公司發(fā)明了6063合金及7075合金，開創(chuàng)了高強(qiáng)度鋁合金的新紀(jì)元。

1965年美國(guó)鋁業(yè)公司又發(fā)明了A356鑄造鋁合金，這是經(jīng)典鑄造鋁合金。

隨著對(duì)鋁合金材料方面的研究深入，高強(qiáng)鋁合金(2000、7000系列)以其優(yōu)異的綜合性能在商用飛機(jī)上的使用量已經(jīng)達(dá)到其結(jié)構(gòu)質(zhì)量的80%以上，因此得到全球航空工業(yè)界的普遍重視。鋁合金開始逐漸應(yīng)用于生活，軍事，科技方面。

鋁合金按其成分和加工方法又分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金是先將合金配料熔鑄成坯錠，再進(jìn)行塑性變形加工，通過軋制、擠壓、拉伸、鍛造等方法制成各種塑性加工制品。鑄造鋁合金是將配料熔煉后用砂模、鐵模、熔模和壓鑄法等直接鑄成各種零部件的毛坯。

鋁合金1.變形鋁合金

變形鋁合金是以各種壓力加工方法制成的管、棒、線、型等半成品鋁合金。根據(jù)其用途又可分為防腐鋁合金、超硬鋁、特殊鋁、硬鋁、鍛鋁5類。

常用的防銹鋁合金中主要合金元素是錳和鎂，加錳可提高其抗蝕能力，加鎂使其強(qiáng)化并降低比重，其特點(diǎn)是耐腐蝕，拋光性好，可長(zhǎng)時(shí)間保持光亮表面，強(qiáng)度比純鋁高，多用于制造與液體接觸的零件、管道、日用品、裝飾品等; 硬鋁又稱杜拉鋁，是鋁、銅、鎂合金，并含少量錳。銅、鎂在鋁中溶解度較大，有強(qiáng)化效應(yīng)，錳使其耐蝕。硬鋁根據(jù)其合金元素含量不同可分別制造鉚釘、飛機(jī)的螺旋槳及飛機(jī)上的高強(qiáng)度零件; 超硬鋁是含有鋅的硬鋁，其硬度、強(qiáng)度均比硬鋁高，不同品種的超硬鋁用于制造各種結(jié)構(gòu)零件、高載荷零件，是航空工業(yè)的重要材料之一; 鍛鋁在一般狀態(tài)下具有高的塑性，強(qiáng)度大，用來制造各種鍛件或沖壓件，如內(nèi)燃機(jī)活塞等; 特殊鋁是在特定情況下使用的，組分不同，各有用途。

鋁合金2.鑄造鋁合金

鑄造鋁合金是用來直接澆鑄各種形狀的機(jī)械零件的鋁合金。按加入的主要元素不同又可分為Al-Si系合金、Al-Zn系合金、Al-Mg系合金。每個(gè)系統(tǒng)各有牌號(hào)，較為復(fù)雜。

鋁合金3.區(qū)別

變形鋁合金和鑄造鋁合金的根本差別可用鋁基二元合金相圖來說明：成分位于B′點(diǎn)以左的合金屬于變形鋁合金，當(dāng)加熱到高于固溶線(BD)溫度時(shí)，它可獲得單相α固溶體，其塑性加工性能較好，適于冷、熱壓力加工。由于熔鑄技術(shù)的發(fā)展，有些變形鋁合金的成分已擴(kuò)大到F點(diǎn)。成分在E點(diǎn)以右的合金屬于鑄造鋁合金。由于其組織中含有低熔點(diǎn)共晶體，流動(dòng)性好，可防止熱裂現(xiàn)象，適于鑄造成形?？梢婅T造鋁合金的成分含量比變形鋁合金的高。鋁合金又分可熱處理強(qiáng)化和不可熱處理強(qiáng)化的兩類。成分在D點(diǎn)以左的合金，其固溶體的成分不隨溫度的變化而變化，熱處理時(shí)沒有相的變化，不發(fā)生強(qiáng)化，稱為非熱處理強(qiáng)化合金;合金成分位于DF之間的合金，其固溶體的成分隨溫度而改變，即熱處理時(shí)有相的變化，因而發(fā)生強(qiáng)化，稱為可熱處理強(qiáng)化合金。

鋁基二元合金相圖(示意圖)

以鋁為基添加一定量其他合金化元素的合金，是輕金屬材料之一。鋁合金除具有鋁的一般特性外，由于添加合金化元素的種類和數(shù)量的不同又具有一些合金的具體特性。鋁合金的密度為2.63～2.85g/cm，有較高的強(qiáng)度(σ_b為110～650MPa)，比強(qiáng)度接近高合金鋼，比剛度超過鋼，有良好的鑄造性能和塑性加工性能，良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，良好的耐蝕性和可焊性，可作結(jié)構(gòu)材料使用，在航天、航空、交通運(yùn)輸、建筑、機(jī)電、輕化和日用品中有著廣泛的應(yīng)用。

鋁合金具有密度低、力學(xué)性能佳、加工性能好、無毒、易回收、導(dǎo)電性、傳熱性及抗腐蝕性能優(yōu)良等特點(diǎn)，在船用行業(yè)、化工行業(yè)、航空航天、金屬包裝、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域廣泛使用。

鋁合金1.航空航天

鋁合金是制造飛機(jī)用的主要材料。鋁合金與制造汽車用的軟鋼比較起來，價(jià)格貴、密度小，相對(duì)密度為2.8，與軟鋼相對(duì)密度7.8比較，約輕三分之一，盡管強(qiáng)度相差不多，但對(duì)飛機(jī)來說，材料輕是最主要的，而且耐腐蝕性較強(qiáng)，加工也方便，故鋁合金是制造飛機(jī)最理想的材料。

硬鋁根據(jù)其合金元素含量不同可分別制造鉚釘、飛機(jī)的螺旋槳及飛機(jī)上的高強(qiáng)度零件; 超硬鋁是含有鋅的硬鋁，其硬度、強(qiáng)度均比硬鋁高，不同品種的超硬鋁用于制造各種結(jié)構(gòu)零件、高載荷零件，是航空工業(yè)的重要材料之一。

鋁合金2.船用行業(yè)

鋁及鋁合金在造船工業(yè)中應(yīng)用越來越廣，小到汽艇大到萬噸油輪，從海上氣墊船到海下潛艇，從民用到軍工，從捕魚船到海洋開采船，均使用綜合性能優(yōu)良的鋁合金生產(chǎn)船舶外殼、支架結(jié)構(gòu)、配套設(shè)施、管道等。

鋁合金應(yīng)用于船用行業(yè)，可以使船的整體質(zhì)量減重，有利用船舶行駛速度的提升，并能抵抗海水對(duì)船舶的腐蝕。 在船用行業(yè)應(yīng)用的鋁合金主要是鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁硅合金。鋁銅合金在我國(guó)及俄羅斯船舶中使用廣泛，但其耐海水腐蝕性能差，阻礙了其在船舶行業(yè)中的發(fā)展。鋁鎂合金主要用于船體外殼、水泵導(dǎo)管、泵殼體及機(jī)座支架等，牌號(hào)有5083、5086、5456、5466等。鋁硅合金結(jié)構(gòu)強(qiáng)度適中，流動(dòng)性好，充型能力強(qiáng)，易于生產(chǎn)致密度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件，如高壓閥件、氣缸體、泵、減速箱外殼、渦輪葉片等。

鋁合金3.在化工行業(yè)中的應(yīng)用

鋁具有良好的導(dǎo)熱性，鋁及鋁合金廣泛用于生產(chǎn)化工設(shè)備中換熱設(shè)備、抗?jié)庀跛岣g的貯槽、吸附過濾器、分餾塔、管道及許多內(nèi)襯等。鑄造鋁合金的流動(dòng)性好，充型能力強(qiáng)，收縮率小，不易形成裂紋，抗腐蝕性能好（其表面可形成三氧化二鋁、二氧化硅保護(hù)膜），質(zhì)量輕，力學(xué)性能好優(yōu)良，大量用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的抗腐蝕零部件，如汽缸、管件、閥門、泵、活塞等。鋁在化工生產(chǎn)中有許多特殊的用途 。鋁不產(chǎn)生火花，鋁合金可生產(chǎn)盛裝容易揮發(fā)性物質(zhì)的容器；鋁無毒性，不會(huì)造成食物變質(zhì)，不影響商品的外觀，不腐蝕商品，因此，鋁合金廣泛用于制作食品化工工業(yè)中相關(guān)設(shè)備。

鋁合金4.在金屬包裝行業(yè)中的應(yīng)用

鋁合金可用于金屬包裝，其具有以下優(yōu)良特點(diǎn)：力學(xué)性能好，質(zhì)輕抗壓強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸商品；阻隔性能好，可阻擋陽光、氧氣和潮濕的環(huán)境對(duì)物品的破壞，可延長(zhǎng)物品的保質(zhì)期；質(zhì)地好、有美感，鋁合金用作包裝有獨(dú)特的金屬光澤，觸摸感好、美觀，提升商品品質(zhì)；無毒易回收，可循環(huán)利用，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染。鋁合金被廣泛用于啤酒、飲料及其他食品罐，多為沖壓拉延成型結(jié)構(gòu)。鋁箔器皿美觀、質(zhì)輕、傳熱性好，用于快餐食品的包裝，具有保鮮、保味、無毒的功效，被越來越多的食品行業(yè)使用。鋁合金金屬軟管可擠壓變形，內(nèi)裝物擠壓即可使用，簡(jiǎn)單方便，常用于膏狀化妝品包裝。

鋁合金5.在其他行業(yè)的應(yīng)用

鋁合金的比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、流動(dòng)性好、充型能力強(qiáng)、耐蝕性好、熔點(diǎn)低，廣泛用于拖拉機(jī)、機(jī)車零部件、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械、建筑裝飾等行業(yè)。鋁合金有優(yōu)良的延展性，在日用品行業(yè)及食品行業(yè)得到大量使用。在輸送電力領(lǐng)域，鋁合金制作的導(dǎo)線成本低、質(zhì)量輕、抗腐蝕性能好、傳熱及易導(dǎo)電、抗磨，因而越來越受到人們的重視。在輸電領(lǐng)域，鋁合金的使用量最大，高達(dá)90%的高壓導(dǎo)線材料是鋁制品[10]。鋁硅合金可作為良好的脫氧劑，減少鋼產(chǎn)生皮下氣泡的敏感性，煉鋼脫氧提高鋼的品質(zhì)，鋁硅合金市場(chǎng)用量大，全國(guó)每年需求量達(dá)百萬噸。

鋁及鋁合金變形鋁合金

強(qiáng)度較高、比強(qiáng)度大且適宜于塑性成形的鋁合金。

變形鋁合金又分為：

(1)、工業(yè)純鋁

(2)、熱處理不可強(qiáng)化的鋁合金

(3)、熱處理可強(qiáng)化的鋁合金

鋁及鋁合金鑄造鋁合金

適于熔融狀態(tài)下充填鑄型獲得一定形狀和尺寸鑄件毛坯的鋁合金。

鑄造鋁合金分為：

(1)、鋁硅系合金

(2)、鋁銅合金

(3)、鋁鎂合金

(4)、鋁鋅系合金

主體材料使用鋁合金制作，可以折疊存放、運(yùn)輸，具有堅(jiān)固耐用，攜帶輕便，易于存放的特點(diǎn)，主要用于各類展覽展示活動(dòng)，禮品促銷，比如展覽會(huì)宣傳，信用卡辦理，小區(qū)擺攤銷售等。

鋁合金促銷臺(tái)鋁合金桌面

鋁合金促銷臺(tái)桌面采用鋁合金板拼接而成，寬度約為5厘米，鋁合金板之間用鋼絲串聯(lián)起來，使用時(shí)可將鋁合金板平鋪在桌面支架上，使用完畢后，可將鋁合金板卷疊起來。

鋁合金促銷臺(tái)鋁合金桌腿

鋁合金促銷臺(tái)桌腿彩用鋁合金管，用塑鋼連接件連接后，可進(jìn)行拉伸折疊。

鋁合金促銷臺(tái)尺寸

拉伸后尺寸為：50cm*90cm*75cm(寬，長(zhǎng)，高)，其中促銷臺(tái)楣板桿高度為195cm，可用于懸掛企業(yè)宣傳條幅。

鋁合金促銷臺(tái)使用

鋁合金促銷使用時(shí)先拉伸桌腿，然后分別扣上前后鋁合金板，然后將鋁合金桌面板取開，依次平鋪在鋁合金桌面上，扣緊兩邊扣鈕，將廣告楣板懸掛到楣板桿的固定點(diǎn)上，并用膠帶加以固定，然后將宣傳廣告圍于促銷左前右三面的桌腿處。

快速凝固粉末鋁合金是快速凝固取得的最重要成果之一。美國(guó)材料咨詢局( NMAB)對(duì)先進(jìn)的快速凝固鋁合金的研究做了全面的評(píng)估，得出的結(jié)論是：(1)快速凝固粉末鋁合金的性能比傳統(tǒng)鑄錠冶金優(yōu)越得多；(2) 快速凝固粉末冶金鋁合金主要用于航空工業(yè)；(3)現(xiàn)行的有關(guān)相關(guān)系、顯微組織及結(jié)構(gòu)性能方面的知識(shí)不適用于快速凝固鋁合金。咨詢局的評(píng)估是對(duì)快速凝固鋁合金的研究、開發(fā)、試驗(yàn)與生產(chǎn)的有力支持，該報(bào)告特別指出應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期、廣泛的基礎(chǔ)研究并制定發(fā)展規(guī)劃。

快速凝固鋁合金主要是在粉末高比強(qiáng)合金、粉末耐熱鋁合金、粉末高強(qiáng)鋁合金、粉末耐磨鋁合金方面取得了很多成果，特別是粉末耐熱鋁合金的成就令人矚目。