对高强铝合金的简单了解

　　随着工业和信息化部、发展改革委、科技部、财政部近日联合印发《新材料产业发展指南》发布，人们已经开始对未来五年的新材料产业变化风向有着大致的了解。作为铝加工产业来说，新材料的发现、发明和应用推广是和产业变革密不可分的，根据需求发展高端用铝，是铝加工行业转型升级的必经之路。

　　《指南》计划，为了加快推动先进基础材料工业转型升级，高强铝合金会是重点突破与发展的工艺技术之一，同时也会根据不同工业领域的需求，会对合金的品种结构进行不断的优化。

　　接下来，我们就简单了解一下高强铝合金。

　　众所周知，铝合金因为其优秀的金属性能表现被广泛用于轨道交通，航空航天领域。一架民用飞机上铝合金占结构材料重量甚至达到70%-80%。但是随着航空工业的发展，无论是军用飞机还是民用飞机，对新一代的航空用合金都提出了更轻、更强、高韧、耐腐蚀等要求。

　　高强度铝合金主要是以Al-Zn-Mg-Cu系为主的合金。现在世界上许多国家都对7XXX系铝合金进行了大量的研究，全世界开发出的7XXX系铝合金牌号达数十个。比如说2014、2024、7079等在40-50年代开发的系列高强铝合金，直到今日，这些铝合金仍然是飞机用主要材料。因为高强铝合金作为一种高性能材料，无论是军工还是民用，应用都极为广泛，从某种程度上说，高强铝合金的制造水平就代表着一个国家铝工业的整体水平。

　　高强度合金因为混合了不同含量的元素而展现了不同的性能效果，可以说不同金属元素的添加对合金的性能表现有着重大的影响。

　　锌、镁

　　高强度铝合金当中锌与镁的金属元素比例对合金产生明显的强化作用。但是锌含量在铝合金中的比例有一个阀定值，当锌含量超过7%时，合金与断裂韧性相关的性能急剧降低，焊接性能、耐蚀性能显著恶化。镁的含量超过形成MgZn2相所需的量时，还会产生补充强化作用。

　　铜

　　铜元素对合金应力腐蚀性能有改善作用，因为铜元素的添加能降低晶内和晶界之间的电位差,使腐蚀得以均匀进行。

　　铬、锆、锰

　　铬、锆、锰元素在合金中可有效提高相应强度，抗应力腐蚀性改善。其中过渡元素形成的铝化物——Al3Zr的弥散度超过其它铝化物，而且形状紧凑，接近球型。在其它成分相同的情况下，分别加入铬、锆、锰,结果表明含锆的合金低周疲劳强度最高。

　　1000MPa级别超高强铝合金

　　目前，高强度铝合金中应用量最大和应用领域最广的仍然是传统铸造的Al-Zn-Mg-Cu系合金。这种高强度铝合金的残余延伸强度大约为600-800Mpa之间。随着航空技术的高速发展,对具有更高强度铝合金的需求越来越迫切。但是，采用传统的铸锭法想进一步提高铝合金的强度已经变得越来越困难。而近几年来的研究成果表明，快速凝固工艺或者机械合金化方法获得具有非平衡结构的铝合金粉末，并在随后的高压成形和晶化处理过程中调控工艺参数控制其微观结构是获得1000Mpa以上的超高强度铝合金的一条新途径。但是这两种方法的成本会比熔铸商业铝合金的成本更加难以控制。所以攻关新技术问题的同时也要主要技术生产成本的控制。