高强变形铝合金的研究现状和发展趋势--最新

轻质高强材料的研究与应用前景探析材料是现代科技与工业发展的基础。

在材料科学技术的发展过程中，轻质高强材料越来越受到研究者们的关注。

轻质高强材料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、阻燃等优良的物理化学性能。

这样材料不仅可以大大减轻各种工程结构和机械设备的重量，还可以提高其安全可靠性，从而在航空航天、交通运输、建筑工程、电子信息、医疗器械等众多领域得到了广泛应用。

本文将就轻质高强材料的研究现状和应用前景进行探讨。

一、轻质高强材料的类型及特性1. 铝合金铝合金是轻质高强材料中最具代表性的一种材料。

它具有密度低（2.7g/cm³）、强度高、抗腐蚀性强、可加工性好等优良的物理化学性能。

同时，铝合金还具有优良的导热、导电性，可以很好地用于导热设备、电子元器件等领域。

铝合金的缺点是低的耐磨性和易于腐蚀，需要进行特殊处理。

2. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料以其轻量化、高强度、高硬度等特点，被广泛应用于航空、航天、汽车、医疗器械等领域。

碳纤维复合材料的密度只有铝合金的1/4，强度却比铝合金高3倍以上。

同时，碳纤维复合材料还具有良好的耐磨性和耐冲击性能。

缺点是其加工难度和成本较高。

3. 镁合金镁合金是一种具有物理化学性质特殊的材料，具有质量轻、强度高、比强度高、加工性能优、环保无污染等优点。

目前，镁合金被广泛用于汽车、航空等行业。

虽然镁合金的密度比铝合金低，但相对铝合金的抗腐蚀性和机械性能相对较弱，使用范围有限。

二、轻质高强材料的研究现状轻质高强材料的研究和应用已经成为当今世界材料科学领域的热点之一，研究对象包括新型合金、金属基底纳米复合材料、石墨烯增强金属材料等。

研究者们通过制备不同组成的新型材料，并在材料结构和形成过程中进行优化，从而优化材料性能。

例如，研究者们将石墨烯纳入金属基底中，利用石墨烯的高强度、高导电性和高耐腐蚀性来增强材料的性能。

此外，还有利用3D打印技术生产铝镁合金零件，通过控制晶粒尺寸实现优化强度等。

作者简介：牟春（1966-），男，四川巴中人，高级工程师，主要从事金属检测及物理学研究。

收稿日期：2021-01-107055（7A55）铝合金研究进展牟春，温庆红，林顺岩，冯旺，李霜（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆401326）摘要：7055（7A55）铝合金是在7150合金的基础上，通过提高Zn/Mg 比值、进一步降低杂质含量而开发出来的合金化程度更高、强度更高、综合性能较优的变形铝合金。

国外自上世纪80年代起步研究，美国1991正式注册，并获得广泛应用。

国内研究起步较晚，工业化应用较少，有文献对该合金的综述性报道已超过十年。

本文从合金成分设计及优化、均匀化热处理工艺、热加工工艺、固溶热处理工艺、时效工艺、形变热处理工艺等方面介绍了7055（7A55）合金的研究现状及最新进展。

关键词：7055（7A55）铝合金；成分；均匀化；热处理；力学性能；晶间腐蚀；剥落腐蚀中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1005-4898（2021）06-0003-06doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2021.06.010前言高强铝合金是航空工业主要的结构用材之一。

随着现代航空业的高速发展，要求航空结构材料具有更高的强度、更好的断裂韧性和更优的抗应力腐蚀开裂性能和抗疲劳性能。

国外铝工业界不断开发出性能优异的新型铝合金，7055（7A55）合金是目前变形铝合金中强度最高的合金。

20世纪80年代，美国Alcoa 公司在7150合金的基础上，通过提高Zn/Mg 比值、进一步降低Fe、Si、Mn 等杂质含量，成功开发了一种新型超高强7055合金，并研制出T77热处理工艺，于1991年注册，但具体的T77工艺专利技术高度保密。

通过RRA 热处理工艺生产的7055-T77合金的强度比7150高10%，比7075高出30%；且其断裂韧性较好，抗疲劳裂纹扩展能力强。

7055-T77合金在B777和A380等先进民用飞机中获得广泛的应用，如上翼蒙皮、水平尾翼、龙骨架、座轨和货运滑轨等。

第1篇一、引言铝合金作为一种重要的轻质金属材料，因其优异的性能和广泛的应用领域，在航空航天、交通运输、建筑、电子电器等行业中具有极高的地位。

本报告旨在通过对铝合金的应用实践进行探讨，分析其在不同领域的应用现状、技术特点及发展趋势，以期为我国铝合金产业的发展提供参考。

二、铝合金的应用现状1. 航空航天领域铝合金在航空航天领域的应用已达到极高水平，主要应用于飞机、火箭、卫星等飞行器的结构制造。

近年来，随着我国航空航天事业的快速发展，铝合金材料在飞机机体、发动机、起落架等部件中的应用日益广泛。

例如，我国自主研发的C919大型客机，其机体结构大量采用了铝合金材料，有效降低了飞机的重量，提高了燃油效率。

2. 交通运输领域在交通运输领域，铝合金材料广泛应用于汽车、船舶、轨道交通等交通工具的制造。

铝合金具有较高的比强度和比刚度，可减轻车辆自重，降低能耗。

例如，我国新能源汽车比亚迪唐采用了铝合金材料制造车身，有效降低了车辆自重，提高了续航里程。

3. 建筑领域在建筑领域，铝合金材料以其轻质、高强度、耐腐蚀等特点，在幕墙、门窗、装饰材料等方面得到广泛应用。

铝合金幕墙具有美观、节能、环保等优点，在我国建筑设计中占据重要地位。

此外，铝合金材料在钢结构建筑、桥梁、隧道等工程中也得到广泛应用。

4. 电子电器领域铝合金材料在电子电器领域的应用主要体现在散热器、外壳、连接器等方面。

铝合金具有良好的导热性能，可有效降低电子产品的温度，提高产品性能。

例如，我国智能手机、电脑等电子产品中，铝合金散热器已成为主流产品。

三、铝合金的技术特点1. 轻质高强铝合金具有较高的比强度和比刚度，较其他金属材料轻，有利于减轻产品自重，降低能耗。

2. 良好的耐腐蚀性铝合金表面形成一层致密的氧化膜，具有良好的耐腐蚀性能，适用于各种恶劣环境。

3. 易于加工成型铝合金具有良好的可塑性，可通过锻造、轧制、挤压、冲压等工艺进行加工成型。

4. 热处理性能优异铝合金具有良好的热处理性能，可通过热处理改善其性能。

粉末冶金铝合金的研究现状和发展趋势粉末冶金铝合金具有低密度、高比强、高耐磨性和耐腐蚀性的特点,表现出广阔的应用前景。

然而由于各种因素的影响,其开发利用远远落后于Fe、Cu系合金。

这些制约因素主要包括:①Al活性高,在快速凝固制粉的过程中,不可避免地形成一层致密的氧化膜,在压制和烧结过程中,这层氧化膜使合金元素的相互扩散受到阻碍,不利于其冶金粘结;②粉末价格高、缺少专有生产技术。

在这种情况下,研究粉末冶金铝合金的现状并指出其发展趋势,对于汽车工业用高效节能粉末冶金铝合金件的发展具有重要意义。

1.0.粉末冶金铝合金的发展历史：20世纪40年代,瑞士人IrmannR等用球磨机在控制氧含量的介质中研磨制成烧结铝粉(SAP),将铝粉与其他金属粉末的混合粉热压成棒状试样。

力学性能结果表明,这些合金有较高的高温强度,并且在高温下能保持原先的强度。

1952年美国铝业公司(Alcoa)开发了第一代烧结铝粉末冶金材料,它是一种Al-Al2O3弥散强化型合金,具有优异的高温强度和热稳定性。

1966年和1972年,Storchheims将液相烧结技术应用于粉末冶金,直接烧结而成粉末冶金铝合金零件。

合金主要有3类:2014、6061和7075,其强度范围为110～345MPa,具有密度低,切削性能好的优点,可与铜基和铁基粉末冶金零件相媲美。

20世纪70年代,通过快速凝固技术和机械合金化技术来制取合金粉末,促成了高性能粉末冶金铝合金的问世。

自这个时期以来,一些先进国家主要致力于研究新的热处理状态和开发快速凝固/粉末冶金工艺,发展粉末冶金铝合金。

到20世纪80年代末,粉末冶金铝合金得到快速发展。

美国、前苏联和日本等国家研制成功10多种牌号的粉末冶金结构铝合金和粉末冶金耐磨铝合金,并已投入小批量生产,开始在航空航天工业和汽车工业应用。

例如:日本采用快速凝固Al-Si合金粉末制造汽车发动机阀门弹簧座和连杆,质量分别减轻了60%和30%,使发动机速度大为提高。

时效态高强铝合金热变形行为及微观组织演变李萍;陈慧琴【摘要】采用热力模拟试验方法对具有时效态和过时效态初始组织的新型 Al-Zn-Mg-Cu 高强铝合金试样进行了热压缩实验，分析了在热变形过程中的流变行为和微观组织演变。

研究结果表明，时效态与过时效态试样都具有动态回复型流变应力曲线特征，且相同变形条件下时效态试样的流变应力高于过时效态流变应力，平均应力指数值分别为6.4525和5.6459，热变形激活能值分别为247.457 kJ/ mol 和178.252 kJ/ mol.两种状态试样热变形组织演变基本规律为：高温条件下，析出相溶入基体组织，晶粒长大倾向高；当变形程度较大时（60%~80%），可以获得细小的晶粒组织；低温变形条件下，析出相含量较高，晶粒长大倾向小。

比较发现，高温变形过程中，时效态试样晶粒长大倾向小，变形程度较大时晶粒组织更加细小均匀；而过时效态试样晶粒组织经历了变形较小时的粗化到变形较大时的细化。

%Hot-compression experiments of new Al-Zn-Mg-Cu alloy with as-aged and as-overaged starting structures were carried out by thermo-mechanical modeling testing method. Hot-deformation Behavior and microstructure evo-lution of the alloy with as-aged and as-overaged starting structures have been analyzed. The results indicate that both samples have the dynamic recovery flow stress curves with higher stress of as-aged samples at the same de-formation conditions. The average stress exponents are 6. 4525 and 5. 6459 respectively,and the average hot-de-formation active energy are 247. 457 kJ/ mol and 178. 252 kJ/ mol respectively for the as-aged and the as-overaged samples. Microstructure evolutions during hot deformation of both samples are that precipitatedphases dissolved in-to the matrix,and grain grows fast during deformation at higher temperature;while refined grains can be obtained when high reduction is great than 60% ~ 80% . However,the content of precipitated phases is higher,and grain grows slowly during deformation at lower temperature. By comparing analyses,it is shown that refined grains after lager strain are smaller and more uniform for the as-aged samples due to lower grain growth rate at the high temper-ature deformation conditions;while grain coarsening occurs at small strain and grain refining presents at large strain for the as-overaged samples at high-temperature deformation processes.【期刊名称】《太原科技大学学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P358-363)【关键词】高强铝合金;热变形;流变应力;微观组织【作者】李萍;陈慧琴【作者单位】太原科技大学，太原 030024;太原科技大学，太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+高强铝合金是航天航空领域的主要结构材料[1]。

航空用7150高强铝合金发展现状戴威然;田怡;秦龙万;李恒;谭国寅;孙彦华;岳有成;曹瑞珂【摘要】介绍了国内外7150铝合金的发展概况与应用现状,从各项异性、热处理等方面综述了7150铝合金的研究进展,预测了国内未来对7150铝合金的需求,并展望了7150高强、高韧、耐蚀铝合金的发展方向.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2018(047)003【总页数】4页(P76-78,88)【关键词】7150铝合金;航空铝材;各项异性;热处理【作者】戴威然;田怡;秦龙万;李恒;谭国寅;孙彦华;岳有成;曹瑞珂【作者单位】云南云铝泽鑫铝业有限公司,云南富源655500;昆明冶金高等专科学校,云南昆明650033;云南铝业股份有限公司,云南昆明650502;昆明冶金研究院,云南昆明650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南昆明650503;昆明冶金研究院,云南昆明650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南昆明650503;昆明冶金研究院,云南昆明650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南昆明650503;昆明冶金研究院,云南昆明650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南昆明650503;昆明冶金研究院,云南昆明650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室,云南昆明650503【正文语种】中文【中图分类】TU3950 引言飞行高度离地面100 km以内的飞行器械称为航空器，而用于制造航空器的各种变形铝合金与铸造铝合金，均统称为航空铝材。

其中，航空器上使用的压铸件采用铸造铝合金生产，而航空器的板材、型材、线材等多采用变形铝合金加工[1-4]。

1 7150航空级铝合金的运用超强、高韧、耐蚀7150铝合金于20世纪70年代末年研制成功，7150铝合金的出现首次实现了铝合金同时具有良好抗腐蚀性能和合金强度的目标。

提高铝合金强度的技术途径和方法摘要：主要介绍了铝合金强化的位错机制，论述了铝合金强化的技术途径和方法，并进一步研究了高强铝合金的发展趋势。

1 前言铝及铝合金具有密度小、耐蚀性和成型性好等一系列优点，在航天，航空、核工业及兵器工业等有着广泛的应用前景及不可替代的地位，因而铝和铝合金的研制技术被列为国防科技关键技术及重点发展的基础技术。

现代工业和科学技术的迅速发展，对铝合金强化材料的性能提出了更高要求。

铝合金强化以加工硬化和沉淀强化为重点，而其强化效果的判断则以铝合金材料在常温和高温下的强度、塑性指标为重要依据。

本文对强化机理进行了探讨，并对强化方法进行了综合分类。

2铝合金强化的位错机制强度是材料抵抗变形和破坏的能力，金属材料的强度主要取决于构成晶体的原子之间的结合力。

这种结合力随原子和结合键性质的不同而有差异。

材料的强度、塑性、韧性等力学性能除与键的强度有关外，还与晶体结构的完整性密切相关，即受晶粒、亚晶粒尺寸、第二相特征、晶体缺陷密度等因素影响，这些影响都可以用位错作用机制来解释。

3提高铝合金强度的技术途径和方法铝合金强化主要是增加其对位错动作的抗力，所以铝合金强化途径有两条：液态处理和固态处理。

3.1液态处理方法液态处理是通过合金化和化学反应在铝基体熔体中生成碳化物、硼化物、氮化物等弥散分布的强化相，这种由反应生成的强化相与基体间的界面洁净、结合较好、颗粒细小、分布均匀，因此对合金的弥散强化效果较好。

液态处理主要有合金强化和异相强化。

合金强化是在铝合金中添加具有很低溶解度和扩散速率的过渡族金属和稀土金属元素，铸造时快速冷却，使这些元素保留在α（A1）固溶体中，随后加热析出非常稳定的非共格第二相弥散质点，通过弥散质点而使合金强化。

几乎所有铝合金都分别或联合加入Ti，V，Cr，Mn，Zr等过渡族元素，这些元素形成弥散铝化物质点，产生弥散强化作用，这些质点一旦析出，很难继续溶解或聚集，有较大的弥散强化效果。

铸态和锻态高强铝合金热变形组织的演变王金亮;赵晓东;陈慧琴【摘要】采用Gleeble-1500D热力模拟试验机对具有铸态和预锻态初始组织的新型A1-Zn-Mg-Cu高强铝合金试样进行了热压缩试验,分析了该合金铸态和锻态初始组织在热变形过程中的演变.研究结果表明,高温低应变速率条件下,铸态树枝晶粒在热压缩变形拉长的同时,晶内树枝晶界在高温压缩扩散的作用下逐渐消失,转变为粗大均匀且变形拉长的晶粒组织.当压缩变形量很大时,剧烈拉长的晶粒将通过几何动态再结晶得到细化.预锻态试样压缩过程中,适当的温度和应变速率条件下即可发生动态再结晶,形成细小均匀的再结晶新晶粒.【期刊名称】《太原科技大学学报》【年(卷),期】2013(034)004【总页数】7页(P276-282)【关键词】高强铝合金;热变形;组织演变【作者】王金亮;赵晓东;陈慧琴【作者单位】太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024;太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024;太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+高强铝合金是航空航天工业中主要的结构材料。

目前世界各国民用飞机上铝合金已占居了结构材料重量的70%～80%，其中大部分为高强铝合金［1］。

随着现代航空航天工业的发展，对高强铝合金的强度和综合性能提出了更高的要求。

近些年来，优化合金成分设计、超细化合金组织结构、采用新型的制坯方法、发展新的成形加工及热处理制度成为发展高性能铝合金的重要方向［2-4］。

新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金主要应用于飞机重要部件的制造，如制造超厚板材和大型锻件［5-7］。

近年来，就7XXX系铝合金的热变形进行了大量模拟研究，但对其热变形行为的研究多集中于其流变应力行为、本构方程和热加工后显微组织等研究［8-10］；而高强铝合金厚板锻件的多向锻造过程是一个多火次多工步复杂的热力学过程。

该过程中，通过合理的热变形工序可以有效地消除铸态缺陷、细化晶粒，并使粗大的第二相碎化和弥散化，获得致密的、均匀的、细化的锻态组织，提高厚板锻件性能。

铝的轧制工艺发展现状及未来趋势分析铝是一种重要的金属材料，具有优良的导热、导电、耐腐蚀和良好的可塑性等特性，因此得到了广泛的应用。

铝的轧制工艺是将铝经过压缩、弯曲等加工手段，使其形成所需形状和尺寸的过程。

铝的轧制工艺发展起初较为简单，但随着科技的进步和工艺的革新，铝的轧制工艺不断发展并取得了长足的进展。

铝的轧制工艺发展至今经历了几个重要的阶段。

最初，人们利用传统手工方法对铝进行轧制，此方法工艺简单，但效率低下。

20世纪初期，机械化工艺取代了手工方法，铝的轧制效率大大提高，并出现了金属带材、金属板材等新型产品。

第二次世界大战后，针对铝的轧制工艺进行了挤压工艺的研究和应用，推动了铝工艺的发展，进一步丰富了铝产业的产品种类。

1960年代，推出了热轧工艺，使铝产品的质量得以提高，并发展出热轧铝板和热轧铝带等新产品。

21世纪以来，随着科技的不断发展，铝的轧制工艺得到了进一步改进和创新，同时出现了更多的轧制设备和工艺技术。

目前，铝的轧制工艺发展处于高速发展的阶段，主要体现在以下几个方面。

首先，轧制设备的新技术应用推动了铝的轧制工艺的发展。

如今，高端轧制设备，如热连轧机、连铸轧机、轧辊快换技术等被广泛应用于铝的生产过程中。

这类设备具有高效、精准、稳定的特点，大大提升了铝产品的质量和生产效率。

其次，新型轧制工艺的引入促进了铝的轧制工艺的创新。

近年来，微变形轧制、多道次轧制、热轧冷轧复合等新型轧制工艺被广泛采用。

这些新工艺使得铝产品的塑性变形能力更强，可获得更高的机械性能，并使产品制造过程更加灵活、高效。

此外，材料科学的进步也对铝的轧制工艺的发展起到了重要的推动作用。

铝合金的应用使铝的性能得到了极大的提升，同时也为铝的轧制工艺提供了更多的选择。

不同成分的铝合金材料具有不同的力学性能和加工特性，轧制工艺也必须因材料而异。

因此，铝的轧制工艺的发展需要与新型铝合金材料研究相结合，进一步提升铝产品的质量和性能。

铝的轧制工艺未来的趋势主要表现在以下几个方面。

压铸铝合金研究现状与未来发展趋势近几年来，我国经济发展速度很快，汽车、摩托车、自行车等已经在生活中随处可见。

而这些需要精密零件的重型产品的铸件或部分组件都是采用铝合金制作而成的。

其中铝合金压铸件占铝合金应用的95%。

铝合金的特点是质量轻、强度高、耐腐蚀和耐氧化。

压铸铝合金是在普通铸造铝合金中添加少量镁、铜等元素形成的合金，具有很高的强度、硬度及良好的导热性能。

2。

含镁5-7%镁合金的压铸是我国最早应用于工业上的压铸方法之一。

这种材料与其它合金相比，除了镁含量高以外，还含有一定量的铜，这对提高铝合金的力学性能、减少变形和降低应力集中程度都有好处。

铜与镁形成低熔点共晶体，在室温下有较高的强度。

与此同时，镁合金具有很好的流动性，熔炼过程中不易吸气，并且有利于排除镁液中的气泡。

此外，镁还起到脱氧剂和润滑剂的作用，这些均有助于改善合金的成分和微观结构，提高合金的机械性能。

3。

加入少量铜后，镁合金的力学性能有所提高，但在固溶温度以下，基本上不影响镁合金的机械性能。

铜在镁中的溶解，主要靠固溶过程进行。

与纯铝合金相比，加入0.005%-0.1%的铜的镁合金强度稍有提高，但塑性下降。

加入铜后的合金导热性能下降，铸锭中容易产生缩孔和疏松，使铸件尺寸和表面质量恶化，同时加入铜后，由于不易吸收气体，因而镁合金的气密性能也差。

4。

加入少量铜和铝形成的共晶合金，虽然强度略有提高，但其塑性和韧性明显降低，而且易出现各向异性，无法压铸薄壁和复杂形状的铸件。

另外，镁合金中常含有Cu、 Ag等元素，这些元素在大气和淡水中都会与空气中的氧和二氧化碳发生反应而被消耗掉。

因此镁合金的抗蚀性能较差。

随着工业的发展，为满足对轻质、节能、高强的要求，要求铸件越来越薄，这就要求压铸工艺中，压射速度越来越高，模具型腔中熔体停留的时间越来越短。

高速压射必须克服高压射速度带来的凝固潜热问题，因此需要采用预先将粉末充分混合的工艺。

压铸铝合金的优点是：⑴、不含贵重金属；⑵、可获得良好的压铸件表面质量；⑶、可避免产生冷隔和浇不足；⑷、易于实现自动化。

第５卷　第１期２０２１年１月宇航总体技术Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．５Ｎｏ．１Ｊａｎ．２０２１收稿日期：２０１９－１２－１２；修订日期：２０２０－０３－１２基金项目：国家自然科学基金（Ｕ１８３７２００１３）作者简介：李倩云（１９７４－），女，硕士，高级工程师，主要研究方向为运载火箭结构设计。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｙｂｚｙｒｓｂｔ１＠１２６．ｃｏｍ高强铝合金薄壁高筋大型壁板精确成形制造技术研究李倩云，胡　勇，王　辰，王　迪，张　东（北京宇航系统工程研究所，北京１０００７６）摘　要：针对现有铝合金薄板加筋条铆接或轧制厚板铣削的制造方式已经难以满足新型运载火箭舱段壁板在轻量化、高性能和低成本快速制造等方面的发展需求，从挤压成形所具有的高效率、高成形精度和良好的稳定性等特点出发，围绕高强韧高成形性可焊铝合金设计、高纯均质熔铸工艺、挤压流变整体成形以及复杂断面构件热处理调控的研究，提出采用带筋筒形件挤压开坯、精近成形后剖展的方法，制造宽幅薄壁高筋壁板，在降低宽幅薄壁高筋壁板对工装高要求的同时提高成形稳定性，并兼具高效、低成本、高性能等特点，能够支撑轻质高强薄壁大型舱段的高性能、低成本、高效制造。

关键词：薄壁高筋大型壁板；高强铝合金；强塑性变形；形性协同　 中图分类号：Ｖ４２１ 文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－４０８０（２０２１）０１－００１９－０８Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｐｒｅｃｉｓｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ＬａｒｇｅＴｈｉｎ　Ｗａｌｌ　Ｐａｎｅｌ　ｗｉｔｈ　Ｈｉｇｈ　Ｒｉｂｓ　Ｍａｄｅ　ｏｆＨｉｇｈ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　ＡｌｌｏｙＬＩ　Ｑｉａｎｙｕｎ，ＨＵ　Ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｃｈｅｎ，ＷＡＮＧ　Ｄｉ，ＺＨＡＮＧ　Ｄｏｎｇ（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｉｎ　ｐｌａｔｅ　ｗｉｔｈ　ｒｉｖｅｔｉｎｇ　ｒｉｂｓ　ｏｒ　ｍｉｌｌｉｎｇ　ｏｆｒｏｌｌｅｄ　ｐｌａｔｅｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｎｅｅｄｓ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｌａｕｎｃｈ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｃａｂｉｎ　ｗａｌｌｐａｎｅｌｓ　ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｗｅｉｇｈｔ，ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｒａｐｉｄ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｈｉｇｈ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｇｏｏｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｃｕｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆｎｏｖｅｌ　ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ，ｈｉｇｈ－ｐｕｒｉｔｙ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｔｅｇｒａｌ　ｅｘ－ｔｒｕｓｉｏｎ，ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ａ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｙｍ－ｍｅｔｒｉｃａｌ　ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ　ｏｆ　ｒｉｂｂｅｄ　ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ　ｐａｒｔｓ　ａｎｄ　ｄｉｓｓｅｃｔｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｃｌｏｓｅ－ｆｏｒｍ　ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｔｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｔｈｉｎ　ｗａｌｌ　ｐａｎｅｌ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｒｉｂｓ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｉｔｈ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｅ－ｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｗｉｄｅ－ｗｉｄｔｈ　ｔｈｉｎ－ｗａｌｌ　ｐａｎｅｌ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｒｉｂｓ　ｉｓ　ｒｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｉｍ－ｐｒｏｖｅｄ．Ａｌｓｏ，ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ　ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｔｈｉｎ－ｗａｌｌ　ｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅｄ　ｃａｂｉｎｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｐｅｒ－ｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ．宇航总体技术２０２１年１月Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｈｉｎ　ｗａｌｌ　ｐａｎｅｌ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｒｉｂｓ；Ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ；Ｓｅｖｅｒｅ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｄｅｆｏｒｍ－ａｔｉｏｎ；Ｓｈａｐｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ０　引言运载火箭是完成国家重大航天工程和实现航天强国的基本保证，《２０１７—２０４５年航天运输系统发展路线图》规划中提到［１］，到２０２０年，我国长征系列运载火箭将达到国际一流水平，同时面向全球提供多样化的商业发射服务，并实现运载火箭的低成本制造，这对火箭结构的高性能、低成本、高效制备提出了更高的要求。

铝合金建筑材料的发展现状及应用铝合金建筑材料独特的自重轻、比强度高、容易加工、耐腐蚀性好以及便于回收利用等特点成为建筑领域里一种新型应用材料。

标签：铝合金；性能；应用；发展趋势铝合金作为一种优质的、高比强度的轻质结构材料，经过一百余年的发展，已经成为全球用量仅次于钢铁的第二大金属材料。

尤其是20世纪中期开始，铝合金开始大量由军工转向民用，广泛应用于国民生产的各个领域，成为国民基础经济建设中不可或缺的一类重要材料。

传统的混凝土及钢材等建筑材料由于自重大、耐久性差、力学性能差等不足，大大限制了其在一些领域的使用。

而铝合金作为一种有着多种优异性能的新型建筑材料，在当今经济社会建设发展中扮演着越来越重要的角色。

1 概念铝合金是指以铝为基体的一类合金的总称。

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。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在建筑业、航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。

它的性能特点相对于钢材和混凝土材料来说，铝合金作为一类新型建筑材料具有很多传统建材所不具有的优良特性。

重量轻、比强度高，耐腐蚀性能好和耐低温性能等。

采用铝合金代替钢材或者混凝土可以大大减轻结构自重。

由于上部结构较轻，不但减轻了施工强度，缩短施工周期而且对基础的要求降低，而且减少了下部结构的建造费用。

针对大规格高强度的铝合金材料的成分设计、熔炼、均匀化、固溶、淬火、预拉伸以及时效各工序的相关技术进行了研究。

现代铝合金材料正朝着轻质高强、大规格、高均匀性和材料/结构一体化方向发展，这也是高强铝合金材料科学与工程研究的热点；铝合金在大气的影响下，其表面能够自然地形成一层氧化层。

这种氧化层可以在很大程度上防止铝合金材料的腐蚀，对海洋微生物SRB作用下，铝合金的耐腐蚀情况分析结果表明铝合金作为建筑材料应用到海洋工程时也需要采取一定的防护措施，如涂覆聚氨酯、聚脲防护层等；研究发现随着温度的降低，合金的抗拉强度和屈服强度均呈上升趋势，且抗拉强度的增幅明显大于屈服强度，不会因为屈服强度接近抗拉强度而发生韧脆转变。