超高强铝合金的研究现状及发展趋势

7xxx 系铝合金的研究现状及发展趋势3陈小明,宋仁国,李　杰(浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室,杭州310014)摘要 评述了国内外7xxx 系铝合金的研究及工业应用概况,讨论了热处理工艺对7xxx 系铝合金微观组织与性能的影响,介绍了相关的表征技术。

针对目前7xxx 系铝合金在研究以及产业化应用中存在的问题,指出实现7xxx 系铝合金的高强、高韧以及低应力腐蚀(SCC )敏感性将成为今后研究和开发工作的主要方向,并提出了具体的建议。

关键词 7xxx 系铝合金　热处理工艺　微观组织　表征技术中图分类号:T G146.2 文献标识码:ACurrent R esearch Status and Development T rends of 7xxx Series Aluminum AlloysC H EN Xiaoming ,SON G Renguo ,L I Jie(Key Laboratory of Mechanical Manufacture and Automation of Ministry of Education ,Zhejiang University of Technology ,Hangzhou 310014)Abstract The progress of the research and application of 7xxx series aluminum alloys is reviewed.The effect of the heat treatment technology on the microstructure and properties of 7xxx series aluminum alloys are discussed ,and the corresponding characterization technique is introduced.It will be the main research aspect to realize the high 2strength ,the high 2toughness and low SCC susceptibility of 7xxx series aluminum alloys.Finally ,some specific sug 2gestions for the future research and development of 7xxx series aluminum alloys are proposed ,based on the existing problems in the present research and application.K ey w ords 7xxx series aluminum alloys ,heat treatment technology ,microstructure ,characterization tech 2nique　3国家自然科学基金资助项目(50771093)　陈小明:男,1983年生,硕士研究生,主要从事7xxx 系铝合金研究　E 2mail :xiaoming840@ 宋仁国:男,1965年生,博士,教授,主要从事材料腐蚀与防护研究　E 2mail :songrg @0　引言7xxx 系铝合金包括Al 2Zn 2Mg 系和Al 2Zn 2Mg 2Cu 系合金[1],都具有密度低、加工性能好及焊接性能优良等优点。

铝合金锻造技术的研究与发展铝合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料，被广泛应用于汽车、飞机、电子、建筑等领域。

而铝合金的制造过程中，锻造技术是一种高效、节能、环保的加工方法。

在现代工业中，铝合金锻造技术越来越受到重视和广泛应用。

本文将围绕铝合金锻造技术的研究与发展，探讨其应用前景和发展方向。

一、铝合金锻造技术的优点铝合金锻造技术是将铝合金预热，然后通过压力作用加工成型。

与其他加工方式相比，铝合金锻造技术有以下优点：1.高效节能：锻造工艺中，铝合金在高温下易变形，所需压力较小，且能将铝合金加热均匀，从而缩短了制造周期。

2.高精度：铝合金锻造时，金属流动性能优良，能够使物品表面形状的精确度更高。

3.优良性能：铝合金锻造后，铝合金的力学性能和物理性能更加均匀，且具有更高的强度、韧性和防腐蚀性能。

4.环保：铝合金锻造过程中没有削减、切削和热处理，相比其他加工方式，铝合金锻造环保更佳。

二、铝合金锻造技术的应用前景1.汽车领域：铝合金锻造技术在汽车轮毂、发动机进气道等关键部件中的应用已成为趋势。

铝合金材料的轻量化，有利于提高汽车的节能环保性能。

2.电子领域：随着电子技术的不断发展，铝合金以其轻、薄、平等特性成为电子产品材料的首选。

特别是在手机、电脑等国民消费品制造中，铝合金以其轻质和优良的外观和性能，减轻了用户的使用负担。

3.航空航天领域：铝合金在航空航天领域中，具有优良的耐腐蚀性、高强度和轻量化等特点。

以美国的波音公司为例，其制造的飞机机身比以前的飞机机身轻了35%。

在航空航天领域中，铝合金锻造技术的应用前景十分广阔。

三、铝合金锻造技术的发展方向随着社会的不断发展和技术的不断进步，铝合金锻造技术也在不断地改进和发展。

1.数值模拟技术的发展：数值模拟技术已经成为铝合金锻造研究中不可或缺的一部分。

利用数值模拟技术可以精确地预测铝合金的变形、应力状况等，有助于提高锻造件的质量。

2.材料研究：铝合金锻造技术的发展需要更好的铝合金材料的支持。

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。

目前我国铝加工业发展趋势曾苏民西南铝业（集团）有限责任公司重庆.401326【摘要】：铝是地壳中分布最广的金属元素，蕴藏量是铁的一倍多。

铝的比重小（约 2.7），良好的综合性能使铝成为最通用的工程和建筑材料之一。

我国的铝资源也很丰富，现已成为铝及其加工产品的生产消费大国，产品质量总体上接近国际水平。

现在，世界各国都在努力减少对环境的污染，降低能耗，提高运行速度，改良使用维护条件，产品的轻量化是必然的发展趋势，铝是首选的金属材料。

研究开发超高强高韧、高耐腐蚀、高温高强、高弹性模量的铝合金材料、研究开发铝合金复合材料、合成材料是研发主流。

在提高强度的同时大幅度提高塑性、韧性和综合性能是研究的前沿，突出进展是工艺技术的创新。

关键词：铝发展趋势研究前沿一、特性铝是地壳中分布最广的金属元素，约占地壳重量的8.31%，是铁蕴藏量的一倍多。

我国的铝资源也很丰富。

良好的综合性能使铝成为最通用的工程和建筑材料之一。

纯铝的比重小（约2.7），为铁的35%，铜的30%。

某些铝合金的强度高于普通结构钢，现在已生产出抗拉强度超过600兆帕的超高强度高韧铝合金材料。

铝合金的比强度与合金结构钢相当。

铝的导热性、导电性高，反光性和热反射性高，铝是紫外线全波长范围内辐射能和从红外线到可见光谱的极好反射体，而且是热波、电磁波的极好反射体。

在大多数使用条件下铝具有很高的抗腐蚀性。

铝无毒性反应。

铝具有面心立方晶格，无同素异形转变，塑性好，易于加工成型和进行表面处理。

虽然某些铝合金在200~260℃温度下仍能保持良好的强度，但在高温下，多数铝合金的强度下降较多。

然而在摄氏零度以下，随着温度降低，铝及铝合金材料的强度反而会增加，因而成为优良的低温金属材料。

铝已广泛用于航空航天、兵器、建筑、交通、电力、包装、印刷、电子、家电等各个领域。

铝的回收利用率高。

二、我国铝加工业的现状及发展趋势1954年建成了新中国第一家铝冶炼厂——抚顺铝厂（301厂），到2001年我国铝产量已达343万吨，居世界第二位。

COVER STORY高强铝合金热冲压成形技术研究进展*王义林，刘 勇，耿会程，张宜生（华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，武汉 430074）[摘要] 为了解决高强铝合金板料冷成形时塑性差、容易出现破裂及回弹大、影响尺寸精度的问题，发展起来了一种高强铝合金固溶–热冲压–淬火–时效一体化新工艺。

该工艺将热成形与热处理有机地结合在一起，将固溶后的热板料快速转移到模具中成形，并立即完成模内淬火，最后通过时效处理来提高其强度。

首先总结了高强铝合金热冲压成形技术的最新研究进展，重点介绍了铝合金热冲压成形工艺试验方面的研究成果，详细说明了铝合金热成形时影响成形性能的因素和实现固溶时效强化的工艺方法，最后从摩擦机理和界面传热的角度总结了铝合金热冲压模具技术方面的研究进展。

关键词： 高强铝合金；热冲压成形；固溶时效强化；热成形–淬火；摩擦机理；界面传热交换DOI:10.16080/j.issn1671–833x.2019.16.022油车的时间表，大力发展电动汽车。

对电动汽车而言，由于受动力电池重量、电池续航里程的制约，对车身的轻量化设计需求更加迫切[5]。

因此，汽车轻量化技术已经成为汽车生产厂家提高竞争能力的关键之一，也是汽车创新工程的技术发展方向。

车身轻量化技术主要包括结构的轻量化设计、轻量化材料的使用以及先进的成形工艺应用[6–8]。

由于汽车车身结构多为薄壁构件，加上零件刚度的限制，除通过集成设计使部件零件化外，仅通过零件的结构优化难以取得明显的轻量化效果，而采用高强重比的轻质材料则展示了轻量化的良好发展前景。

铝合金具有密度小、比强度高、抗冲击性能好和耐蚀王义林副教授，长期从事数字化模具设计制造技术、智能制造技术、高性能金属板料成形技术及装备制造、先进塑性成形技术的研究。

发表论文50余篇，主编著作2本，获得软件著作权4项。

*基金项目：国家自然科学基金重点项目（U1564203）；“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（2018ZX04023001）。

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。

铝锂合金市场发展现状摘要铝锂合金是一种轻质高强度的合金材料，具有良好的耐腐蚀性能和机械性能，因此在航空航天、汽车、电子等领域得到广泛应用。

本文通过分析铝锂合金市场的现状，探讨了其发展趋势和挑战，为相关产业提供参考。

1. 简介1.1 铝锂合金的定义铝锂合金是以铝为基础，添加适量的锂元素后形成的合金材料。

它常用于制造轻型飞机、汽车零部件、电子设备等需要重量轻、强度高的产品。

1.2 市场规模铝锂合金市场规模持续扩大。

根据市场研究机构的数据，铝锂合金市场在过去几年中年均复合增长率达到15%以上。

2. 市场发展趋势2.1 航空航天行业需求推动市场增长随着全球航空航天工业的迅速发展，对轻质高强度材料的需求不断增加。

铝锂合金因其重量轻、强度高的特性，逐渐成为航空航天领域的首选材料。

2.2 汽车工业对轻量化的需求促进市场发展随着全球汽车工业的转型升级，轻量化已经成为行业的主要趋势。

铝锂合金作为一种重量轻、强度高的材料，被广泛应用于汽车车身、发动机零部件等领域，以减轻整车重量，提高燃油经济性。

2.3 电子产品应用逐渐增多随着信息技术的快速发展，电子产品市场不断扩大。

铝锂合金由于具有良好的导电性能和强度，逐渐应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等电子设备的外壳和散热器。

3. 市场挑战3.1 生产成本较高相比传统的铝合金材料，铝锂合金的生产成本更高。

主要原因是锂元素价格较高，且锂的提取和合金化过程较为复杂。

这对于生产商来说是一个不可忽视的挑战。

3.2 技术瓶颈存在铝锂合金的研发和生产技术相对较为复杂，尤其是对于高强度、高品质的要求更高。

目前，全球高品质铝锂合金的生产能力有限，技术瓶颈制约了市场的进一步发展。

3.3 环保压力增加铝锂合金生产过程中会产生大量的废水和废气，对环境造成一定的污染。

随着环境保护意识的增强，政府对于铝锂合金生产企业的环保要求会日益提高，这对于企业来说也是一个考验。

4. 市场前景展望尽管铝锂合金市场面临一些挑战，但随着航空航天、汽车、电子等行业的不断发展，对轻质高强度材料的需求将持续增加，这为铝锂合金市场的发展提供了广阔的空间。

耐热铝合金研究现状及发展趋势1.前言耐热铝合金是指在高温下有足够的抗氧化性和在温度和载荷（动态和静态）的长时间作用下，具有抗塑性变形（蠕变）和破坏能力及导热性好和密度低等特点。

在兵器、船舶、航空、航天、汽车等行业得到广泛应用，如坦克装甲车辆发动机的活塞、缸套、连杆、箱体、缸盖，导弹壳体、尾翼、航空发动机汽缸、叶片、飞机蒙皮等。

随着航空、航天和汽车工业的迅速发展，对耐热铝合金的耐热性能也提出了更高的要求。

随着航空、航天工业的发展, 人们对铝合金的使用温度提出了更高要求。

特别是20 世纪70 年代后期,为了满足先进战斗机对材料的需求, 各国纷纷把注意力集中于开发在300℃左右的温度下能取代钛合金的铝合金。

近年来, 我国电力工业突飞猛进的发展对输电线路提出了大容量、耐高温的要求, 从而掀起了耐热铝合金研究的新高潮。

2.耐热铝合金材料2.1耐热铝合金分类传统的耐热铝合金根据加工工艺特点不同可分为铸造耐热铝合金和变形耐热铝合金。

铸造耐热铝合金主要分为Al-Si 系和Al-Cu 系。

Al-Si 系合金铸造性能好，但强度低，往往要添加Cu、Ni、Mn、稀土等元素以提高其的耐热性能。

Al-Cu 系合金耐热性好，但铸造工艺性及耐蚀性差。

变形耐热铝合金可分为Al-Cu-Mn 系耐热硬铝和Al-Cu-Mg-Fe-Ni 系耐热锻铝。

近几年，科研人员又开发了耐热性更好的Al-Cu-Mg-Ag 系变形铝合金。

2.2 铸造耐热铝合金主要应用于装甲车辆发动机和汽车发动机以Al-Si-Cu-Mg-Ni 系为主，标准牌号有：美国汽车工程协会SAE390 合金、德国马勒公司Mahle124 合金。

箱体、缸盖以Al-Si-Cu 和Al-Si-Mg系为主，标准牌号有美国的319 合金、A380 合金以及A356 合金等。

随着车辆发动机功率提高，传统活塞材料的高温强度、耐热能力已临近极限状态，不能满足大功率发动机发展的需求。

高性能耐热铝合金材料的研究受到广泛关注，经过多年的探索，2002 年，美国航空、航天局（NASA）研制出新型过共晶铝硅合金MSFC-398。

高强度压铸铝合金及其热处理研究摘要：与普通的铝合金相比较，高强度压铸铝合金要有更好的强度和抗腐蚀性，被广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域。

需求是相互的，高强度压铸铝合金被广泛应用的同时，需求量也会与日俱增，但就目前来说，关于压铸铝合金的相关工艺技术还不足以支撑其大批量、高效率的生产。

寻找优化高强度压铸铝合金及其热处理技术的方法，便成为了首要任务。

关键词：高强度压铸铝合金；热处理；分析研究；优化措施铝合金具有质量轻、抗腐蚀性、导热性等良好性能，且其可塑性强，能够被广泛应用于机械零部件的生产制作。

无论是汽车、家用电器还是机械器具，都离不开铝合金的使用。

发展决定需求，近年来各机械行业的发展也给铝合金打开了市场，需求也越来越多。

一般来说，压铸铝合金在压铸过程中，如果受到气体的热处理，极易导致铸件出现鼓包或变形等情况，以至于在压铸铝合金中，进行热处理需要很高的工艺技巧。

1.高强度压铸铝合金及其热处理概述所谓的高强度压铸铝合金，是指利用高温高压来对铝合金材料进行压铸工作，这种方式是目前公认能够节约能源、改善环境的铸造工艺。

而要提高高强度压铸铝合金铸件的性能，需要对其进行热处理。

热处理工艺对于改变铝合金的性能至关重要，通过加热到一定温度，保温一段时间后进行冷却，能够改变铝合金的组织，提高性能，增强铝合金的耐腐蚀性。

利用普通的重力合金铸造工艺来对铝合金进行铸造，往往会出现晶粒过大、缩孔疏松等情况。

采用高强度压铸铝合金的工艺，利用液态成型技术，能够大大改善缩孔疏松的现象，还能细化晶粒，锻造出的压铸件要明显具备良好的性能。

此外，高强度压铸铝合金及其热处理技术能够铸造形状复杂的铸件，通过将半液态材料填充进模具，能够提高材料的利用率，且不需要对其进行二次加工。

高强度压铸铝合金及其热处理技术，能够在保持铝合金轻量化、导电导热性能的同时增强其可塑性和抗拉强度，更好地应用在机械制造、汽车制造等行业中。

2.铝合金热处理的基本作用原理铝合金热处理主要有退火和淬火时效两种形式，退火是软化处理，可以用来消除铝合金材料中的内应力；淬火时效则是强化热处理，用来提高铝合金的机械强度。

压铸铝合金研究现状与未来发展趋势
随着当今社会日新月异的发展，压铸铝合金作为无限可能的金属材料越来越受到重视，它具有优质的机械性能、密度低、耐腐蚀性强以及结构紧凑，在节约成本、提高效率方面具有重要作用。

就压铸铝合金的当前研究现状以及未来发展趋势，本文将展开探究。

首先，从最近的研究现状来看，随着新技术的出现，压铸铝合金正在被用于各种重要的应用领域，包括建筑、机械制造、电子电气产品的制造以及汽车制造等。

例如，由于它的轻质、坚韧、耐腐蚀性以及出色的表面外观，在电子产品领域中，压铸铝合金可以替代原材料，如铜，从而实现节能、节材及低成本。

此外，它在汽车行业中的应用也越来越广泛，目前，它被用于汽车车身零部件及内饰，如中网、把手、驾驶室踏板、仪表板等，有效提高了汽车的美观及耐用性。

其次，在压铸铝合金的未来发展方面，随着技术的不断发展，它的应用可能会大幅增加。

例如，研究表明压铸铝合金可以用于更精密的产品，如智能手机外壳、笔记本电脑外壳、电脑外壳等产品。

此外，由于其高强度以及高耐热性，它将很可能被用于航空航天以及军事领域，用于制造机械设备，有助于提高器材的性能。

最后，压铸铝合金的研究将有助于提高它的机械性能，减少生产成本，促进它在行业中的应用，吸引更多的投资者。

此外，压铸铝合金的研究也将推动环保的发展，减少相关行业的污染，实现低碳发展。

综上所述，压铸铝合金作为一种可持续发展的金属材料，具有重要意义，受到广泛关注。

它已经被用于各种重要的应用领域，并将持
续发展，在未来可能会拓展到更多领域，从而提供新的发展机遇。

因此，我们期待未来用压铸铝合金来创造更多的可能性，促进压铸铝合金的研究发展，为社会带来福祉。

先进的结构材料-高强度铝合金先进的结构材料——超高强铝合金的研究材料科学与工程学院 070201班摘要超高强铝合金具有很高的强度和韧性，是航空航天领域极具应用前景的结构材料。

评述了超高强铝合金的国内外发展情况，论述了铝合金的强化技术和方法，并就今后的研究开发提出了建议。

关键词超高强铝台金强韧化热处理Present Research and Developing Trends of Ultra High Strength Aluminum AlloysAbstract Possessing high strength and toughness(ultra high strength aluminum alloyis a kind of structural material，which can be applied widely in the aviation andaerospace fields，Based on a tremendous amount of literature，this paper introduces the development and applications of ultra high strength aluminum alloys，as well as key mechanism of strengthening aluminumalloy(Additionally，some suggestions for the future exploration of the high strength aluminum alloys are made(Key words ultra high strength aluminum alloy，strengthening and toughening。

heat treatment超高强铝合金是2O世纪6o年代以航空航天用材为背景研制并发展起来的一类高性能铝合金材料[1-3]。