羅子康

（四川 德陽 621000）

鋁合金屬于有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在工業(yè)中普遍應(yīng)用，也大量應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、航天航空業(yè)中。工業(yè)的迅速發(fā)展，使得鋁合金結(jié)構(gòu)件的需要越來越多，更深入了鋁合金的焊接性研究。當(dāng)前，合金在鋁合金中應(yīng)用最多。

1 鋁合金的相關(guān)介紹

（1）歷史發(fā)展。1808年在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用電解將氧化鋁還原成鋁材，1884年被當(dāng)做建筑材料應(yīng)用于美國華盛頓紀(jì)念碑上直至今天；鋁材添加多種金屬元素組成的鋁合金材料已經(jīng)在建筑工業(yè)每個(gè)環(huán)節(jié)中廣泛應(yīng)用。美國鋁業(yè)公司在1908年發(fā)明電工鋁合金1050，而且制成剛芯鋁絞線，創(chuàng)造高壓遠(yuǎn)程輸電先鋒；美國鋁業(yè)公司在1915年發(fā)明2017合金，在1933年發(fā)明2024合金，導(dǎo)致鋁在航空器中的應(yīng)用得到迅速擴(kuò)張。美國鋁業(yè)公司在1933年發(fā)明6061合金，之后創(chuàng)造擠壓機(jī)淬火工藝，不斷擴(kuò)張擠壓型材應(yīng)用領(lǐng)域；美國鋁業(yè)公司在1943年發(fā)明7075合金和6063合金，創(chuàng)造高強(qiáng)度鋁合金的一個(gè)新紀(jì)元。美國鋁業(yè)公司在1965年發(fā)明A356鑄造鋁合金，這是最典型的鑄造鋁合金。隨著對鋁合金材料的更加深入研究，高強(qiáng)度鋁合金憑借其良好的綜合性能應(yīng)用于商用飛機(jī)上，其使用量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出結(jié)構(gòu)總量的75%，所以在國際航空工業(yè)界中也受到重用。鋁合金開始在科技領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域以及生活領(lǐng)域中應(yīng)用。

（2）鋁合金材料的分類?，F(xiàn)如今，市場上常見的鋁合金材料有2種類型，分別是形變鋁合金以及鑄造鋁合金。

純鋁，其主要?jiǎng)澐譃?種類型的產(chǎn)品，一是壓力加工，二是冶煉品。前者可以用漢語拼音LV表示，后者用化學(xué)成分AL表示。根據(jù)加工方式劃分，鋁合金主要分為2類，分別是鑄造鋁合金和形變鋁合金。而鑄造鋁合金根據(jù)化學(xué)成分劃分，可以分為鋁稀土合金、鋁鎂合金、鋁硅合金以及鋁鎂合金。其中，鋁硅合金又有單共晶鋁合金、共晶硅鋁合金等，在鑄態(tài)上采用鑄造鋁合金。而形變鋁合金可以在最大限度上承受壓力加工。這種類型的鋁合金可以加工成不同規(guī)格、不同形態(tài)的鋁合金材。主要應(yīng)用于建筑門窗以及航空器材等等。形變鋁合金也可以分為2大類型，分別是可熱處理強(qiáng)化型鋁合金以及不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金?？蔁崽幚韽?qiáng)化型鋁合金能夠利用時(shí)效以及淬火等熱處理方式來提升機(jī)械性能，其可以劃分成特殊鋁合金、硬鋁以及超硬鋁等等。不可熱處理強(qiáng)化型無法利用熱處理來提升機(jī)械性能，只可以通過冷加工變形來真正實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，其主要有防銹鋁、工業(yè)純鋁以及高純鋁等等。

2 鋁合金的應(yīng)用現(xiàn)狀

相對于其他的材料，鋁合金具有高強(qiáng)度以及耐腐蝕性較好等多種優(yōu)勢，使其可以普遍應(yīng)用在民用領(lǐng)域及工業(yè)領(lǐng)域，而且開始成為電子電氣領(lǐng)域、交通運(yùn)輸領(lǐng)域等最先選用的金屬材料。

（1）在交通運(yùn)輸領(lǐng)域中應(yīng)用鋁合金?，F(xiàn)如今，社會(huì)交通運(yùn)輸領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵課題是節(jié)能環(huán)保，但在材料方面選擇鋁合金是真正實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的一種有效手段。因此，自從1980年以來，鋁合金材料開始成為交通運(yùn)輸業(yè)的主要材料。當(dāng)前。交通運(yùn)輸業(yè)鋁合金材料使用量已經(jīng)超過25%，其中汽車行業(yè)鋁合金材料使用量超過15%，已經(jīng)逐漸成為全世界鋁合金材料使用最大領(lǐng)域。

鋁合金自身具有良好的抗沖擊和抗振性能以及抗拉伸等力學(xué)性能，以此達(dá)到汽車以及高速列車等選擇材料的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外，鋁合金材料的密實(shí)度只有鋼鐵材料的33%，這些都減少了汽車自身的重量，降低行駛阻力，進(jìn)而節(jié)省燃油損耗量。并且鋁合金自身也具有較好的耐磨性以及耐腐蝕性，無需除銹，這樣大幅度減少了維護(hù)成本和制造成本，更加關(guān)鍵的是與傳統(tǒng)鋼鐵相比之下。鋁合金更加方便回收利用。通常，一輛報(bào)廢汽車的回收價(jià)值鋁結(jié)構(gòu)高出鋼結(jié)構(gòu)車的6倍。因此，鋁合金被普遍應(yīng)用于摩托車、火車、高鐵以及地鐵等的車本身結(jié)構(gòu)件以及空調(diào)等等，還有不同類型游艇、巡洋艦等的蒙皮、裝甲板等。近年來，隨著我國高鐵建設(shè)的不斷推進(jìn)，估計(jì)在2021年僅僅高鐵鋁合金使用量就會(huì)超出46t，高鐵車身都使用全鋁合金結(jié)構(gòu)。車身框架在汽車材料領(lǐng)域中經(jīng)常選擇高強(qiáng)度的6xxx系鋁合金。

（2）在航天航空領(lǐng)域中應(yīng)用鋁合金。美國鋁業(yè)公司在1972年利用Ti、Mn等微量元素成功開發(fā)出新型的7075合金，而且在波音747飛機(jī)上應(yīng)用鋁合金，順利揭開在飛機(jī)上大規(guī)模投產(chǎn)鋁合金的序幕。當(dāng)前，鋁合金已經(jīng)成為航天器及飛機(jī)輕量化的第一種材料，在民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)中鋁合金使用量約76%，例如：空客A380的鋁合金使用量約71%。現(xiàn)階段，市場上幾乎各種類型的鋁合金都能夠投入到航空航天領(lǐng)域。因?yàn)锳L-Zn-Cu具有較高的強(qiáng)度，較好的可切削加工型，經(jīng)常適用于飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料，比如：受力結(jié)構(gòu)件以及框架等等，AL-Li系合金因?yàn)榫哂忻芏容^低、較好的低溫韌性等特征，被普遍應(yīng)用在制造火箭及飛機(jī)的低溫燃料箱。

（3）在電子電氣領(lǐng)域中應(yīng)用鋁合金。當(dāng)今，全球每年生產(chǎn)的原鋁大概有6%被應(yīng)用在電子電氣領(lǐng)域，而電子導(dǎo)體以鋁合金為主。追究到底，首先，在價(jià)格方面鋁合金遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于銅合金，這些都可以嚴(yán)格控制鋪設(shè)電纜的成本。其次，因?yàn)殇X合金的密實(shí)度比銅合金低，這就導(dǎo)致鋁合金能夠在輕重的基礎(chǔ)上取得所需要的電導(dǎo)率，而且明顯減少運(yùn)輸成本。另外，銅合金的回收利用率也不如鋁合金，且具有較高的耐腐蝕性能，這樣可以減少維修成本。目前，鋁包鋼芯鋁絞線常用于高壓輸電線中，這種類型的鋁合金具備高強(qiáng)度以及導(dǎo)電性較好等特征。在家用家電領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域等也有很大的需求，尤其是電腦的磁盤基板、家電的包裝材料等。

3 鋁合金將來的發(fā)展趨勢

隨著科技的日益發(fā)展與經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展，相信在不久的將來鋁合金行業(yè)可以得到迅速的發(fā)展，而且開始代替鋼鐵的位置，其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

其一，優(yōu)化產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，集中耐腐蝕性、財(cái)力、人力以及物力等多種性能更加優(yōu)異的產(chǎn)品，以此滿足交通運(yùn)輸領(lǐng)域、電器包裝領(lǐng)域以及航空航天領(lǐng)域的需要。

其二，開發(fā)鋁基復(fù)合材料。在原合金性能的前提下很多新型鋁基復(fù)合材料具有較好的物理性能及力學(xué)性能，也是將來發(fā)展及研究的主要道路。

其三，鋁合金綜合利用技術(shù)、再生技術(shù)以及回收技術(shù)的發(fā)展、普及，造成回收率不斷提高。其四，創(chuàng)新工藝設(shè)備，改善生產(chǎn)加工方式，提高鋁合金的生產(chǎn)質(zhì)量，加快生產(chǎn)速度。

4 結(jié)語

現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要材料是鋁合金，其本身具備不可代替的優(yōu)勢，逐漸成為現(xiàn)代航空航天高速化發(fā)展的重點(diǎn)。我國在2016年鋁合金加工材料的實(shí)際產(chǎn)量已經(jīng)超出3200萬t，并且始終保持著每年6%的速度不斷增長。鋁合金在節(jié)省能源、改善自然環(huán)境以及提高舒適感等方面為促進(jìn)人類發(fā)展做出重大奉獻(xiàn)，對帶動(dòng)今后社會(huì)的發(fā)展也勢必會(huì)充分發(fā)揮出更加重要的作用。