Алюминий - жер қыртысында ең көп таралған металл элементі. Бұл әлемде өндірілетін және пайдаланылуы бойынша болаттан кейін екінші орында тұрған түсті металл. Оның тығыздығы төмен, шамамен 1/3 болат. Таза алюминий жұмсақ және беріктігі төмен болғандықтан, алюминийге магний, мыс, мырыш, кремний және литий сияқты элементтердің аз мөлшерін қосу арқылы алюминий қорытпасының өнімділігі жақсырақ болады. Алюминий қорытпалары тамаша механикалық қасиеттеріне және коррозияға төзімділігіне байланысты өнеркәсіпте ең көп қолданылатын түсті металдардың құрылымдық материалдары болып табылады. Олар құрылыс, аэроғарыш, автомобиль, машина жасау, кеме жасау және химия өнеркәсібінде кеңінен қолданылды.
Алюминий қорытпалары механика мен химияда тамаша қасиеттерге ие:
① Механикалық аспектілер, негізінен төмен тығыздықта, жоғары беріктікте, жоғары модульде және т.б. көрінеді. Алюминий тығыздығы төмен және басқа металдарға қарағанда жеңіл, болаттың тек 1/4 бөлігін құрайды, сондықтан жеңіл салмаққа жоғары талаптары бар салаларда қолдануға жарамды ;
② Химиялық қасиеттері бойынша алюминий қорытпасы ауада бетінде тығыз оксидті қабықша түзе алатындықтан, ол өзін терең тотығудан қорғай алады. Сондықтан оның коррозияға тамаша төзімділігі және өте тұрақты химиялық құрамы бар.
③Алюминий қорытпасы жақсы икемділікке ие және оны әртүрлі профильдерге өңдеуге болады. Ол тамаша электр және жылу өткізгіштікке ие. Сондықтан ол өнеркәсіпте кеңінен қолданылады және оны пайдалану болаттан кейін екінші орында тұр.
Қазіргі уақытта өнеркәсіпте әртүрлі құрамдағы 250-ден астам алюминий қорытпалары бар. Айырмашылықты жеңілдету үшін, әртүрлі қорытпа композицияларына сәйкес, Қытай өндіріс орнын таңбалауды, жадты және есептеуді басқаруды жеңілдету үшін халықаралық деңгейде қабылданған төрт таңбалы сыныпты жіктеу әдісін қолданады. Әскери өнеркәсіпте қолданылатын алюминий қорытпаларына негізінен алюминий-литий қорытпалары, 2XXX (A1-Cu-Mg) сериясы және 7XXX сериялы алюминий қорытпалары жатады.
Әртүрлі алюминий қорытпаларының материалдарының нарықтық сұранысы және даму тенденциясы
2XXX сериялы алюминий қорытпасы
2XXX (A1-Cu-Mg) сериялы алюминий қорытпалары жоғары созылу, қаттылық және шаршау беріктігі, жақсы ыстыққа төзімділік, өңдеу және дәнекерлеу қасиеттеріне ие және аэроғарыш, автомобиль және қару өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Негізгі сорттар 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12 және т.б. Беріктілікті, қаттылықты сәйкестендіруді және зақымдануға төзімділікті жақсарту үшін 2024, 2124, 2524, 2324 қорытпалары және т.б.
Қытайдың жабдық үлгілері жеңіл, ұзақ қызмет ету мерзімі, жоғары сенімділік және арзан баға бағытында дамып келеді және фюзеляж тері материалының сыну беріктігіне, жарықшақтардың таралуына және коррозияға төзімділігіне жоғары талаптар қояды. 2024-T351 алюминий қорытпасының қалың пластинасының негізінде шет елдер 2324, 2624 және басқа беріктігі, қаттылығы, шаршауы және коррозияға төзімділігі бар төменгі қанат бетіне арналған жоғары зақымға төзімді алюминий қорытпаларын әзірледі және орнату мен қолдануға қол жеткізді. Қытай жоғары зақымға төзімді 2XXX сериялы алюминий қорытпаларын жасауда. Болашақта композиттік микроқорытпа Al-Cu-Mg сериялы жоғары берік алюминий қорытпаларын дамытудың маңызды бағыты болады.
4XXX сериялы алюминий қорытпасы
Қазіргі уақытта эвтектикалық және гипоэвтектикалық Al-Si қорытпалары негізінен Қытайда автомобиль поршеньдері үшін қолданылады. Дегенмен, қозғалтқыштың жұмысына қойылатын талаптардың үздіксіз жақсаруымен өнімділік талаптарын қанағаттандыру қиын. Гиперевтектикалық Al-Si қорытпасының тығыздығы төмен, сызықтық кеңею коэффициенті аз, тозуға төзімділігі жоғары және көлемдік тұрақтылық бар және эвтектикалық Al-Si қорытпаларымен салыстырғанда идеалды поршеньдік материал болып табылады. Гиперевтектикалық Al-Si қорытпасының поршеньдері шетелде жаппай шығарылды және АҚШ-тағы A390 қорытпалары, Жапониядағы AC9A және AC8A (ZL109) қорытпалары және Австралиядағы A390 қорытпалары сияқты жүк көліктері мен жеңіл көліктерге қолданылды. Дегенмен, қазіргі уақытта Қытайда гиперевтектикалық Al-Si қорытпасынан жасалған поршеньдерді шығаратын өндірушілер аз және олардың көпшілігі импортқа сүйенеді. Сонымен қатар, автомобиль турбокомпрессоры алюминий қорытпасының материалдары мен шет елдер арасында үлкен алшақтық бар. Жоғары өнімді автомобиль турбокомпрессорының алюминий қорытпасы материалдары негізінен Жапонияға және басқа елдерге сүйенеді. Сондықтан өнімділігі жоғары поршеньдер мен турбокомпрессорлық дөңгелектер үшін автомобиль алюминий қорытпаларының негізгі материалдарын әзірлеу өте маңызды.
5XXX сериялы алюминий қорытпалары
Al-Mg қорытпалары, әсіресе құрамында Mg жоғары Al-Mg қорытпалары жоғары меншікті беріктікке, жақсы дәнекерлеуге және коррозияға төзімділікке ие және болашақта аэроғарыштық, жүрдек пойыздарда, мұхиттарда және басқа салаларда жоғары бәсекеге қабілетті материалдарға айналады. Қазіргі уақытта Al-Mg қорытпасынан жасалған плиталар, профильдер және аэроғарыш, пойыздар, мұхиттар және басқа қолданбаларға арналған дәнекерлеу сымдары негізінен импортқа сүйенеді. Жоғары сапалы дәнекерлеу сымдары нарығы негізінен Америка Құрама Штаттарындағы ALCOA монополиясында. ER5183 және ER5356 қорытпалары негізінен импортқа сүйенеді, ал импорт көлемі олардың сатылымының шамамен 70% құрайды. Кемелерге арналған Al-Mg қорытпалары негізінен Ресейге сүйенеді. Құрамында Mg жоғары қорытпалардың кәдімгі құймаларында дендриттері жақсы дамыған, эвтектикалық фазаның қатты бөлінуі және қалыптау көрсеткіштері нашар. Қолданыстағы өңдеу әдістерінің әлі де болса төмен өнімділік, нашар көрінетін сапасы, ұзақ процесс, тұрақсыз сапа және төмен өнімділік сияқты көптеген проблемалары бар. Жылдам қатаю және қалыптау Mg тұнбасын тежей алады және сонымен бірге жұқа тең осьті кристалдар мен нано тұнбалы фазаларды алу үшін реттелуі мүмкін, бұл материалдың өнімділігі мен біркелкілігін айтарлықтай жақсартады. Сондықтан өнімділігі жоғары Al-Mg қорытпалары үшін жылдам қататын үздіксіз реологиялық экструзия және илемдеу технологиясының дамуы жоғары сапалы Al-Mg қорытпаларына сұранысты қанағаттандырады деп күтілуде.
6XXX сериялы алюминий қорытпалары
6XXX сериялы алюминий қорытпасы материалдары теміржол транзитінің, автомобильдердің, электрониканың және т.б. салалардағы негізгі материалдар болып табылады. 1980-ші жылдардан бастап Еуропа, Америка Құрама Штаттары және Жапония сияқты дамыған елдер мен аймақтар автомобильдерге арналған алюминий қорытпаларын әзірледі, 6009, 6016, 6010, 6112, 6021, 6021, 6021 және салыстырмалы өндіріс28 сияқты тіркелген маркалары бар. және автомобиль корпусының панельдері, экструзиялары, соғылмалары және т.б. үшін қолдану жүйесі. Қытайда 6XXX сериялы алюминий қорытпасының корпустық панельдері мен соғылмаларын индустрияландыру зерттеулері мен әзірлеуі енді ғана басталды және айқын алшақтық бар. Қытайдың Өнеркәсіп және ақпараттық технологиялар министрлігі әзірленетін автомобиль алюминий қорытпаларының қаңылтырлары: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022 және т.б. болуын ұсынды. Әдеттегі 6XXX сериялы алюминий қорытпасының қаңылтырының ұзындығы A50% кем емес, ұзындығы 5% кем емес. 0,60, 60 д тұрақтағы аққыштық шегі Rp0,2 кемінде 140 Н/мм2 және бояудың қатаюының шығымдылығының өсуі 80 Н/мм2 кем емес. Әртүрлі қажеттіліктерге жауап ретінде 6XXX сериялы алюминий қорытпаларын жобалау, дайындау және өңдеу технологиясын дамыту сөзсіз даму үрдісіне айналды.
7XXX сериялы алюминий қорытпалары
7XXX сериялы алюминий қорытпалары кернеулі коррозияға жақсы төзімділікке ие және алюминий қорытпалары арасындағы ең күшті серия болып табылады. Олар халықаралық деңгейде авиациялық магистральдық материалдар ретінде танылған. Жақында шет елдерде 7055 қорытпасы (Al8Zn-2,05Mg-2,3Cu-0,16Zr) әзірленді, оның шығу кернеуі T77511 күйінде 620 МПа-дан асады. Ол Boeing 777 ұшақтарында қолданылады және салмағын 635 кг-ға азайтады. Қазіргі уақытта Қытайда авиацияға арналған 7XXX сериялы алюминий қорытпаларын жүйелі түрде қорытпаны жобалау және дайындау және өңдеу технологиясы жоқ, ал кейбір өнімдер толығымен импортқа тәуелді. Көптеген қорытпа элементтері бар 7XXX сериялы алюминий қорытпаларының ауқымды құймаларына, кең қатаю диапазонына, үлкен құю кернеуіне және қорытпа элементтерінің оңай тотығуына/бөлінуіне байланысты құймалардың металлургиялық сапасы нашар және бөлме температурасында қалыптау өнімділігі төмен, жаңа 7XXX сериялы алюминий қорытпаларын әзірлеудің үлкен маңызы бар.
Алюминий-литий (Al-Li) қорытпасы
Алюминий-литий қорытпасы - соңғы жылдардағы авиациялық материалдардағы ең жылдам өсіп келе жатқан жеңіл материал. Ол төмен тығыздық, жоғары серпімділік модулі, жоғары меншікті қаттылық, жақсы шаршау өнімділігі және коррозияға төзімділік сипаттамаларына ие. Кәдімгі алюминий қорытпаларын ауыстырғаннан кейін массаны 10% ~ 20% азайтуға және қаттылықты 15% ~ 20% арттыруға болады. 21 ғасырдың басында американдық ALCOA компаниясы 20 жыл ішінде авиациялық алюминий қорытпаларының әрқайсысының құны мен салмағын 20%-ға төмендету мақсатымен «ALCOA Aviation 20/20 жоспарын» іске қосты. Constellium 2050 және 2198 алюминий-литий қорытпаларын (Al-Cu-Li-Mg-Ag) төмен тығыздығы, жоғары беріктігі және жоғары зақымға төзімділігімен әзірледі. Қытайда тәуелсіз әзірленген Al-Li қорытпасының сорттары өте аз және тек 1420 қорытпасы қолданылған. C919 жолаушылар ұшағында қолданылатын алюминий-литий қорытпасын Alcoa қамтамасыз етеді. Отандық жағдайда тек 1420, 2195, 2197 және 2A97 сияқты шектеулі қорытпа сорттарын шығаруға болады, ал құймалар тек ((310~400)×1280×4000) мм-ден төмен жалпақ құймалар және φ650 мм-ден төмен дөңгелек құймалар болып табылады. Қалыңдығы 60 мм-ден астам және ені 1500 мм-ден асатын жалпақ құймалар (2В16) және жоғары деңгейлі авиациялық қолдану саласында диаметрі 1500 мм-ден жоғары құймалар (2В16) әлі өнеркәсіпте шығарылған жоқ. Сондықтан алюминий-литий қорытпасының жаңа дизайнын, ультра ірі құйманы дайындау және терең өңдеу технологиясын дамытудың маңызы зор.
Ыстыққа төзімді алюминий қорытпасы
Ыстыққа төзімді алюминий қорытпалары алюминий қорытпаларын тотығуға төзімді және жоғары температурада сусымалы ету үшін Si, Fe, Ni, Ag және сирек жер сияқты элементтерді реттеу арқылы аэроғарыш, автомобиль, теміржол көлігі және т.б. салалардағы негізгі негізгі материалдар болып табылады. Дәстүрлі ыстыққа төзімді алюминий қорытпаларына мыналар жатады: 2519, 2618, 2219, 2D70 және т.б. Аэроғарыш және автомобиль өнеркәсібінің қарқынды дамуымен ыстыққа төзімді алюминий қорытпаларына жоғары талаптар қойылады. Жаңа буын жойғыш ұшақтары жоғары круиздік жылдамдыққа ие, ал фюзеляж терісінің жұмыс температурасы 150 ° C-тан жоғары. Қазіргі уақытта 2618 және 2D70 сияқты ыстыққа төзімді алюминий қорытпаларының ұзақ мерзімді пайдалану температурасы 150 ° C-тан төмен. Ыстыққа төзімді жаңа алюминий қорытпаларын жасау өте қажет.
Құрамында өте төмен скандий (Sc) бар Al-Sc қорытпасы
Al-Sc қорытпасы жоғары беріктік, жақсы пластикалық және коррозияға төзімділік сияқты тамаша қасиеттерге ие және Al-Li қорытпасынан кейін аэроғарыштық, кемелер және т.б. үшін жеңіл материалдардың жаңа буынына айналды. Құрамында скандийдің іздік мөлшері бар Al-Mg қорытпасының созылу беріктігі 5083 қорытпасынан 30%-ға жоғары, ал аққыштық беріктігі екі еседен асады. Оның дәнекерлеу қабілеті әдеттегі 5XXX сериялы қорытпалармен салыстырылады, жылу әсер ететін аймақ пен дәнекерлеудің механикалық қасиеттері шамамен матрицаның қасиеттеріне тең, ал коррозияға төзімділігі 5083 қорытпасымен салыстырылады. Аэроғарыштық құрамдастарды өндіруде 5XXX немесе 6XXX сериялы қорытпаларды ауыстыру салмақты азайтуға айтарлықтай әсер етеді, сонымен қатар бұл автомобильдер мен теміржол көліктері үшін ең жақсы материал болып табылады. Ресей құрамында скандий бар алюминий қорытпаларын жасау бойынша әлемде алдыңғы қатарда және скандий мөлшері 0,8% ~ 0,5% құрайтын Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn- MgSc, Al-Zn-Mg-Cu-Sc және Al-Cu-Mg-Sc қорытпаларын қалыптастырды. Алюминий-скандий қорытпаларын аэроғарыш өнеркәсібі мен автомобильдерде қолдануды ілгерілету үшін Қытайдың Индустрия және ақпараттық технологиялар министрлігі құрамында скандий бар алюминий қорытпаларын басым дамуға арналған жаңа материалдардың бірі ретінде тізімге алды. Қытай скандий ресурстарына бай және алюминий-скандий қорытпаларын дамытудың негізін қалаған жоғары таза скандий оксиді экстракциялық өндіріс желісін салды.
Автомобильдерге арналған 500 МПа маркалы ыстық штамптау алюминий қорытпасы
Қытайда жоғары берік алюминий қорытпасының материалдарын ыстық штамптауда әлі де дайындама бар. Жаңа материалдар мен жаңа қалыптау процесін дамытудың үйлесімі жоғары берік алюминий қорытпасынан жасалған автомобиль бөлшектерін қалыптау мәселесін шешудің тиімді құралы болып табылады. 7XXX сериялы қорытпаларға назар аудару, 2XXX қорытпаларын белсенді түрде зерттеу және ыстық штамптау үшін 500 МПа маркалы алюминий қорытпасын әзірлеу күрделі пішінді автомобиль бөлшектерін өндіру үшін маңызды перспективаларға ие.
Алюминий негізіндегі композициялық материалдар
Алюминий-болат көп қабатты композиттік пластина: Алюминий мен болат палубалар арасындағы тиімді байланыс үлкен кемелердің қондырмаларының жеңіл салмағын шектеудің бірі болды. Алюминий мен болат корпустары арасындағы дәнекерлеу үшін пайдаланылатын алюминий-болат композиттік өтпелі қосылыс дәстүрлі тойтару процесін ауыстыру шешімін береді. Honda бүкіл әлемде жаппай шығарылатын автомобиль рамаларында қолданылатын болат пен алюминийді біріктіру технологиясын әзірледі. Қазіргі уақытта Қытайда қолданылатын алюминий-болат композиттік қосылыстар негізінен шетелден импортталады, бағасы 4×10 5 юань/т. Болашақ кең көлемді кемелермен жоғары дәнекерлеу температуралары, үлкен мойынтіректердің кернеуі және өтпелі қосылыстар үшін күшті байланыс интерфейстері қажет, ал жоғары өнімді алюминий-болат қосылыстары шұғыл қажет.
Хабарлама уақыты: 08 наурыз 2025 ж
