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變形鋁合金在鋁產業中占據著舉足（zú）輕（qīng）重的（de）地位，近年來，隨著鋁產業技術的發展，我國變形（xíng）鋁（lǚ）合（hé）金產業實現了前所未有的（de）進步（bù），推動了鋁及鋁合（hé）金應用領域逐步拓寬。
西安交通大學的
抗蠕變鋁-銅（tóng）-鈧係合金
西安交通大學金屬材料強度重點實驗室高一涵博（bó）士、楊衝博士與青年教師張金鈺在（zài）劉剛和孫軍教（jiāo）授的指導下，與美國約（yuē）翰霍普金斯（sī）大學（xué）馬恩教授、重（chóng）慶大學曹玲飛教授合作，在新型抗高溫蠕變（biàn）AI-Cu係合金研發方（fāng）麵取得（dé）了突破性進展。
在AI-Cu合金中可形成有時效強化作用的AI2Cu相，加入少量的（30N/mm2外加應力的苛刻蠕變條件下，可安全工作350小時以上；如果外（wài）加應力
新型AI-Cu-Sc合金為什麽會有（yǒu）這（zhè）麽強（qiáng）的抗蠕變性能呢？研究者巧妙地采（cǎi）用納（nà）米第二相顆粒界麵原子（zǐ）偏（piān）聚（jù）的顯微組織設計思想，通過在原子層次解析不同溶質原（yuán）子（zǐ）之間的交互作用，借（jiè）相關的熱力學/動力學分析（xī），通過常規的AI-Cu合金（jīn）並借（jiè）助（zhù）Sc的微合金化作用，在（zài）不同尋（xún）常的（de）熱處理工藝下（xià），使Sc原子高濃度地偏聚（jù）於AI2Cu強化相質（zhì）點的界麵，將它們包圍起來，顯著地（dì）抑（yì）製了它們在高溫下的粗化長大，延長了蠕變壽（shòu）命。
高一涵團隊研（yán）製的生產含鈧AI-Cu係材料（liào）的工藝對提高傳統航空鋁合金（jīn）的（de）高溫性能有著重要意（yì）義，可創造出一（yī）批在250℃以上長期工作的AI-Cu-Mg-Sc合金，可（kě）為航空航天工業的新發展作出更大貢獻，為中國大飛機的（de）製造提供高性能鋁材。合金成分雖未公布，但（dàn）筆者認為，Cu含量會
有研科技集團公司（sī）的
高強高韌—低（dī）淬火敏感性鋁合金（jīn）
北京（jīng）有色金屬研究總（zǒng）院（yuàn）旗下的有研科技集團有限公司以熊柏青為首的研（yán）究團隊發明的AI-Zn-Mg-Cu係高強（qiáng）高韌—低淬火敏感性鋁合金至2018年6月12日已獲得美國（guó）專利授權，至此，專利授權******達12個，分別為：中（zhōng）國、美國、法國、英國、加拿大、德國、挪威、澳大（dà）利亞、意大利、西（xī）班牙、奧地利、日（rì）本。筆者認（rèn）為，還可（kě）以申請巴西專利，因為巴（bā）西也是主要的航空器製造國（guó）。
這個新型鋁合金的（de）麵世，創造了中國鋁合金發展史上諸多******——是中國******有完全自主知識產權的結（jié）構鋁合金、是中國******AI-Zn-Mg-Cu係（xì）高強高韌—低淬火敏感性航空航天鋁合金、是中國******獲得國際發明（míng）專利大範圍授權的航空航天（tiān）器結（jié）構鋁合金、是中國******超大厚度鍛件（jiàn）在軍民（mín）飛機（jī）上大規模應用的合（hé）金，2016年~2018年，中鋁西南鋁業（集（jí）團）有限責任公司向航空器製（zhì）造企業（yè）提供此種合金產品近1000噸，受（shòu）到用戶的普遍（biàn）讚（zàn）譽（yù）。
合金成分
熊（xióng）柏青等發明的高強高韌—低淬火敏感性AI-Zn-Mg-Cu係合金的化學成分（質量%）：Zn6.7~8.7，Mg1.1~2.3，Cu0.5~1.9，Zr0.03~0.20；同時需要滿足（zú），10.5≤（Zn+Mg+Cu）≤11.0，5.3≤（Zn/Mg+Cu）≤6.0，（0.24-D/4800）≤（Zr+Mn+Sc+Er+Hf）≤（0.24-D/5000），其中D為半連續鑄錠直徑或方形錠厚度，250mm≤D≤1000mm。所述合金的（de）優選成分（質量%）：Zn7.5~8.4，Mg1.65~1.8，Cu0.7~1.5，Zr0.03~0.20，同時滿足：10.6≤（Zn+Mg+Cu）≤10.8，5.5≤（Zn/Mg+Cu）≤5.7。
對新合金可進一步添加微合金化元素Mn、Sc、Er、Hf等，但不論是單個添加還是加入2個或2個以上均需滿足（0.24-D/4800）wt%≤（Zr+Mn+Sc+Er+Hf）wt%≤（0.24-D/5000）wt%，其中D為半連續鑄造圓錠直（zhí）徑或軋製用方錠的（de）厚度，250mm≤D≤1000mm。
發明者對新合金的雜質Si、Fe等的含（hán）量根據產品的不同作（zuò）3種限製：
首先，在製造半成品及鑄造產品時，作為雜質及隨晶粒細化劑混入（rù）的元（yuán）素，合金中Fe≤0.50wt%、Si≤0.50wt%、Ti≤0.10wt%，其他（tā）雜質元（yuán）素每（měi）個≤0.08wt%、總和≤0.25wt%。
第二類，在加（jiā）工製（zhì）造結構件半成品時，作為雜質及隨晶粒細化劑帶入的元素，合金中應Si≤0.10wt%、Fe≤0.12wt%、Ti≤0.06wt%，其他雜質元素每種≤0.05wt%、總計≤0.15wt%。
第三類為要求有超高強度與韌性的產品，作為（wéi）雜質及隨晶（jīng）粒細化劑帶入的元素，所述（shù）合（hé）金（jīn）中應Si≤0.03wt%、Fe≤0.05wt%、Ti≤0.04wt%，其他雜質元素每種≤0.03wt%，總計≤0.10wt%。
在製造結構（gòu）件（jiàn）的上述合金中，應Cuwt%≤Mgwt%；若製品厚度或（huò）其局（jú）部厚度>250mm，合金的Cu含量≤1.40wt%。
另外，在專利陳述中，對合金產品（板材、擠壓材（cái）、鍛件、鑄件）種類與成分的關係都作了說明。
目前公司經營項目有: CNC航空高精密機械零件加工，CNC航空高精密樣機加工、北京不鏽（xiù）鋼零件（jiàn）加工、各種高精密金屬零件、塑料加工，各（gè）種高精密工裝夾具加工、 小批量研發模型樣機加工製作， 真空批（pī）量翻模加工製作， 矽膠，橡膠製作，鈑（bǎn）金製（zhì）作， 鋁合金批量高精密加工（gōng）製作，批量吸塑製作，產品過uv，產（chǎn）品結（jié）構設計（jì），批量噴塗絲印，鐳雕激光打（dǎ）字等（děng）等。
合金的熱處理
所發明的新合金必須進行嚴格的熱處理方（fāng）能達到所要求的性能，鑄錠可進行單級（jí）或多（duō）級（jí）均勻化處理，單級均勻退火製度（450℃~480℃）/（1h~48h），2級（jí）或3級均勻化退火（huǒ）製度（420℃~490℃）/總時間（jiān）（1h~48h）。然後對均勻化退火後的錠進行鋸切，對（duì）錠（dìng）坯熱加工（軋製（zhì）、擠壓、鍛造），加工前進行預加（jiā）熱，預加熱製（zhì）度（380℃~450℃）/（1h~6h）。若（ruò）進行（háng）自由鍛-軋製組合工藝加工，預（yù）加熱製度也相同。
半成品的人工時效：T6峰值時效製度（dù）（110℃~125℃）/（8h~36h）；T7雙級時（shí）效製度，******級（110℃~115℃）/（6h~15h），第二（èr）級（155℃~160℃）/（6h~24h），三級時效製（zhì）度，******級（105℃~125℃）/（1h~24h），第二級（170℃~200℃）/（0.5h~8h），第三級（jí）（105℃~125℃）/（1h~36h）。
合金的性能
工業化生產的220mm自由（yóu）鍛件的合金（jīn）成分（質量%）：Zn7.63，Mg1.79，Cu1.38，Zr0.11，主要雜質（zhì）Fe0.06、Si0.05、Ti0.023；錠坯在（420℃±10℃）預熱6小時後，三次多（duō）方自（zì）由鍛造成2310mm（長）x1000mm（寬）x220mm（厚）的方形件，在室溫水中淬火後，進行總變形量為1%~3%的冷（lěng）預壓（yā）縮，以消除（chú）殘餘應力，熱處理後測試各項性能。
鍛壓-軋製法生產（chǎn）的152mm厚板（bǎn）的錠坯（pī）於（yú）420℃±10℃加熱後進行三次多方向自由鍛成（chéng）2950mm（長）x1000mm（寬）x360m（厚（hòu））的鍛坯，在410℃±10℃加（jiā）熱3小時後軋成6980mm（長）x1000mm（寬）x152mm（厚）板，固溶處理與室溫水噴淋淬火後，進行總變形（xíng）量為1%~3%預（yù）拉伸以消除殘餘應力，***後進（jìn）行T76、T74、T73人工時效（xiào）。
厚30mm的新合金板材（cái）的合金（jīn）成分(質量%）：Zn7.52，Mg1.78，Cu1.47，Zr0.19，主要雜質含（hán）量，Fe0.06、Si0.05、T0.02。半連續扁錠尺寸1100mm（寬）x270mm（厚），經（jīng）（465℃±5℃）/24h+（475℃±3℃）/24h均勻化退火與（yǔ）空（kōng）氣（qì）中緩冷，再經鋸切、銑麵獲得1500（長）x1100mm（寬）x250mm（厚）的錠坯，在（420℃±10℃）/4h預熱後軋成12500mm（長）x1000mm（寬）x30mm（厚）板材，經固溶處理、室溫（wēn）水噴（pēn）淋淬火與施加1%~3%的預拉伸變形消除殘餘應力（lì）後進行人工時效處理。
從成分上來看，中國合金（jīn）的（de）銅含量略低一點點（diǎn），平均含量僅比美國（guó）7050、7055合金的低0.1個百分點；中國合金的平均鋅含量與美國（guó）7050合金的相等，比7055、7095、7099合金（jīn）的低（dī）一些，但比7085合金的（7.5%）高0.2個百分點；中國合金的平均鎂含量為1.7%，與美國7095合金的相等，比美（měi）國7085合金的高0.2個（gè）百分點，但比美國7050、7055、7099合金的低。
在性能方麵（miàn），中國合金（jīn）顯示（shì）出***佳的綜合力學性能，***好（hǎo）的強韌（rèn）性。它的屈服強度（TYS）—伸長率（EL）—斷裂韌性（KIC）匹配得（dé）比目前任何一個高強韌合金的都更佳，即在屈（qū）服強度大體相當時，中國合金（jīn）具有極為（wéi）明顯的（de）伸長率與斷裂韌（rèn）性（xìng）優勢，是一種******的航空航天器結構鋁（lǚ）合金，表明中國在向世界******鋁合金研發強國前（qián）進的征程上又邁出（chū）了有重（chóng）要意義的一步。
借寫此文的機會，順便解釋一下高強韌與（yǔ）低淬火敏感性的（de）涵義。因為有人問（wèn）過，如下解釋為訓，筆者的體會（huì）是：首先它應屬2xxx係或7xxx係合金，是用於製造受力結（jié）構或打造強力結構件的；它的（de）雜質含量低，至少比2024合金或7075合金低60%以上甚至低90%，否則就沒有進入高強韌與低淬火敏感性合金行列的資格，雜質錳的含量也應盡可能的低（dī），必須（xū）低於0.10%，***好低於0.05%。
（未完待續（xù））
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