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變形鋁合金在（zài）鋁產業中占據著舉足輕重的地位，近（jìn）年來，隨著鋁產業技術的發展，我國變形鋁合金產業實現了前（qián）所未有的進步，推動（dòng）了鋁及鋁合金應用領（lǐng）域逐步拓寬。
西安交通大學的
抗（kàng）蠕變鋁-銅-鈧係合金（jīn）
西安交通大學金屬材料強度重（chóng）點實（shí）驗室高一涵博士（shì）、楊衝博士與青年（nián）教師張金鈺在劉剛和孫（sūn）軍教授的指導下，與美國（guó）約翰霍普金斯大學（xué）馬恩教授、重慶大學（xué）曹玲飛教授合作，在新型抗高溫蠕變AI-Cu係合金研發方麵取得了突破性進展。
在AI-Cu合（hé）金中可形成有時（shí）效強化作用（yòng）的AI2Cu相，加入少量的（30N/mm2外加應（yīng）力的苛刻蠕變條（tiáo）件下，可安全工作350小時以上；如果外（wài）加應力
新型（xíng）AI-Cu-Sc合金為什麽會有這麽強的抗蠕變（biàn）性能呢？研究（jiū）者巧妙地采用納米第二相顆粒界麵原子偏聚的顯微（wēi）組（zǔ）織設計思想，通過在原子層次解析不同溶質原子（zǐ）之間的交互作用，借相（xiàng）關的熱力學/動力學分（fèn）析，通過常規的AI-Cu合金並借助Sc的（de）微合（hé）金化（huà）作用，在不（bú）同尋常的熱處理工藝下，使Sc原子高濃度地偏聚於AI2Cu強化相質點的界麵，將它們包圍起來，顯（xiǎn）著地抑製了它們在高溫下的粗化（huà）長大，延長了蠕變（biàn）壽命。
高（gāo）一（yī）涵（hán）團隊研製的生產含鈧AI-Cu係（xì）材料的工藝對提高傳統航空鋁合金的高溫性能有著重要意義，可創造出一批在250℃以上長期（qī）工作的AI-Cu-Mg-Sc合金，可為航空航天工業的新發展作出更大（dà）貢獻，為中國大（dà）飛機的製造提供高性能鋁材。合金成分雖未公布，但筆者認（rèn）為，Cu含量會
有研科技集團公司的
高強高韌—低淬火敏感性鋁合金
北京有色金屬研（yán）究（jiū）總院旗下的有研科技（jì）集團有限公司以熊柏青為（wéi）首（shǒu）的研究（jiū）團隊發明的AI-Zn-Mg-Cu係高強高韌（rèn）—低淬火敏感性鋁合金（jīn）至2018年6月12日已獲得美國專利授權，至此，專利授權******達12個，分別（bié）為：中國、美國、法（fǎ）國、英（yīng）國、加拿大、德國、挪威、澳大利亞、意大利（lì）、西班牙、奧地利、日本。筆者認為，還可以申請巴西專（zhuān）利，因為巴（bā）西也是主要的航（háng）空器製造國。
這（zhè）個新型鋁合金的麵世，創造了中國鋁合（hé）金發展（zhǎn）史上諸多******——是中國******有完全自主（zhǔ）知識產權的（de）結構（gòu）鋁合金、是（shì）中國******AI-Zn-Mg-Cu係高強高韌—低淬火敏感性航（háng）空航天鋁合金、是（shì）中國******獲得國際發明專（zhuān）利大範圍授權的航空（kōng）航天器結構鋁合（hé）金（jīn）、是中國******超大厚度鍛（duàn）件在軍民飛機上大規模應用的合金，2016年~2018年，中鋁西南鋁業（集團）有限責任公司向航空器製造（zào）企業提供此種合金（jīn）產品（pǐn）近1000噸，受到用戶的普遍讚譽。
合金成分
熊柏青等發明的（de）高強高韌—低淬火敏感性AI-Zn-Mg-Cu係（xì）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，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。所述合金的優選成分（質量%）：Zn7.5~8.4，Mg1.65~1.8，Cu0.7~1.5，Zr0.03~0.20，同時（shí）滿足：10.6≤（Zn+Mg+Cu）≤10.8，5.5≤（Zn/Mg+Cu）≤5.7。
對新（xīn）合金可進一步添加微合金（jīn）化（huà）元素Mn、Sc、Er、Hf等，但不論是單個添加（jiā）還是加入2個（gè）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徑或軋製用方（fāng）錠的厚度，250mm≤D≤1000mm。
發明者對新合金的雜質Si、Fe等（děng）的含量根據產品的不同作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（jīng）粒細化（huà）劑混入的元（yuán）素，合金中Fe≤0.50wt%、Si≤0.50wt%、Ti≤0.10wt%，其他雜質元素每個≤0.08wt%、總和（hé）≤0.25wt%。
第二類，在加（jiā）工製造結構件半（bàn）成品時，作為（wéi）雜質及（jí）隨晶粒細化劑帶（dài）入（rù）的元素，合金中應Si≤0.10wt%、Fe≤0.12wt%、Ti≤0.06wt%，其他雜質元素每（měi）種≤0.05wt%、總計≤0.15wt%。
第三類為要求有超高強（qiáng）度與韌性的產品，作為雜（zá）質（zhì）及隨晶（jīng）粒細（xì）化劑帶入的元素，所述合金中應Si≤0.03wt%、Fe≤0.05wt%、Ti≤0.04wt%，其（qí）他雜（zá）質元素每種≤0.03wt%，總（zǒng）計（jì）≤0.10wt%。
在製造結構件的上述合金中，應Cuwt%≤Mgwt%；若製品厚度或其局部厚度>250mm，合金的Cu含量≤1.40wt%。
另外，在專利陳述（shù）中，對（duì）合金產品（板材、擠壓材、鍛件（jiàn）、鑄件）種（zhǒng）類與成分的關係都作了說明（míng）。
目前公（gōng）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（yàng）機加工、北（běi）京不鏽鋼零件加工、各種高精密金屬零件、塑（sù）料加工，各種高精密工裝夾具加工、 小批量研發模（mó）型樣機加工製作， 真（zhēn）空批量翻模加工製作， 矽膠，橡膠製作，鈑金製作， 鋁合金批量高精密加工製作，批量吸塑製作，產品過（guò）uv，產（chǎn）品結構設計，批量噴塗絲印，鐳雕激光打字等等（děng）。
合金的熱處理
所發明的（de）新合金必須進行嚴格的熱處理方（fāng）能達到所要求的性（xìng）能，鑄錠可進行單級或多級均（jun1）勻化處理，單級均勻退火製度（450℃~480℃）/（1h~48h），2級或3級均勻化退火（huǒ）製度（420℃~490℃）/總時間（1h~48h）。然後對均勻化退火後的錠進行鋸切，對錠坯熱加工（軋製、擠壓、鍛造），加工前進行（háng）預（yù）加（jiā）熱，預（yù）加熱製度（380℃~450℃）/（1h~6h）。若進行自由鍛-軋製組合工藝（yì）加工，預加熱製度也相同。
半成品的人工時效：T6峰值（zhí）時效製度（110℃~125℃）/（8h~36h）；T7雙級時效製度，******級（110℃~115℃）/（6h~15h），第二級（155℃~160℃）/（6h~24h），三（sān）級時（shí）效製度，******級（jí）（105℃~125℃）/（1h~24h），第二級（170℃~200℃）/（0.5h~8h），第三級（105℃~125℃）/（1h~36h）。
合（hé）金的性能
工業化生產的220mm自由鍛件（jiàn）的合金成分（質量%）：Zn7.63，Mg1.79，Cu1.38，Zr0.11，主要雜質Fe0.06、Si0.05、Ti0.023；錠坯在（420℃±10℃）預熱6小時後，三次多方（fāng）自由鍛造成2310mm（長）x1000mm（寬）x220mm（厚）的方（fāng）形件，在室溫水中（zhōng）淬火後，進行總變形量為1%~3%的冷（lěng）預壓縮，以消除殘餘應（yīng）力，熱處理後測試各項性能（néng）。
鍛壓-軋製法生產的152mm厚板的錠坯於420℃±10℃加（jiā）熱後進行（háng）三次多方向自由鍛成2950mm（長）x1000mm（寬）x360m（厚）的鍛坯（pī），在410℃±10℃加熱3小（xiǎo）時後（hòu）軋成6980mm（長（zhǎng））x1000mm（寬）x152mm（厚）板，固溶處理與室溫水噴淋淬火後，進行總變形量為1%~3%預拉伸（shēn）以消除殘餘（yú）應力，***後進行T76、T74、T73人工時效。
厚30mm的（de）新（xīn）合金板材的合金（jīn）成分(質量%）：Zn7.52，Mg1.78，Cu1.47，Zr0.19，主要（yào）雜質（zhì）含量，Fe0.06、Si0.05、T0.02。半連（lián）續扁錠尺寸1100mm（寬）x270mm（厚），經（465℃±5℃）/24h+（475℃±3℃）/24h均勻化退火與空氣中緩冷，再經（jīng）鋸切、銑（xǐ）麵獲得1500（長）x1100mm（寬（kuān））x250mm（厚）的錠坯，在（420℃±10℃）/4h預熱後軋成12500mm（長）x1000mm（寬）x30mm（厚）板（bǎn）材，經固溶處理、室（shì）溫水噴淋淬火與（yǔ）施加1%~3%的（de）預拉伸變形消除殘餘應力後進行人工時效處理。
從成分上來看，中國（guó）合金的（de）銅含量略低（dī）一點點，平均含量僅比美國7050、7055合金的低0.1個百分點；中國合金的平均（jun1）鋅（xīn）含（hán）量與美（měi）國7050合金的（de）相等（děng），比7055、7095、7099合金的低一（yī）些，但比7085合金的（7.5%）高0.2個百（bǎi）分點；中國（guó）合金的平（píng）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（bǎi）分點，但比美國7050、7055、7099合金的低。
在性能方麵，中國合金顯示出***佳的綜合力學性能，***好的強韌性。它的屈服強度（TYS）—伸長率（EL）—斷裂韌性（KIC）匹配得比（bǐ）目（mù）前任何一個高強韌合金的都更佳，即在屈服強度大體相當時，中國合金具有極為明顯的伸長率與斷裂韌性優勢，是一種******的航空航天器（qì）結構鋁合金，表明中國在向世界******鋁合金研發強國前進的征程上又（yòu）邁出了有重（chóng）要意義的一步。
借寫此文的機會，順便解釋（shì）一下高強韌與低淬火敏感性的涵義。因為有人問過，如下解釋為（wéi）訓，筆者的體會是：首先它（tā）應屬2xxx係或7xxx係合金，是（shì）用於製（zhì）造受力結（jié）構或打造強力結構件的；它的雜質含量低，至少比2024合金或7075合金低60%以上（shàng）甚（shèn）至低90%，否則就沒有進入（rù）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，必須低於0.10%，***好低於0.05%。
（未完待續）
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