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變形鋁合金在鋁產業中占據著舉足輕（qīng）重的地位，近年來，隨著鋁產業技術的發展，我國變形鋁（lǚ）合金產業實現了前所（suǒ）未有的進步，推動（dòng）了鋁及鋁合金應用領域逐步拓寬。
西安（ān）交通大學的
抗（kàng）蠕變鋁-銅-鈧係合金
西（xī）安（ān）交通大學（xué）金屬材料強度重點實驗室高一涵博（bó）士、楊衝（chōng）博士與青年教師張金鈺在劉剛和孫軍教授的指導下，與美國約翰霍（huò）普金斯大學馬恩教授、重慶大學曹玲飛教授合作，在新型抗高溫蠕變AI-Cu係合金研發方麵（miàn）取得了突破（pò）性（xìng）進展。
在AI-Cu合（hé）金中可形成（chéng）有時效強化作用的AI2Cu相，加入少量的（de）（30N/mm2外加應力的苛刻蠕變條件下，可安全工作350小時以上；如果外加應力（lì）
新（xīn）型AI-Cu-Sc合金（jīn）為（wéi）什麽會有這麽強的抗蠕變性能呢？研究者（zhě）巧妙地采（cǎi）用納米第二相顆粒界（jiè）麵原子偏聚的顯微組織（zhī）設計思想，通過在原子層次解析不同溶質原子之間的交互作用，借相關的熱力學/動力學分析，通過常規的AI-Cu合金（jīn）並借助Sc的微合金化作用，在不同尋常的熱處理工藝下，使Sc原子（zǐ）高濃（nóng）度地偏聚於AI2Cu強化相質點的界麵，將它們包圍起來，顯著地抑製了它們在高溫下的粗化長大，延長了蠕變壽命。
高一涵團（tuán）隊研製的生產含鈧AI-Cu係材料的工藝對提高傳統航空鋁合金的高溫性能有著（zhe）重要意義，可創（chuàng）造出一批在250℃以上長期工（gōng）作的AI-Cu-Mg-Sc合金，可為航空航天工業的新發展作（zuò）出更大（dà）貢（gòng）獻，為中國大飛機的（de）製造提供高性能鋁材。合金（jīn）成分雖未公布，但筆者認為，Cu含量會（huì）
有研科技集團公司的
高強高韌—低淬火敏感性鋁合金
北京有色金屬研究總院旗下的有（yǒu）研（yán）科技集團有限公司以熊柏青為首的研究團隊發明的AI-Zn-Mg-Cu係（xì）高強高韌—低淬火敏感（gǎn）性鋁（lǚ）合金至2018年6月12日已（yǐ）獲得美國專利授權，至此，專利授（shòu）權******達12個，分別為：中國、美（měi）國、法（fǎ）國、英國、加拿大、德國、挪威、澳大利亞、意大利、西班牙（yá）、奧地利、日本。筆者認為，還可以申請巴西專利，因為巴西也是主要的航空器製造（zào）國。
這個新型鋁合金的麵世，創造了中國鋁（lǚ）合金發展史上諸（zhū）多******——是中國******有（yǒu）完全自主知識產權的結構鋁合金、是中國******AI-Zn-Mg-Cu係高強（qiáng）高韌—低淬火敏感性（xìng）航空航天鋁合金、是中國******獲（huò）得（dé）國際（jì）發明專利大範（fàn）圍授（shòu）權的航空航天器結構鋁（lǚ）合金、是中國******超大厚（hòu）度鍛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（tuán））有限責（zé）任公司（sī）向航空器製造企業（yè）提供（gòng）此種合金（jīn）產（chǎn）品近1000噸，受到用戶的普遍讚譽。
合金成分（fèn）
熊柏青等發明的高強高韌—低淬火敏感性AI-Zn-Mg-Cu係合金的（de）化學成分（fèn）（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（dìng）直徑或方（fāng）形錠厚（hòu）度，250mm≤D≤1000mm。所述合金的優選成（chéng）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（kě）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（zú）（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（jìng）或軋製用方錠的厚度，250mm≤D≤1000mm。
發明者對（duì）新合金的雜質Si、Fe等的含量根據產品的不同作3種限製（zhì）：
首先（xiān），在（zài）製造半（bàn）成品及鑄造產品（pǐn）時，作為雜質（zhì）及隨晶粒細化劑（jì）混入的（de）元素，合金中Fe≤0.50wt%、Si≤0.50wt%、Ti≤0.10wt%，其他雜質元素每個≤0.08wt%、總和≤0.25wt%。
第二（èr）類，在加工製造結構件半成品時，作為雜質（zhì）及隨晶粒細化劑帶入的元素（sù），合金中應Si≤0.10wt%、Fe≤0.12wt%、Ti≤0.06wt%，其他雜質元（yuán）素每種≤0.05wt%、總（zǒng）計≤0.15wt%。
第三類為要求有超高（gāo）強度與韌（rèn）性的產品，作為雜質及隨晶粒細化劑帶入的元素，所述合金中應Si≤0.03wt%、Fe≤0.05wt%、Ti≤0.04wt%，其他雜質元素每種≤0.03wt%，總計≤0.10wt%。
在製造結構件的上述（shù）合金（jīn）中，應Cuwt%≤Mgwt%；若製品厚度（dù）或其局部厚度（dù）>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（jǐ）壓材、鍛件、鑄件）種類與（yǔ）成分的關（guān）係都作了說明。
目（mù）前公司經營項目有: CNC航空高精密機械零件加工（gōng），CNC航空高精密樣（yàng）機加工、北京不鏽鋼零（líng）件加工、各（gè）種高精密金屬零件、塑料加工，各種（zhǒng）高精密工裝夾（jiá）具加工、 小批量研發（fā）模（mó）型樣機加工製作， 真空批量翻模加工製（zhì）作， 矽（guī）膠，橡膠製作，鈑金（jīn）製作， 鋁合金批量高精密加工製作，批量吸塑製作，產品（pǐn）過（guò）uv，產品結構設計，批量噴塗絲印（yìn），鐳雕激光打字等等。
合金的熱處理
所發明的新合金必須進行嚴（yán）格的熱處理方能達到所（suǒ）要求的性能（néng），鑄錠可進行單（dān）級或多級均（jun1）勻化處理，單級均勻退火製（zhì）度（450℃~480℃）/（1h~48h），2級或3級均勻（yún）化退火製度（420℃~490℃）/總時間（1h~48h）。然後對均勻化退火後（hòu）的錠進行鋸切，對錠坯熱加工（軋製、擠壓、鍛造），加工前進行預加熱，預加熱製度（380℃~450℃）/（1h~6h）。若進行自由鍛-軋製組合工藝加工，預加熱製度也相同。
半成品的人工時效：T6峰值時效製度（110℃~125℃）/（8h~36h）；T7雙級時效（xiào）製度，******級（110℃~115℃）/（6h~15h），第二級（155℃~160℃）/（6h~24h），三級時效製度，******級（105℃~125℃）/（1h~24h），第二級（170℃~200℃）/（0.5h~8h），第三（sān）級（jí）（105℃~125℃）/（1h~36h）。
合金的性能
工業化生產的220mm自由鍛件的合金成分（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（xiǎo）時後，三次多方自由鍛造成2310mm（長）x1000mm（寬）x220mm（厚）的方形件，在室溫水中淬火後，進行總變（biàn）形量（liàng）為1%~3%的冷預壓縮，以消除殘餘應力，熱處理後測試各項（xiàng）性能。
鍛壓-軋製法生產的152mm厚板的錠（dìng）坯於420℃±10℃加熱後進行三次（cì）多方向自由鍛成2950mm（長）x1000mm（寬）x360m（厚）的鍛（duàn）坯，在410℃±10℃加熱3小時後（hòu）軋成6980mm（長）x1000mm（寬（kuān））x152mm（厚）板，固溶處（chù）理與室溫水（shuǐ）噴淋淬火後，進行總變形量為1%~3%預拉伸以消除（chú）殘餘應力，***後進行T76、T74、T73人（rén）工時效。
厚30mm的（de）新合金板材（cái）的合金成分(質量（liàng）%）：Zn7.52，Mg1.78，Cu1.47，Zr0.19，主要雜質（zhì）含量，Fe0.06、Si0.05、T0.02。半連續扁（biǎn）錠尺寸1100mm（寬（kuān））x270mm（厚），經（465℃±5℃）/24h+（475℃±3℃）/24h均勻化退（tuì）火與空氣中緩冷，再經（jīng）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（kuān））x30mm（厚）板材，經固溶處理、室溫水（shuǐ）噴淋淬火與施（shī）加1%~3%的預拉伸變形（xíng）消除殘餘應力後進行人工時效處理。
從成分上（shàng）來看，中國合金的銅含量略低一點點，平均含量僅比（bǐ）美國7050、7055合金的（de）低0.1個百分點；中國合金的平均鋅含量與（yǔ）美國（guó）7050合金的相等，比7055、7095、7099合（hé）金的低一些，但比7085合金的（7.5%）高0.2個百分點；中國合金的平（píng）均鎂含量為1.7%，與美國7095合金的相等，比美國7085合金的高0.2個百分點，但比美國7050、7055、7099合金的低。
在（zài）性能方麵，中國合金顯示出***佳的綜合力（lì）學性能，***好（hǎo）的（de）強（qiáng）韌性。它的屈服強度（TYS）—伸長率（EL）—斷裂（liè）韌性（KIC）匹（pǐ）配（pèi）得比目前任何一個高強韌合金的（de）都（dōu）更佳，即在屈服強度大體相（xiàng）當時，中國合金具（jù）有極為（wéi）明顯的（de）伸（shēn）長（zhǎng）率與斷裂韌性優勢，是一（yī）種******的航空航天器結構鋁合金，表明中國在（zài）向世界******鋁合金研發強國前進的征（zhēng）程（chéng）上又邁出了（le）有重要意義的（de）一步。
借寫此文的機會，順便解釋一下高強韌與低淬火敏感性的涵義。因為（wéi）有人問過，如下解（jiě）釋為訓，筆者的體會是（shì）：首先它應屬2xxx係或7xxx係合金，是用於製造（zào）受力結構或打造強力結構件的；它的雜質（zhì）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（háng）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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