稀土改性高强高韧铝合金项目-中国国际科技促进会
更新时间：2022-04-25 08:36:05
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高强铝合金具有强度高、塑性好、可焊性好、耐腐蚀性能优良等特点，被广泛应用于各种飞机的结构件和其他强度要求高的高应力焊接结构件，是目前许多军用和民用飞机，特别是国...
高强铝合金具有强度高、塑性好、可焊性好、耐腐蚀性能优良等特点，被广泛应用于各种飞机的结构件和其他强度要求高的高应力焊接结构件，是目前许多军用和民用飞机，特别是国家急需的“大客”和“大运”等交通运输工具中不可缺少的重要结构材料。随着航天航空技术发展对材料要求的日益提高，研究人员正着力开发强度更高，综合性能优良的高强度可焊 Al-Zn-Mg 系铝合金，目前为提高焊接用的 Al-Zn-Mg 系铝合金的综合性能，研究思路主要是在追求材料高强度的同时， 降低由于强度提高对抗应力腐蚀性能、断裂韧性和疲劳强度等造成不良影响。而本项目研究的 Al-Zn-Mg-Sc 系铝合金是向 Al-Zn-Mg 合金中复合添加微量的钪(Sc)和锆(Zr)铒（Er）钇（Y）等微合金化元素，是一种改善合金综合性能的有效途径。
军事上，军用卫星的导航、成像等部位重量的增加对平台等结构件提出更大承载能力的要求，同时还应该保证结构质量的轻质化。发动机部位采用铝合金板材辊弯焊接成型热控罩，该结构作为防热部段的骨架支撑结构，对材料具有良好的成型和高强度的综合性能要求。此外战略导弹武器的机动发射要求对弹体支架、框架等部位提出高强、高韧、高模量、良好的耐蚀性能及焊接性能等一系列要求；民用上， 新能源的汽车、民航飞机等领域上的结构件提出高强、高韧、高模量、良好的耐蚀性能及焊接性能等一系列要求。目前选用的高强铝合金因焊接性能差或强度低造成零件尺寸较厚，已无法满足高载荷和轻质化要求，迫切需要选用新型轻质高强铝合金来进行更新换代。
我国是铝合金材料生产和消费大国，铝合金材料在交通、海洋、空天等领域具有广泛应用，尤其在汽车、飞机、航天、舰船等领域的一些轻量化关键部件上，铝合金材料具有不可替代性。而国内绝大部分铝合金材料属于中低端产品，生产能耗高、效率低、成本高、附加值低，恶性竞争的情况难以得到改变，且部分高端产品仍需从国外高价购买，这无疑阻碍了我国制造业升级的步伐。我国虽在通信、高铁等领域具有显著优势，但随着国际形势错综复杂地变化，关键材料领域被卡脖子的风险日渐突出，自主创新迫在眉睫。在新的产业形势下，发展高端铝合金材料绿色化、智能化的制备与加工技术对支撑我国关键制造业的可持续优质发展具有重大战略意义。 铝合金作为结构及功能材料是一种“永不衰败”的材料，高强铝合金现主要的应用集中于航天航空、轨道交通、军用武器等方面。其使用的绝大多数都在结构方面，以提供高强高韧的支撑能力。随着科学技术的进步和国民经济的飞速发展，各种铝合金材料应运而生，成为许多重要领域（如航天航空、交通运输、现代汽车、电子电器、舰船兵器、电力能源、机械制造等）的首选材料。来 5 年，铝型材生产企业的产品品种将不断增加，产品质量会更加精益求精，产品附加值更高，更加节能环保。具体来讲就是：在铝加工工艺上，向着更精细化方向发展；在铝加工装备上，向着智能化方向发展；在企业建设上，向着大而强和专而精方向发展。
随着品种增加、品质提升，铝材也将更广泛应用于建筑、电力、汽车制造、家电、电子及机械设备等领域，市场需求有望继续释放。预计 2018-2023 年，全球铝材市场需求年复合增速约为 5%，到 2023 年，全球铝材的市场消耗量有望达到 7423万吨。
本项目研制的稀土改性高强高韧铝锌镁钪合金基本可以满足高强、高韧、高模量、良好的耐蚀性能及焊接性能等要求，取代现阶段选用的高强铝合金，具有极其广阔的应用前景。
