導讀：我國是鋁合金材料生產(chǎn)和消費大國，鋁合金材料在交通、海洋、空天等領(lǐng)域具有廣泛應用，尤其在汽車、飛機、航天、艦船等領(lǐng)域的一些輕量化關(guān)鍵部件上，鋁合金材料具有不可替代性。而國內(nèi)絕大部分鋁合金材料屬于中低端產(chǎn)品，生產(chǎn)能耗高、效率低、成本高、附加值低，惡性競爭的情況難以得到改變，且部分高端產(chǎn)品仍需從國外高價購買，這無疑阻礙了我國制造業(yè)升級的步伐。我國雖在通信、高鐵等領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢，但隨著國際形勢錯綜復雜地變化，關(guān)鍵材料領(lǐng)域被卡脖子的風險日漸突出，自主創(chuàng)新迫在眉睫。在新的產(chǎn)業(yè)形勢下，發(fā)展高端鋁合金材料綠色化、智能化的制備與加工技術(shù)對支撐我國關(guān)鍵制造業(yè)的可持續(xù)優(yōu)質(zhì)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。

本文主要介紹國內(nèi)外鋁合金材料發(fā)展及研究現(xiàn)狀，分析常用鋁合金系的市場需求，總結(jié)目前我國在此領(lǐng)域遇到的問題以及未來發(fā)展目標，并給出相應的發(fā)展對策，以促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級和進步。

高強鋁合金主要以航空需求為背景不斷發(fā)展，百年鋁材百年航空，鋁合金滿足了不同時代飛機和尖端裝備的發(fā)展要求。隨著飛機設(shè)計思想的不斷創(chuàng)新，先進飛機的制造對鋁合金提出了越來越高的要求，特別是現(xiàn)代飛機的輕量化、寬敞化、舒適化、長壽命、高可靠和低成本的發(fā)展需求，推動了高強鋁合金的發(fā)展。按照鋁合金的成分?工藝?組織?性能特征，可將航空鋁合金的發(fā)展歷程大體劃分為5個階段，即第一代高靜強度鋁合金，第二代高強耐蝕鋁合金，第三代高強高韌耐蝕鋁合金，第四代高耐損傷鋁合金，以及第五代高強高韌低密度、低淬火敏感性鋁合金。

各階段鋁合金的特征性能、關(guān)鍵技術(shù)與特征微結(jié)構(gòu)。

導熱鋁合金的研究現(xiàn)狀

鋁合金主要分為變形鋁和鑄造鋁兩個大類，其特點各有不同。

變形鋁合金:現(xiàn)有的鋁合金導熱性能研究主要集中在變形鋁合金，導熱用變形鋁合金主要應用于汽車、電子等領(lǐng)域，如鋁合金散熱器、取暖器、空調(diào)器等。鋁質(zhì)散熱器相比傳統(tǒng)的銅質(zhì)或者鋼質(zhì)散熱器，具有質(zhì)量輕、耐蝕性好、使用成本低等優(yōu)點，現(xiàn)已得到了廣泛的應用。例如，目前國外汽車在散熱器上的用鋁比率歐洲為95％，美國為90％，日本為75％；在電腦散熱器方面，鋁質(zhì)散熱器已成為主流，取代了銅質(zhì)/鋼質(zhì)散熱器和塑料風扇。變形鋁合金的缺點是難以做成復雜結(jié)構(gòu)的零件。

鑄造鋁合金：鑄造屬于凝固成型，是目前用于成型復雜結(jié)構(gòu)零件的最佳工藝方式。對鑄造鋁合金而言，為了保證合金的充型性能及力學性能等，通常必須添加較多的合金元素。鑄造鋁合金中的硅可提高合金流動性，但隨著硅含量的提高，熱導率隨之下降。這主要是因為，硅在α-Al基體中的固溶度增大，加劇晶格畸變的程度，且隨著硅含量的進一步增加，組織中的共晶硅數(shù)量增加、尺寸變得粗大，這都導致自由電子散射增大，從而降低電導率和熱導率。因此，高導熱鑄造鋁合金開發(fā)的難點在于，通過合金設(shè)計和組織調(diào)控保證合金良好流動性的同時仍具有較高熱導率。

在國家型號工程的支持下，中鋁西南鋁、北京有色金屬研究總院、北京航空材料研究院、中南大學等單位組成產(chǎn)學研聯(lián)合攻關(guān)團隊，不畏艱難，大膽探索，經(jīng)過近10年的研究開發(fā)和專項攻關(guān)，突破了大規(guī)格鑄錠制備、強變形軋制、強韌化熱處理、殘余應力控制、性能均一性控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，研制出了全厚度范圍的7050鋁合金預拉伸超厚板，形成了質(zhì)量穩(wěn)定的工業(yè)化制造技術(shù)。

南南鋁加工先后突破了航天用鋁合金超薄板、航空用高強高韌鋁合金中厚板、動車組車體及泛半導體用超寬幅板材等行業(yè)關(guān)技術(shù)難題，多項成果處于國際先水平，累計獲批科硏項目8項，新増專利申請35件授權(quán)專利32件，參與制定國家和行業(yè)標準10項。去年9月，南南鋁加工熱軋制造中心在已軋制出4040mm半導體用超寬板材的基礎(chǔ)上再次突破設(shè)備極限，成功軋制出4090mm超寬幅航空航天用超寬板材。

南山鋁業(yè)擁有國家級技術(shù)中心航空材料研究院、國家認可實驗室、博士后工作站等一流研發(fā)機構(gòu)以及國內(nèi)鋁加工行業(yè)唯一的“國家鋁合金壓力加工工程技術(shù)研究中心”。

南山鋁業(yè)在高端、高附加值的航空、汽車用鋁材料方面已經(jīng)實現(xiàn)批量供貨，訂單持續(xù)增長，實現(xiàn)了航空、汽車用鋁合金材料關(guān)鍵技術(shù)的突破和材料的完全自主供應。旗下的南山航空材料產(chǎn)業(yè)園已建成航空航天用精密鍛件、超大規(guī)格特種鋁合金材料等高端鋁材加工制造項目16個。該產(chǎn)業(yè)園全部建成后，將成為世界最大的航空航天、新能源汽車用鋁合金材料加工制造基地。

高端鋁合金材料制備與加工系列技術(shù)，解決材料純潔化，大規(guī)格化，組織細化、均勻化及亞穩(wěn)化，織構(gòu)強化及其平衡調(diào)控的多項共性關(guān)鍵工程生產(chǎn)技術(shù)難題，提升了材料的強韌性，淬透性，耐蝕性，損傷容限性，抗疲勞，抗沖擊以及耐熱等多種服役性能和材料的綜合性能。