试析铝合金应用现状及发展趋势

罗子康

（四川 德阳 621000）

铝合金属于有色金属结构材料，在工业中普遍应用，也大量应用在化学工业、机械制造业、航天航空业中。工业的迅速发展，使得铝合金结构件的需要越来越多，更深入了铝合金的焊接性研究。当前，合金在铝合金中应用最多。

1 铝合金的相关介绍

（1）历史发展。1808年在实验室运用电解将氧化铝还原成铝材，1884年被当做建筑材料应用于美国华盛顿纪念碑上直至今天；铝材添加多种金属元素组成的铝合金材料已经在建筑工业每个环节中广泛应用。美国铝业公司在1908年发明电工铝合金1050，而且制成刚芯铝绞线，创造高压远程输电先锋；美国铝业公司在1915年发明2017合金，在1933年发明2024合金，导致铝在航空器中的应用得到迅速扩张。美国铝业公司在1933年发明6061合金，之后创造挤压机淬火工艺，不断扩张挤压型材应用领域；美国铝业公司在1943年发明7075合金和6063合金，创造高强度铝合金的一个新纪元。美国铝业公司在1965年发明A356铸造铝合金，这是最典型的铸造铝合金。随着对铝合金材料的更加深入研究，高强度铝合金凭借其良好的综合性能应用于商用飞机上，其使用量已经远远超出结构总量的75%，所以在国际航空工业界中也受到重用。铝合金开始在科技领域、军事领域以及生活领域中应用。

（2）铝合金材料的分类。现如今，市场上常见的铝合金材料有2种类型，分别是形变铝合金以及铸造铝合金。

纯铝，其主要划分为2种类型的产品，一是压力加工，二是冶炼品。前者可以用汉语拼音LV表示，后者用化学成分AL表示。根据加工方式划分，铝合金主要分为2类，分别是铸造铝合金和形变铝合金。而铸造铝合金根据化学成分划分，可以分为铝稀土合金、铝镁合金、铝硅合金以及铝镁合金。其中，铝硅合金又有单共晶铝合金、共晶硅铝合金等，在铸态上采用铸造铝合金。而形变铝合金可以在最大限度上承受压力加工。这种类型的铝合金可以加工成不同规格、不同形态的铝合金材。主要应用于建筑门窗以及航空器材等等。形变铝合金也可以分为2大类型，分别是可热处理强化型铝合金以及不可热处理强化型铝合金。可热处理强化型铝合金能够利用时效以及淬火等热处理方式来提升机械性能，其可以划分成特殊铝合金、硬铝以及超硬铝等等。不可热处理强化型无法利用热处理来提升机械性能，只可以通过冷加工变形来真正实现强化，其主要有防锈铝、工业纯铝以及高纯铝等等。

2 铝合金的应用现状

相对于其他的材料，铝合金具有高强度以及耐腐蚀性较好等多种优势，使其可以普遍应用在民用领域及工业领域，而且开始成为电子电气领域、交通运输领域等最先选用的金属材料。

（1）在交通运输领域中应用铝合金。现如今，社会交通运输领域面临的关键课题是节能环保，但在材料方面选择铝合金是真正实现这个目标的一种有效手段。因此，自从1980年以来，铝合金材料开始成为交通运输业的主要材料。当前。交通运输业铝合金材料使用量已经超过25%，其中汽车行业铝合金材料使用量超过15%，已经逐渐成为全世界铝合金材料使用最大领域。

铝合金自身具有良好的抗冲击和抗振性能以及抗拉伸等力学性能，以此达到汽车以及高速列车等选择材料的有关标准。另外，铝合金材料的密实度只有钢铁材料的33%，这些都减少了汽车自身的重量，降低行驶阻力，进而节省燃油损耗量。并且铝合金自身也具有较好的耐磨性以及耐腐蚀性，无需除锈，这样大幅度减少了维护成本和制造成本，更加关键的是与传统钢铁相比之下。铝合金更加方便回收利用。通常，一辆报废汽车的回收价值铝结构高出钢结构车的6倍。因此，铝合金被普遍应用于摩托车、火车、高铁以及地铁等的车本身结构件以及空调等等，还有不同类型游艇、巡洋舰等的蒙皮、装甲板等。近年来，随着我国高铁建设的不断推进，估计在2021年仅仅高铁铝合金使用量就会超出46t，高铁车身都使用全铝合金结构。车身框架在汽车材料领域中经常选择高强度的6xxx系铝合金。

（2）在航天航空领域中应用铝合金。美国铝业公司在1972年利用Ti、Mn等微量元素成功开发出新型的7075合金，而且在波音747飞机上应用铝合金，顺利揭开在飞机上大规模投产铝合金的序幕。当前，铝合金已经成为航天器及飞机轻量化的第一种材料，在民用飞机结构中铝合金使用量约76%，例如：空客A380的铝合金使用量约71%。现阶段，市场上几乎各种类型的铝合金都能够投入到航空航天领域。因为AL-Zn-Cu具有较高的强度，较好的可切削加工型，经常适用于飞机的结构材料，比如：受力结构件以及框架等等，AL-Li系合金因为具有密度较低、较好的低温韧性等特征，被普遍应用在制造火箭及飞机的低温燃料箱。

（3）在电子电气领域中应用铝合金。当今，全球每年生产的原铝大概有6%被应用在电子电气领域，而电子导体以铝合金为主。追究到底，首先，在价格方面铝合金远远低于铜合金，这些都可以严格控制铺设电缆的成本。其次，因为铝合金的密实度比铜合金低，这就导致铝合金能够在轻重的基础上取得所需要的电导率，而且明显减少运输成本。另外，铜合金的回收利用率也不如铝合金，且具有较高的耐腐蚀性能，这样可以减少维修成本。目前，铝包钢芯铝绞线常用于高压输电线中，这种类型的铝合金具备高强度以及导电性较好等特征。在家用家电领域、计算机领域等也有很大的需求，尤其是电脑的磁盘基板、家电的包装材料等。

3 铝合金将来的发展趋势

随着科技的日益发展与经济全球化的不断发展，相信在不久的将来铝合金行业可以得到迅速的发展，而且开始代替钢铁的位置，其发展趋势主要体现在以下几个方面。

其一，优化产能结构，集中耐腐蚀性、财力、人力以及物力等多种性能更加优异的产品，以此满足交通运输领域、电器包装领域以及航空航天领域的需要。

其二，开发铝基复合材料。在原合金性能的前提下很多新型铝基复合材料具有较好的物理性能及力学性能，也是将来发展及研究的主要道路。

其三，铝合金综合利用技术、再生技术以及回收技术的发展、普及，造成回收率不断提高。其四，创新工艺设备，改善生产加工方式，提高铝合金的生产质量，加快生产速度。

4 结语

现代社会发展的重要材料是铝合金，其本身具备不可代替的优势，逐渐成为现代航空航天高速化发展的重点。我国在2016年铝合金加工材料的实际产量已经超出3200万t，并且始终保持着每年6%的速度不断增长。铝合金在节省能源、改善自然环境以及提高舒适感等方面为促进人类发展做出重大奉献，对带动今后社会的发展也势必会充分发挥出更加重要的作用。