Alumini ni kipengele cha chuma kilichojaa zaidi katika ukoko wa dunia. Ni metali isiyo na feri iliyo na pato la pili kwa ukubwa na matumizi duniani baada ya chuma. Ina wiani mdogo, karibu 1/3 ya chuma. Kwa kuwa alumini safi ni laini na ina nguvu ndogo, kwa hiyo, kwa kuongeza kiasi kidogo cha vipengele kama vile magnesiamu, shaba, zinki, silicon, na lithiamu kwa alumini, utendaji wa aloi ya alumini ni bora zaidi. Aloi za alumini ni nyenzo zinazotumiwa zaidi za miundo ya chuma isiyo na feri katika tasnia kwa sababu ya mali zao bora za kiufundi na upinzani wa kutu. Zimetumika sana katika ujenzi, anga, gari, utengenezaji wa mashine, ujenzi wa meli na tasnia ya kemikali.
Aloi za alumini zina mali bora katika mechanics na kemia:
① Vipengele vya mitambo, huakisiwa hasa katika msongamano wa chini, nguvu ya juu, moduli ya juu, n.k. Alumini ina msongamano wa chini na ni nyepesi kuliko metali nyingine, 1/4 pekee ya chuma, hivyo inafaa kutumika katika sehemu zenye mahitaji ya juu kwa uzani mwepesi;
② Kwa upande wa sifa za kemikali, kwa vile aloi ya alumini inaweza kutengeneza filamu mnene ya oksidi kwenye uso wake angani, inaweza kujikinga na uoksidishaji wa kina. Kwa hiyo, ina upinzani bora wa kutu na muundo wa kemikali imara sana.
③ Aloi ya Alumini ina unamu mzuri na inaweza kuchakatwa katika wasifu mbalimbali. Ina conductivity bora ya umeme na mafuta. Kwa hiyo, hutumiwa sana katika sekta, na matumizi yake ni ya pili kwa chuma.
Kwa sasa, kuna aloi zaidi ya 250 za alumini na nyimbo tofauti katika sekta hiyo. Ili kurahisisha upambanuzi, kwa mujibu wa nyimbo tofauti za aloi, China inatumia njia inayokubalika kimataifa ya uainishaji wa daraja nne ili kuwezesha kuweka alama kwenye tovuti ya uzalishaji, kumbukumbu na usimamizi wa hesabu. Aloi za alumini zinazotumiwa katika tasnia ya kijeshi ni pamoja na aloi za alumini-lithiamu, safu 2XXX (A1-Cu-Mg) na safu 7XXX za aloi za alumini.
Mahitaji ya soko na mwenendo wa maendeleo ya vifaa mbalimbali vya aloi ya alumini
2XXX mfululizo aloi ya alumini
Aloi za alumini za mfululizo wa 2XXX (A1-Cu-Mg) zina nguvu nyingi za kustahimili mkazo, ushupavu na nguvu za uchovu, ukinzani mzuri wa joto, uchakataji na sifa za kulehemu, na hutumika sana katika tasnia ya anga, magari na silaha. Alama kuu ni 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, n.k. Msururu wa aloi umetengenezwa ili kuboresha uimara, ulinganifu wa ushupavu, na uvumilivu wa uharibifu, kama vile 2024, 2124, 2524, 2324 aloi, nk.
Mitindo ya vifaa vya China inaendelea katika mwelekeo wa uzani mwepesi, maisha marefu, kuegemea juu na gharama ya chini, na ina mahitaji ya juu ya ugumu wa fracture, upinzani wa uenezi wa nyufa na upinzani wa kutu wa nyenzo za ngozi za fuselage. Kwa msingi wa sahani nene ya aloi ya alumini ya 2024-T351, nchi za nje zimeunda 2324, 2624 na aloi zingine za alumini zenye uvumilivu wa juu kwa uso wa mrengo wa chini na nguvu tofauti, ushupavu, uchovu na upinzani wa kutu, na zimepata ufungaji na matumizi. China inakuza aloi za alumini za mfululizo wa 2XXX zinazostahimili uharibifu mkubwa. Katika siku zijazo, aloi za ujumuishaji ndogo zitakuwa mwelekeo muhimu wa ukuzaji wa safu za al-Cu-Mg za aloi za aluminium zenye nguvu ya juu.
4XXX mfululizo aloi ya alumini
Kwa sasa, aloi za eutectic na hypoeutectic Al-Si hutumiwa zaidi kwa bastola za gari nchini Uchina. Hata hivyo, kwa uboreshaji unaoendelea wa mahitaji ya utendaji wa injini, ni vigumu kufikia mahitaji ya utendaji. Aloi ya Hypereutectic Al-Si ina msongamano wa chini, mgawo mdogo wa upanuzi wa mstari, upinzani wa juu wa kuvaa na uthabiti wa kiasi, na ni nyenzo bora zaidi ya pistoni ikilinganishwa na aloi za eutectic Al-Si. Pistoni za aloi za hypereutectic Al-Si zimezalishwa kwa wingi nje ya nchi na kutumika kwa malori na magari, kama vile aloi ya A390 nchini Marekani, aloi za AC9A na AC8A (ZL109) nchini Japani, na aloi ya A390 nchini Australia. Hata hivyo, kwa sasa kuna wazalishaji wachache nchini China ambao huzalisha pistoni za aloi za Al-Si za hypereutectic, na wengi wao hutegemea uagizaji. Kwa kuongeza, kuna pengo kubwa kati ya vifaa vya aloi ya alumini ya turbocharger na nchi za nje. Nyenzo za aloi ya alumini ya turbocharger ya utendaji wa juu hutegemea Japan na nchi zingine. Kwa hivyo, ni muhimu kukuza vifaa muhimu vya aloi ya gari kwa bastola za utendaji wa juu na visukuku vya turbocharger.
Aloi za Alumini za Mfululizo 5XXX
Aloi za Al-Mg, hasa aloi za Al-Mg zilizo na maudhui ya juu ya Mg, zina nguvu maalum ya juu, weldability nzuri na upinzani wa kutu, na zitakuwa nyenzo za ushindani katika siku zijazo za anga, treni za kasi, bahari na nyanja nyingine. Kwa sasa, sahani za aloi za Al-Mg, wasifu na waya za kulehemu kwa anga, treni, bahari na matumizi mengine hutegemea uagizaji kutoka nje. Soko la waya wa kulehemu wa hali ya juu kimsingi limehodhiwa na ALCOA nchini Marekani. Aloi za ER5183 na ER5356 hutegemea uagizaji kutoka nje, na kiasi cha uagizaji huchangia takriban 70% ya mauzo yao. Aloi za Al-Mg kwa meli hutegemea Urusi. Ingo za kawaida za aloi zilizo na kiwango cha juu cha Mg zina dendrites zilizokuzwa vizuri, utengano mkali wa awamu ya eutectic, na utendakazi duni wa uundaji. Mbinu za sasa za uchakataji bado zina matatizo mengi, kama vile utendakazi duni, ubora duni unaoonekana, mchakato mrefu, ubora usio imara, na mavuno kidogo. Ugandishaji na uundaji wa haraka-haraka unaweza kuzuia kunyesha kwa Mg, na wakati huo huo unaweza kudhibitiwa ili kupata fuwele laini zilizosawazishwa na awamu za nano-precipitated, kuboresha sana utendaji na usawa wa nyenzo. Kwa hivyo, uundaji wa uimarishaji wa kasi ndogo unaoendelea wa upanuzi wa rheolojia na teknolojia ya kusongesha kwa aloi za utendaji wa juu za Al-Mg unatarajiwa kukidhi mahitaji ya aloi za ubora wa juu za Al-Mg.
Aloi za Alumini za Mfululizo 6XXX
Nyenzo za aloi za alumini za mfululizo wa 6XXX ni nyenzo muhimu katika nyanja za usafiri wa reli, magari, vifaa vya elektroniki, n.k. Tangu miaka ya 1980, nchi zilizoendelea na mikoa kama vile Ulaya, Marekani, na Japani zimetengeneza aloi za aluminium kwa magari, darasa zilizosajiliwa kama vile 6009, 6016, 6010, 6010, 6012, 6012 na 6112, 6012, 6012 na 6088 aloi ya 6012, 6012, 6012 na 6088. mfumo kamili wa uzalishaji na utumiaji wa paneli za mwili wa gari, vifaa vya ziada, ughushi, n.k. Utafiti wa ukuzaji wa viwanda na uundaji wa paneli za mwili za aloi ya 6XXX na ughushi nchini Uchina umeanza, na kuna pengo wazi. Wizara ya Viwanda na Teknolojia ya Habari ya China imependekeza kuwa karatasi za aloi za aluminium za magari zitakazotengenezwa ni: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, n.k. Karatasi ya kawaida ya 6XXX ya mfululizo wa alumini isiyopungua 50 ya 50 ya 50 ya aloi ya 50 ya e. chini ya 0.60, nguvu ya mavuno ya maegesho ya 60 d Rp0.2 ya si chini ya 140 N/mm2 na nyongeza ya nguvu ya mavuno ya ugumu wa si chini ya 80 N/mm2. Kwa kukabiliana na mahitaji mbalimbali, maendeleo ya teknolojia ya kubuni, maandalizi na usindikaji wa aloi za alumini za mfululizo wa 6XXX imekuwa mwelekeo usioepukika wa maendeleo.
Aloi za Alumini za Mfululizo 7XXX
Aloi za alumini za mfululizo wa 7XXX zina upinzani mzuri wa kutu na ni safu kali zaidi kati ya aloi za alumini. Zinatambuliwa kimataifa kama nyenzo za uti wa mgongo wa anga. Hivi karibuni, nchi za kigeni zimetengeneza alloy 7055 (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr), ambayo mkazo wa mavuno unazidi MPa 620 katika hali ya T77511. Inatumika katika ndege ya Boeing 777 na inapunguza uzito kwa kilo 635. Kwa sasa, China haina muundo na teknolojia ya utayarishaji na utayarishaji wa aloi za mfululizo wa aloi za alumini 7XXX kwa usafiri wa anga, na baadhi ya bidhaa zinategemea kabisa uagizaji wa bidhaa kutoka nje. Kwa sababu ya ingo kubwa za mfululizo wa 7XXX wa aloi za alumini zenye vipengele vingi vya aloi, safu pana ya uimarishaji, mkazo mkubwa wa kutupwa, na uoksidishaji/mtengano rahisi wa vipengele vya aloi, ubora wa metalluji wa ingo ni duni na utendakazi wa kuunda halijoto ya chumba ni mdogo, ni muhimu sana kutengeneza mfululizo mpya wa 7XXXys wa aluminiamu.
Alumini-lithiamu (Al-Li) aloi
Alumini-lithiamu aloi ni nyenzo nyepesi inayokua kwa kasi zaidi katika vifaa vya anga katika miaka ya hivi karibuni. Ina sifa za msongamano wa chini, moduli ya juu ya elastic, ugumu wa juu maalum, utendaji mzuri wa uchovu, na upinzani wa kutu. Baada ya kuchukua nafasi ya aloi za kawaida za alumini, wingi unaweza kupunguzwa kwa 10% ~ 20% na ugumu unaweza kuongezeka kwa 15% ~ 20%. Mwanzoni mwa karne ya 21, kampuni ya Marekani ya ALCOA ilizindua Mpango wa ALCOA Aviation 20/20, kwa lengo la kupunguza gharama na uzito wa aloi za aluminium za anga kwa 20% kila moja ndani ya miaka 20. Constellium imetengeneza aloi za 2050 na 2198 za alumini-lithium (Al-Cu-Li-Mg-Ag) zenye msongamano wa chini, ugumu wa juu na uvumilivu wa uharibifu wa juu. Kuna darasa chache sana za aloi za Al-Li zilizotengenezwa kwa kujitegemea nchini Uchina, na aloi ya 1420 pekee ndiyo imetumika. Aloi ya aluminium-lithium inayotumiwa katika ndege ya abiria ya C919 inatolewa na Alcoa. Ndani ya nchi, ni alama ndogo tu za aloi kama vile 1420, 2195, 2197, na 2A97 zinazoweza kutolewa, na ingo ni ingo tambarare tu chini ((310~400)×1280×4000) mm na ingo za duara chini ya φ650 mm. Ingots za gorofa (2B16) na unene wa zaidi ya 60 mm na upana wa zaidi ya 1500 mm, na ingots (2B16) yenye kipenyo cha zaidi ya 1500 mm katika uwanja wa maombi ya anga ya juu bado haijazalishwa kwa viwanda. Kwa hiyo, ni muhimu sana kuendeleza muundo mpya wa aloi ya aluminium-lithiamu, utayarishaji wa ingot kubwa zaidi na teknolojia ya usindikaji wa kina.
Aloi ya alumini inayostahimili joto
Aloi za alumini zinazostahimili joto ni nyenzo kuu za msingi katika nyanja za anga, magari, usafiri wa reli, n.k. kwa kudhibiti vipengele kama vile Si, Fe, Ni, Ag, na ardhi adimu ili kutengeneza aloi za alumini kustahimili oksidi na kutambaa kwenye joto la juu. Aloi za jadi za alumini zisizo na joto ni pamoja na: 2519, 2618, 2219, 2D70, nk Pamoja na maendeleo ya haraka ya viwanda vya anga na magari, mahitaji ya juu yanawekwa kwenye aloi za alumini zisizo na joto. Kizazi kipya cha ndege za kivita kina kasi ya juu ya kusafiri, na joto la uendeshaji wa ngozi ya fuselage ni zaidi ya 150 ° C. Kwa sasa, halijoto ya matumizi ya muda mrefu ya aloi za alumini zinazostahimili joto kama vile 2618 na 2D70 iko chini ya 150°C. Ni muhimu kuunda aloi mpya za alumini zinazostahimili joto.
Aloi ya Al-Sc iliyo na maudhui ya juu zaidi ya scandium (Sc).
Aloi ya Al-Sc ina sifa bora kama vile nguvu ya juu, plastiki nzuri na upinzani wa kutu, na imekuwa kizazi kipya cha vifaa vyepesi vya anga, meli, nk baada ya aloi ya Al-Li. Nguvu ya mvutano ya aloi ya Al-Mg iliyo na kiwango cha ufuatiliaji wa scandium ni 30% ya juu kuliko ile ya aloi 5083, na nguvu ya mavuno ni zaidi ya mara mbili. Weldability yake ni kulinganishwa na ile ya aloi ya kawaida ya mfululizo wa 5XXX, mali ya mitambo ya eneo lililoathiriwa na joto na weld ni takriban sawa na yale ya tumbo, na upinzani wake wa kutu unalinganishwa na aloi ya 5083. Kubadilisha aloi za mfululizo wa 5XXX au 6XXX katika utengenezaji wa vipengele vya angani kunaweza kufikia athari kubwa za kupunguza uzito, na pia ni nyenzo bora kwa magari na magari ya reli. Urusi iko mstari wa mbele ulimwenguni katika ukuzaji wa aloi za alumini zenye scandium, na imeunda Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn- MgSc , Al-Zn-Mg-Cu-Sc, na Al-Cu-Mg-Sc aloi na maudhui ya scandium ya 0.18% ~ 0.5%. Ili kuendeleza matumizi ya aloi za aluminium-scandiamu katika anga na magari, Wizara ya Viwanda na Teknolojia ya Habari ya China imeorodhesha aloi za alumini zenye scandium kama mojawapo ya nyenzo mpya za maendeleo ya kipaumbele. China ina rasilimali nyingi za scandium na imejenga mstari wa uzalishaji wa uchimbaji wa oksidi ya scandium yenye usafi wa hali ya juu, na kuweka msingi wa maendeleo ya aloi za aluminium-scandium.
Aloi ya alumini ya kukanyaga moto ya daraja la MPa 500 kwa magari
Bado kuna tupu katika kukanyaga moto kwa nyenzo za aloi ya nguvu ya juu nchini Uchina. Mchanganyiko wa nyenzo mpya na maendeleo ya mchakato mpya wa kuunda ni njia bora ya kutatua tatizo la kutengeneza sehemu za magari za aloi ya alumini yenye nguvu ya juu. Kuzingatia aloi za mfululizo wa 7XXX, kuchunguza aloi 2XXX kwa bidii, na kutengeneza vifaa vya aloi ya daraja la MPa 500 kwa kukanyaga moto kuna matarajio muhimu ya kutengeneza sehemu za magari zenye umbo changamano.
Nyenzo zenye mchanganyiko wa alumini
Sahani zenye safu nyingi za alumini-chuma: Muunganisho mzuri kati ya sitaha za alumini na chuma umekuwa mojawapo ya vikwazo vya uzani wa miundo mikubwa ya meli kubwa. Kiungo cha mpito cha mchanganyiko wa alumini na chuma kinachotumiwa kwa kulehemu kati ya vifuniko vya alumini na chuma hutoa suluhisho la kuchukua nafasi ya mchakato wa jadi wa riveting. Honda imeunda teknolojia ya kuunganisha chuma na alumini ambayo itatumika duniani kote katika fremu za magari zinazozalishwa kwa wingi. Kwa sasa, viungio vya mchanganyiko wa alumini na chuma vinavyotumika nchini China vinaagizwa hasa kutoka nje ya nchi, kwa bei ya juu kama 4×10 5 CNY/t. Kwa meli kubwa za siku zijazo, halijoto ya juu ya kulehemu, mkazo mkubwa wa kuzaa, na miingiliano yenye nguvu ya kuunganisha inahitajika kwa viungo vya mpito, na viungio vya utendaji wa juu vya alumini-chuma vinahitajika haraka.
Muda wa posta: Mar-08-2025
