合金总铝

据相关媒体2月8日报道，由广东兴发铝业有限公司主要起草的GB5237.1-2008《铝合金建筑型材第一部分:基材》、GB5237.2-2008《铝合金建筑型材第二部分:阳极氧化、着色型材》、GB5237.3-2008《铝合金建筑型材第三部分:电泳涂漆型材》、GB5237.4-2008《铝合金建筑型材第四部分:粉末喷涂型材》、GB5237.5-2008《铝合金建筑型材第五部分:氟碳漆喷涂型材》、GB5237.6-2008《铝合金建筑型材第六部分:隔热型材》国家标准于近日由国家质量监督检验检疫总局、国家标准委发布，这也标志着铝合金建筑型材国家标准将更全面，更规范。至此，由兴发铝业主要起草及参与起草制定的国家标准多达12项。　　据了解,建筑铝合金型材国家标准是由全国有色金属标准化技术委员会组织，具有一定实力的企业起草，再经过数次评审，才能正式实施，目前国内能达到行业制订标准的企业只有两三家，作为最早生产铝合金型材厂家之一，兴发铝业一直是行业创新的先行者。　　1994年，兴发铝业就被全国有色金属标准化技术委员会评为GB5237标准试验基地,参与行业标准的制定。在兴发铝业技术副总吴锡坤带领的技术团队不断努力下，铝合金建筑型材国家标准得到了进一步完善，由最初的单一的基材部分，发展到现在的基材、阳极氧化、着色型材、电泳涂漆材、粉末喷涂型材、氟碳漆喷涂型材以及隔热型材6个部分。不仅如此，兴发铝业还参与铝合金表面处理及能源消耗限额国标的起草制定，对铝合金阳极氧化膜和有机聚合物膜的国标也是主要起草单位。　　国标的完善意味着建筑铝合金型材厂家的技术门槛将大幅抬高，这对于规范行业发展和防范劣质产品的出现有着重要的意义。

上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术的重要标志。随着科学技术的高速发展，新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈，也促进了当代材料科学技术的飞速发展。Al-Li合金是一种低密度、高性能的新型结构材料，它比常规铝合金的密度低10％，而弹性却提高了10％，比强度和比刚度高，低温性能好，还具有良好的耐腐蚀性能和非常好的超塑性。铝锂合金主要为飞机和航空航天设备的减重而研制的，因此也主要应用与航空航天领域，还应用于军械和核反应堆用材，坦克穿甲弹，鱼雷和其它兵器结构件方面，此外在汽车、机器人等领域也有充分运用。但是Al-Li合金韧性、塑性较常规铝合金低，热稳定性差等。为此，科学家在Al-Li合金成分优化及微量元素优化方面进行了大量工作。科学家发现铝台金中加入微量Sc元素后合添加Sc、Zr元素，能全面改善合金的组织和性能。Sc元素在铝合金凝固过程中形成Al-Sc粒子，Al-Sc粒子本身细小均匀，可以细化铸态组织，从而改善铝合金的焊接性能，提升铝合金强度。在过渡族元素中，对铝合金组织细化效果好的是 Sc，其次才是 Ti、Zr、V。图1 铝的晶粒大小与晶粒细化剂反应参数 Ω 的关系 图2是四种铝合金在添加不同含量Sc元素后，在光学显微镜下的铸态显微组织。由图a可见，不含Sc的S-00合金晶间分布着连续的黑色第二相和少量晶內第二相。有图b、c、d可以看到，添加Sc后，合金组织中的Al晶粒得到不同程度的细化。可以看出当加入Sc质量分数在0.15%时合金的晶粒细化效果最佳。目前传统的直读光谱仪还不能检测Sc元素，为了客户对新材料，新技术的检测需求，全新技术的ARL easySpark 1160 全谱直读光谱仪可选配钪（Sc）元素曲线，可以快速检测钢铁及合金中0.01 ~ 0.27%的钪（Sc）元素量，满足客户对新型铝合金材料检测。在检测钪（Sc）元素的同时，检测其他合金元素。一台设备，多种功能，满足客户需求，降低客户购买设备的成本，提高客户检测效率，可谓一机多用。全新的ARL easySpark 1160 使用定制镀膜CCD，提升透光率，总像素高达26000，而传统CCD只有2000~4000像素。除此之外，它还采用独特的半导体制冷，CCD的工作温度＜10℃，相对于传统CCD工作温度30~40℃，极大的降低仪器的暗电流，提升仪器的检测下限。

铝合金以其质轻、高比强、抗腐蚀等优异性能，广泛应用于航空航天、武器装备、轨道交通、汽车等领域的轻量化结构。增材制造技术不受工艺条件的约束和限制，为航空航天等领域复杂铝合金构件（如复杂框梁、薄壁、内流道结构等）的定制化生产提供了前所未有的机遇。然而，常见的铝合金通常表现出较差的成形性，增材制造过程中极易出现裂纹等冶金缺陷，导致较差的力学性能。目前，取得广泛商业应用的增材制造铝合金仅限于AlSi12、AlSi10Mg等少数铝硅系合金。而2xxx系和7xxx系等传统高强铝合金因其较宽的凝固区间，在增材制造复杂热应力环境下极易产生严重的热裂纹倾向，导致实际应用于增材制造铝合金种类非常少，难以满足承重、耐热等复杂服役环境对铝合金构件的迫切需求。因此，亟需开发兼具良好成形性与强韧性的增材制造铝合金。良好的高温稳定性近期，中南大学粉末冶金国家重点实验室的陈超和长沙理工大学的刘小春等人在开发增材制造高强耐热铝合金方面取得重要进展。该工作基于Al−Ni共晶合金凝固区间小、流动性好等特点，有效降低了铝合金在增材制造复杂热应力条件下的裂纹敏感性，在非常宽的工艺参数范围内合金内部都没有出现微裂纹。选区激光熔化（SLM）增材制造过程的高冷却速度还极大地细化了共晶组织，获得了纳米级球状Al3Ni粒子均匀分布于铝基体的粒状共晶组织。相比于铝硅系合金，Al−Ni共晶具有更高的共晶温度 (640℃)、在铝基体中更低的固溶度 (0.02wt.%) 以及更低的扩散系数，形成的Al3Ni 粒子具有非常好的高温稳定性，增材制造的Al−Ni合金表现出较好的耐热性能。选区激光熔化成形Al−Ni共晶合金室温抗拉强度超过400 MPa，室温延伸率10%，300℃的抗拉强度超过140 MPa，同时还具有较宽的成形工艺窗口。相关论文以题为“A high-strength heat-resistant Al−5.7Ni eutectic alloy with spherical Al3Ni nano-particles by selective laser melting”发表在期刊Scripta Materialia上。SLM 成形的Al−Ni共晶合金致密度超过99.8%。在极高的冷却速度下，合金晶粒细小，形成了平行于凝固方向的细小柱状晶合金，在垂直于建造方向的横截面和平行于建造方向的纵截面两个截面统计晶粒大小分别为 5.1μm和7.1μm。图1 SLM成形Al-Ni合金的显微组织：(a) SLM 示意图；(b) 横截面和 (c) 纵截面的EBSD图；(d) 合金的晶粒尺寸分布；(e) KAM统计图；(d) XRD。亚晶和晶内亚结构发达，合金较高的平均局部取向差，反映了合金内部较高的位错密度。SLM成形的Al−Ni合金主要由α-Al相和Al3Ni相组成。不同于传统铸造Al−Ni合金中呈棒状或纤维状的Al3Ni相，SLM成形Al−Ni合金中的Al3Ni相为球状，弥散分布于α-Al基体中，平均尺寸约为32nm。同时，α-Al基体中Ni元素的含量仍高达3.5wt.%，表明在SLM过程中极高的冷却速度下，大量Ni原子固溶在α-Al基体中形成超饱和固溶体。部分尺寸较小的Al3Ni颗粒与α-Al基体存在着110Al//113Al3Ni、{111}Al//{211}Al3Ni的位相关系。图2 合金的TEM分析：(a) TEMBF；(b)HAADF；(c)面扫描；(d)线扫描。图3 Al3Ni与α-Al基体的位相关系：(a) HRTEM；(b) IFT，(c,d) FT。SLM成形Al−Ni合金在室温下的抗拉强度、屈服强度及延伸率分别为410 MPa、280 MPa和9.5%，远高于铸造Al−Ni合金的性能。细小弥散分布的球状Al3Ni粒子是高强度的重要来源。合金在250℃时仍保持210MPa的屈服强度，在300℃的屈服强度接近140 MPa，显示出优于Al-Si系合金的高温力学性能。Ni原子在铝基体中更低的扩散系数（300℃下，dNi=2.7×10−17m2/s，dSi=2.6×10−16m2/s）和较低的固溶度保证了Al−Ni合金优异的高温强度和抗蠕变性能。图4 合金的力学性能：(a)应力应变曲线；(b)柱状图。