據(jù)有關(guān)新聞媒體報(bào)道,我國(guó)高科技企業(yè):超強(qiáng)金屬材料科技有限公司經(jīng)過(guò)十多年的艱苦研發(fā),或已研制出一種目前世界最高抗拉強(qiáng)度的鋁合金金屬材料——7Y69鋁合金,產(chǎn)品具備超級(jí)耐磨,剛性高,強(qiáng)度大等特點(diǎn),居國(guó)際領(lǐng)先水平,基本上和重量是其3倍的超高強(qiáng)度合金鋼性能處于同一水平。特高強(qiáng)度鋁合金制造的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于航空,航天,航海、兵器工業(yè)等高精尖領(lǐng)域,在民用以及3D打印材料領(lǐng)域也將發(fā)揮巨大作用。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外公開(kāi)資料對(duì)其性能及在國(guó)防領(lǐng)域的廣泛用途做一背景分析。鋁合金具有密度低、比強(qiáng)度高、韌性好和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),是航空航天、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造行業(yè)中不可缺少的重要結(jié)構(gòu)材料。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的需要,對(duì)超高強(qiáng)度鋁合金材料提出了極大的需求。由于超高強(qiáng)度鋁合金具有極其優(yōu)良的綜合性能,世界各國(guó)都非常重視對(duì)超高強(qiáng)度鋁合金的研究。
經(jīng)多年研究,人們發(fā)現(xiàn),通過(guò)在鋁合金熔煉爐中加入適量鋅,鎂,銅等金屬,可大幅提高鋁合金力學(xué)性能,然后經(jīng)過(guò)鑄造、粉末冶金、電磁攪拌和噴射成形等技術(shù)制成毛坯,再采用軋制、擠壓、鍛造等技術(shù)對(duì)胚料進(jìn)行進(jìn)一步強(qiáng)化,*后再采用各種熱處理工藝,可制得超高強(qiáng)度的鋁合金部件。據(jù)資料介紹,美國(guó)研制的7090鋁合金*高強(qiáng)度為855兆帕,歐洲研制的鋁合金*高強(qiáng)度840兆帕,之前世界*高鋁合金強(qiáng)度記錄保持者是我們的鄰國(guó)日本,其研制的鋁合金強(qiáng)度達(dá)到900兆帕。這些均已達(dá)到超高強(qiáng)度鋁合金的范疇。而我國(guó)目前報(bào)道的*高強(qiáng)度鋁合金是江蘇豪然噴射成形合金有限公司研制的噴射成型7055高強(qiáng)韌鋁合金,抗拉強(qiáng)度為740兆帕左右,正在研制800兆帕以上噴射成型超高強(qiáng)度鋁合金。
從公開(kāi)資料分析,超強(qiáng)金屬材料科技有限公司研制的7Y69鋁合金也采用了噴射成型技術(shù),但在熔煉階段除了加入鋅,鎂,銅等金屬外,還加入了適量的稀土及錳,鎳,鈦等金屬元素,大幅提高了該鋁合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。然后經(jīng)噴射成型,并經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的淬火硬化熱處理工藝后,其*大抗拉強(qiáng)度達(dá)到917至957兆帕,*大屈服強(qiáng)度達(dá)874至895兆帕,均居世界第 一。顯而易見(jiàn),其各種金屬的配比和熔煉工藝是其成功的關(guān)鍵。超高強(qiáng)度鋁合金在航空航天上有著特別廣泛的用途,例如前蘇聯(lián)/俄羅斯研制的強(qiáng)度為750兆帕的B96系列鋁合金,被廣泛用于制造小型空空導(dǎo)彈上,到目前為止已生產(chǎn)了近百萬(wàn)枚;該合金并且以鍛件的形式制造出中程彈道導(dǎo)彈殼體部件,用于減輕大型導(dǎo)彈重量;以擠壓管材的形式制造出超高速同位素離心分離機(jī)關(guān)鍵部件,用于生產(chǎn)核 武器及核電站裂變材料。
美國(guó)航空工業(yè)部門(mén)則研制出70XX系列超高強(qiáng)度鋁合金,廣泛應(yīng)用于其軍民用航空工業(yè)。據(jù)資料介紹,7175、7075和7475等牌號(hào)的高強(qiáng)度鋁合金在飛機(jī)中的用量很大(在F-18和B-767中分別占總重量的50%和81%)。美國(guó)有關(guān)專家認(rèn)為,在進(jìn)一步提高強(qiáng)度后,70XX系列超高強(qiáng)度鋁合金必將在未來(lái)美國(guó)軍機(jī)和民機(jī)等結(jié)構(gòu)減重中發(fā)揮更大的作用。目前,我國(guó)不論是現(xiàn)役飛機(jī)還是正在設(shè)計(jì)的某些機(jī)種,由于國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比長(zhǎng)期落后于外國(guó),不得不在飛機(jī)減重上大做文章。我國(guó)有關(guān)航空部門(mén)認(rèn)為,前蘇聯(lián)/俄羅斯航空部門(mén)廣泛應(yīng)用的鋁鋰合金雖然重量更輕,但其價(jià)格較高,塑韌性偏低,且其強(qiáng)度指標(biāo)偏低,明顯不如7055等超高強(qiáng)度鋁合金,因而其使用具有較大的局限性。
目前,我國(guó)自行研制的7055鋁合金已在航空部門(mén)初步得到應(yīng)用,用于國(guó)產(chǎn)的大飛機(jī)項(xiàng)目,以及某型噴管殼體上。顯而易見(jiàn),如果改用世界*高強(qiáng)度的7Y69鋁合金,這些產(chǎn)品不僅可進(jìn)一步減重,更能大幅提高其航程和射程。為提高艦船的高速性能,世界各國(guó)已紛紛采用高強(qiáng)度鋁合金材料,但由于抗海水電化學(xué)腐蝕性能長(zhǎng)期得不到解決,在大型船舶上并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。7Y69鋁合金超高強(qiáng)度鋁合金具有高耐腐蝕性,對(duì)高鹽、高酸、高堿都有良好的抗腐蝕作用,特別是對(duì)海水有獨(dú)特的抗腐性,產(chǎn)品在我國(guó)各海域中實(shí)驗(yàn)浸泡三年仍光亮如新,沒(méi)有海洋生物寄生現(xiàn)象,且對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染,對(duì)人體無(wú)害,完全可以做高性能船舶的建造材料。
除此之外,該合金還可以廣泛應(yīng)用于兵器工業(yè),如大跨度軍用鋁合金浮橋,鋁合金裝甲防彈材料,輕量化高強(qiáng)度鋁合金材料履帶板、負(fù)重輪,高強(qiáng)度鋁合金彈殼,各種戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體,以及各種輕武器上,為陸軍裝備進(jìn)一步減重,增效做出更大的貢獻(xiàn)。