俄羅斯聯(lián)合鋁業(yè)公司的低鈧AI-Mg合金

俄羅斯在開(kāi)發(fā)含鈧鋁合金方面的技術(shù)居世界前列，已形成AI-Mg-Sc、AI-Zn-Mg-Sc、AI-Zn-Mg-Cu-Sc、AI-Mg-Li-Sc、AI-Cu-Mg-Sc系變形鋁合金，但鈧含量?jī)H為0.18%~0.5%。

在2016年杜塞爾多夫（Düsseldorf）鋁工業(yè)展覽會(huì)上俄羅斯聯(lián)合鋁業(yè)公司首次展出了僅含<0.14% Sc的AI-Mg合金圓錠及扁錠，含鈧這么低的AI-Mg合金在世界上是首創(chuàng)。下面介紹一下超低鈧含量AI-Mg-Sc合金的主要優(yōu)點(diǎn)：

成本較低

鈧是一種價(jià)格高昂的稀土金屬，合金的含量低，有利于降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。生產(chǎn)含鈧的合金的關(guān)鍵技術(shù)在制取品質(zhì)優(yōu)良的AI-Sc中間合金，而首先是提取純凈的Sc2O3，俄羅斯聯(lián)合鋁業(yè)公司在這些方面都取得了突破性的成就，可以用電解法制取AI-2 % Sc中間合金。

力學(xué)性能高

含微量鈧的AI-Mg系合金的抗拉強(qiáng)度Rm比5083合金的高30%以上，而其屈服強(qiáng)度（RP0.2）則比5083合金的大一倍以上，焊縫抗拉強(qiáng)度也比5083合金的大25%以上，但其伸長(zhǎng)率A則比5083合金的約低4%。

良好的可焊性

AI-Mg-Sc合金的可焊性與常規(guī)5xxx系合金的相當(dāng)，熱影響區(qū)與焊縫的力學(xué)性能幾乎與基體材料的相等。鈧在合金內(nèi)與AI形成多邊形的AI3Sc化合物質(zhì)點(diǎn)，有極強(qiáng)的晶粒細(xì)化作用，其效果比其他任何細(xì)化劑的都大，對(duì)提高材料力學(xué)性能極為有利。

高的抗腐蝕性能

AI-Mg-Sc合金有高的抗腐蝕性能，可長(zhǎng)期在海水與海洋環(huán)境中工作，它的抗腐蝕性能幾乎與5083合金的相當(dāng)。用它取代5xxx系或6xxx系合金制造航空航天器零部件可取得顯著的減量效果，同樣也是制造汽車(chē)與軌道車(chē)輛的上乘材料，工信部已將含鈧的鋁合金作為優(yōu)先發(fā)展的新材料之一。

鈧是鋁及鋁合金最強(qiáng)有力的晶粒細(xì)化劑和有效的再結(jié)晶抑制劑，有很好的彌散強(qiáng)化作用，可有效提高鋁合金強(qiáng)度、韌性、可焊性和高溫力學(xué)性能等。

俄羅斯耐熱高強(qiáng)度航空航天鋁合金

俄羅斯國(guó)家技術(shù)研究大學(xué)莫斯科國(guó)立鋼鐵合金院與俄羅斯聯(lián)合鋁業(yè)公司合作，利用新加工和生產(chǎn)工藝研發(fā)成功新型耐熱鋁合金，能確保汽車(chē)和航空航天器結(jié)構(gòu)零部件在高溫下安全良好運(yùn)轉(zhuǎn)。他們基于AI-Si系合金在室溫下有相當(dāng)高強(qiáng)度性能，但在200℃時(shí)強(qiáng)度就大幅下降的情況，采用選擇性激光熔化工藝制造成功一種耐熱的高強(qiáng)度鋁合金，可用于制造形狀復(fù)雜且?guī)в凶罴褞缀螀?shù)的汽車(chē)、航空航天器結(jié)構(gòu)件。

印度諾貝麗斯鋁業(yè)公司EvercanTM合金

諾貝麗斯鋁業(yè)公司（Novelis）是全球最大的平軋鋁產(chǎn)品（FRPs）企業(yè)。2014年11月公司發(fā)表公告稱(chēng)，至2017年末公司所生產(chǎn)的罐身帶材將全部采用高品質(zhì)再生EvercanTM合金生產(chǎn)，evercan可譯為“永久罐”“長(zhǎng)生罐”或“埃弗罐”，表示這種罐全是用循環(huán)回收的廢鋁制造的，在美國(guó)循環(huán)一次的周期是120天。

這在全球是首次，可使生產(chǎn)的12盎司標(biāo)準(zhǔn)啤酒罐的再生鋁含量達(dá)70%，其罐身再生鋁含量達(dá)90%，而當(dāng)前全世界生產(chǎn)的制罐鋁帶的再生鋁平均含量?jī)H50%。從2014年財(cái)政年度末開(kāi)始，美國(guó)一批制罐企業(yè)，諸如雷得哈啤酒公司（Red Hare Brewing Company）、雷得布里克啤酒公司（Red Brick Brewing Company）、南行啤酒公司（Southbound Brewing Company）、第二獨(dú)立啤酒公司（Second Self Beer Company）、希爾頓啤酒釀造公司（Hilton Head Brewing Company）都承諾選用埃弗合金制造易拉罐罐身。選用埃弗罐身合金不僅有重大的環(huán)保意義，而且節(jié)能減排效應(yīng)顯著。諾貝麗斯鋁業(yè)公司不但在全世界率先研制成功埃弗罐身合金，隨后又于2015年向全球市場(chǎng)推出獨(dú)樹(shù)一幟新研制的埃弗罐蓋合金（evercan end）。埃弗合金每循環(huán)一次僅燒損約2.5%，在使用過(guò)程中幾乎沒(méi)有損耗，除了個(gè)別的被當(dāng)垃圾埋入泥土或被燒掉。

2015年2月末，諾貝麗斯鋁業(yè)公司稱(chēng)，新近研制的埃弗再生鋁合金（EvercyaleTM）是一種再生鋁含量很高的合金，用于制造食品易拉罐，已得到一些制罐企業(yè)的認(rèn)可，它由90%舊廢料（以社會(huì)上回收的廢舊鋁罐為主）與10%新廢料（罐料軋制廠(chǎng)與制罐廠(chǎng)的工藝廢料）熔煉而成，沒(méi)有用重熔鋁錠和原鋁。

中國(guó)自重慶長(zhǎng)江電工廠(chǎng)于1986年9月第一條鋁罐制造廠(chǎng)投產(chǎn)以來(lái)，制罐產(chǎn)業(yè)已有30年歷史，2015年的罐料產(chǎn)量也已超過(guò)60萬(wàn)噸，可是至今還沒(méi)有一條真正工業(yè)意義上的廢舊鋁罐回收處理與再生成3104合金的生產(chǎn)線(xiàn)，這是我們與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的最大差距，亟待補(bǔ)齊這塊短板。

諾貝麗斯AdvanzTM 7000高強(qiáng)度鋁合金系列

該系列合金是諾貝麗斯鋁業(yè)于2014年研制成的，是專(zhuān)為汽車(chē)的安全組件研發(fā)，它的抗拉強(qiáng)度Rm比目前汽車(chē)工業(yè)廣為使用鋁合金的大2倍，可用于制造汽車(chē)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)、碰撞環(huán)和車(chē)門(mén)防撞梁等。與當(dāng)前市場(chǎng)上的高強(qiáng)度鋼相比，Novelis AdvanzTM 7000系合金能夠在確保乘客安全的同時(shí)，進(jìn)一步減輕汽車(chē)的凈質(zhì)量。該系列合金的推出，不但可滿(mǎn)足汽車(chē)工業(yè)對(duì)材料強(qiáng)度與安全性方面的要求，而且可滿(mǎn)足成型與造型等各方面的要求?，F(xiàn)在此合金已通過(guò)一些全球汽車(chē)制造公司的測(cè)試，并已在北美、歐洲和亞洲同時(shí)生產(chǎn)Novelis AdvanzTM 7000系合金汽車(chē)板材。

諾貝麗斯鋁業(yè)公司在推出Novelis AdvanzTM系合金板材的同時(shí)，還與漢高公司合作研發(fā)成功先進(jìn)的Bonderite N-NT 8453粘接技術(shù)，它能夠提升汽車(chē)結(jié)構(gòu)零部件的粘接強(qiáng)度，顯著延長(zhǎng)粘接件的使用期限。

諾貝麗斯鋁業(yè)公司歐洲公司的再生汽車(chē)鋁合金RC5754諾貝麗斯歐洲公司（Novelis AG，在瑞士）與美洲虎（Jaguar）-路虎（Land Rover）汽車(chē)公司合作，于2008年達(dá)成一項(xiàng)協(xié)議，共同開(kāi)發(fā)廢鋁（汽車(chē)廠(chǎng)生產(chǎn)汽車(chē)的鋁合金工藝廢料與報(bào)廢汽車(chē)回收的廢鋁）再生汽車(chē)板帶材的項(xiàng)目，目標(biāo)是用再生鋁合金ABS制造小轎車(chē)覆蓋鈑金件。英國(guó)伯明翰汽車(chē)公司用這種ABS再生板生產(chǎn)美洲虎汽車(chē)覆蓋件，諾貝麗斯鋁業(yè)公司謝爾軋制廠(chǎng)用再生鋁合金RC5754生產(chǎn)ABS。伯明翰美洲虎汽車(chē)公司及時(shí)將鋁合金廢料發(fā)運(yùn)到瑞士軋制廠(chǎng)?，F(xiàn)在此項(xiàng)目已完成，形成了完全的閉路循環(huán)，美洲虎汽車(chē)公司用RC5754合金ABS制造的Jaguar XE型汽車(chē)已于2015年4月起投放歐洲市場(chǎng)，受到一致贊譽(yù)。RC5754合金在2016年德國(guó)杜塞爾多夫（Düsseldorf）舉行的國(guó)際鋁展覽會(huì)上獲得優(yōu)秀產(chǎn)品獎(jiǎng)。

高檔汽車(chē)用的一部分零部件用再生鋁合金制造是一件大事，朝著資源閉路循環(huán)邁出了一大步。利用廢鋁（以從社會(huì)上收購(gòu)的舊廢料為主）生產(chǎn)各項(xiàng)性能都合格的ABS是一項(xiàng)高技術(shù)工作，其中廢料預(yù)處理特別關(guān)鍵。

肯聯(lián)鋁業(yè)公司研發(fā)出高強(qiáng)度汽車(chē)鋁合金HSA6

據(jù)德刊2017年9月期《鋁》報(bào)道，肯聯(lián)鋁業(yè)公司（Constellium）研究出一種高強(qiáng)度6xxx系汽車(chē)鋁合金HSA（high-strength alloys的縮寫(xiě)），這類(lèi)合金用于制造2017年版和2018版汽車(chē)，其中包括微型鄉(xiāng)下人車(chē)（Mini Countryman）。

用肯聯(lián)鋁業(yè)公司的新合金HSA6制造汽車(chē)防撞系統(tǒng)、白車(chē)身結(jié)構(gòu)零部件和電池殼盒元件時(shí)，因?yàn)橛玫氖峭庑魏侠淼母呔珨D壓型材，材料壁厚可減薄，與用傳統(tǒng)合金相比，零件的質(zhì)量可下降15%~30%。HSA6合金的抗拉強(qiáng)度Rm超過(guò)400N/mm2，比6061-T6、T651合金的310N/mm2高29%，比6N01合金T6狀態(tài)材料的290N/mm2高38%，與著名的航空高強(qiáng)度鋁合金2024-T4材料的470N/mm2相比僅低15%，所以HSA6合金是一種高強(qiáng)度鋁合金。同時(shí)與傳統(tǒng)高強(qiáng)度鋁合金相比，它還有優(yōu)秀的可回收性、可切削性與抗腐蝕性能。

用HSA6合金制造汽車(chē)結(jié)構(gòu)零部件，除可使零部件的質(zhì)量下降15%~30%外，還可使碰撞時(shí)的沖擊力減少15%~30%，這就是說(shuō)它有很好的吸收沖擊能的效果，這對(duì)于保護(hù)結(jié)構(gòu)如電池系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及其它重要的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)非常有益。鋁及鋁合金是一種很強(qiáng)的吸能減震材料，在車(chē)輛發(fā)生意外事故時(shí)，可對(duì)車(chē)輛的關(guān)鍵部位與人員起到有力保護(hù)作用?？下?lián)鋁業(yè)公司現(xiàn)在可向全球汽車(chē)制造企業(yè)提供最高強(qiáng)度的各種擠壓鋁材。

據(jù)世界著名信息咨詢(xún)公司——杜克公司的最新研究：在2015~2020年期間，碰撞系統(tǒng)產(chǎn)量有望提升65%，而白車(chē)身零部件的產(chǎn)量會(huì)翻一番，因?yàn)樗鼈兌际怯娩X合金制造的。杜克公司在報(bào)告中還指出，從現(xiàn)在起至2028年，鋁在汽車(chē)中的用量會(huì)一直持續(xù)高速增長(zhǎng)。

由于肯聯(lián)公司HSA6合金的優(yōu)秀性能，使汽車(chē)零部件總質(zhì)量大幅下降，取得了很好的節(jié)能減排效果，特別對(duì)今后電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展將起不言而喻的促進(jìn)作用，使它通過(guò)了Altair Enlighten Awards汽車(chē)輕量化創(chuàng)新獎(jiǎng)組織的認(rèn)證，并獲得Runner Up in the Enabling Technology獎(jiǎng)。

現(xiàn)在，為了生產(chǎn)汽車(chē)結(jié)構(gòu)鋁合金擠壓型材，肯聯(lián)公司除了已有的歐洲擠壓廠(chǎng)外，還在加拿大安大略省的阿斯特萊克斯（Astrex）建設(shè)了一個(gè)新的合資汽車(chē)結(jié)構(gòu)鋁合金擠壓廠(chǎng)。

肯聯(lián)鋁業(yè)公司（Constellium N.V.）是一家美國(guó)公司，該公司原屬于加拿大鋁業(yè)公司。它在原加拿大鋁業(yè)公司工程產(chǎn)品集團(tuán)基礎(chǔ)上研發(fā)成功幾種有特色的汽車(chē)車(chē)身薄板（ABS，Auto-Body-Sheet）鋁合金，各有各的特殊性能：FormalexTM系列是成形性能良好合金；StrongalexTM系列是高強(qiáng)度性能合金；SecuralexTM系列是防撞性能強(qiáng)的高安全合金；SurfalexTM系列是用于加工外板，有優(yōu)秀的表面處理性能；UltralexTM系列是正在研發(fā)的有超高強(qiáng)度的合金，也是7021合金的優(yōu)化與改型。7021合金的成分為（質(zhì)量%）：Mg 1.2~1.8，Zn 5.0~6.0，Zr 0.08~0.18，抗拉強(qiáng)度Rm=400 N/mm2，與高強(qiáng)鋼的相等。

ABS的冷軋率一般要求達(dá)到85%。ABS用的常規(guī)鋁合金還有：2002、2117、2036、2037、2038、3004、5052、5182、6009、6010、6015、6016、6111等。除3004、5182鋁合金在O狀態(tài)下，5052合金在H32、H34狀態(tài)下應(yīng)用外，其他合金均在T4狀態(tài)應(yīng)用。

硬度媲美不銹鋼的高強(qiáng)度鋁合金

據(jù)2018年2月美國(guó)媒體The Verge報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家發(fā)明一種全新的鋁合金，它的強(qiáng)度、硬度與不銹鋼的相當(dāng)，還有良好的塑性與高的抗腐蝕性?？茖W(xué)家對(duì)傳統(tǒng)鋁合金的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新組合，還用激光對(duì)超薄鋁片和二氧化硅粒子進(jìn)行處理，使原子固定起來(lái)，不得輕易移位。這種新的處理工藝不僅提高了材料的力學(xué)性能，而且改善了它的熱穩(wěn)定性。

美國(guó)鋁業(yè)公司的超強(qiáng)化表面處理的高強(qiáng)度鋁合金2013年美國(guó)鋁業(yè)公司向市場(chǎng)推出一種經(jīng)“Prostrength超強(qiáng)化表面處理的高強(qiáng)度鋁合金，這是一種高強(qiáng)度航空航天合金，其抗拉強(qiáng)度高達(dá)500N/mm2，其薄板經(jīng)“Prostrength”表面處理與陽(yáng)極氧化處理后用于制造手機(jī)、3C產(chǎn)品、IT產(chǎn)品等的外殼及零部件，表面锃亮，色澤柔和誘人，經(jīng)久耐用，抗蝕性強(qiáng)。

挪威格朗吉斯鋁業(yè)公司的無(wú)鎂管材合金

格朗吉斯（GRANGES）鋁業(yè)公司早些時(shí)候研制的FA7929合金，是一種無(wú)鎂的擠壓熱交換多孔管用的變形鋁合金，其強(qiáng)度高，特別適合于生產(chǎn)多孔管材，成形性?xún)?yōu)良，釬焊性能優(yōu)秀，抗蝕性好，特別適合于組裝與制造熱交換器，可方便地在管的水側(cè)外加犧牲合金，以進(jìn)一步改善合金的抗腐蝕性能。

該公司還于2016年研發(fā)出一種新的汽車(chē)鋁合金，用于制造2017年版汽車(chē)零部件，其力學(xué)性能接近7xxx系合金。傳統(tǒng)6xxx系鋁合金的屈服強(qiáng)度Rp0.2=320N/mm2~330N/mm2，而新合金則大于350N/mm2，而且伸長(zhǎng)率可達(dá)10%。