Производни капацитет и производња кинеске индустрије за прераду алуминијума развили су се у брзо растућа поља, укључујући цивилне обичне плоче од алуминијума и легура алуминијума, траке, фолију, алуминијумске профиле за грађевинарство и шински транзит, материјале за конзервирање и подлоге од алуминијумских плоча за штампање. Инкрементални део се углавном састоји од приватних предузећа. Кина је главна земља у индустрији прераде алуминијума.
Последњих година, развој материјала алуминијума и легура алуминијума се углавном фокусирао на два правца: (1) развој нових материјала од легуре алуминијума високе чврстоће и жилавости како би се задовољиле потребе посебних области као што су ваздухопловство, транспорт и војни објекти; (2) Развити цивилне легуре алуминијума са различитим својствима и функцијама како би задовољили нове материјале за различите услове и примене. Широка примена легура алуминијума је промовисала развој технологије обраде и припреме легура алуминијума, али са сталним побољшањем захтева перформанси за производе од легура алуминијума, нови захтеви су такође постављени за технологију обраде алуминијумских легура. Вредновање и јачање истраживања основних карактеристика легура алуминијума и конструкција систематских теорија, даље унапређење разумевања карактеристика обраде алуминијумских легура, једини је начин да се постигне технолошка иновација у преради алуминијумских легура.
1. Истраживање основних карактеристика материјала од легура алуминијума
Систематско и дубинско проучавање основних карактеристика алуминијумских легура је основа за иновације у технологији прераде легура алуминијума. На основу постојеће теорије обраде легуре алуминијума, одлични инструменти и опрема као што су рачунари и брзе камере високе дефиниције се користе за проучавање понашања преноса топлоте и масе процеса очвршћавања растопљене легуре алуминијума, закона еволуције чврсте легуре алуминијума. фаза деформације и таложења током процеса термичке обраде, и конститутивни однос између мултифазне микроструктуре интерфејса свеобухватних перформанси. Формира се сопствени и систематски теоријски систем технологије обраде легуре алуминијума. Истовремено, комбинујући тренутну опрему за прераду легуре алуминијума и технологију припреме производње за вођење и оптимизацију тренутне технологије производње и обраде алуминијумских легура, како би се постигла иновација у технологији и материјалима обраде алуминијума.
(1) Истраживање основних карактеристика топљења и ливења легура алуминијума. Проучавати дистрибуцију топлотног поља током процеса очвршћавања различитих врста алуминијумских талина при различитим брзинама хлађења и почетни облик фронта очвршћавања растопа, истраживати закон еволуције његовог облика током напредовања фронта очвршћавања и утицај закон о унутрашњем пољу термичког напрезања гредице; Проучавати прерасподелу растворених материја током процеса очвршћавања, разумети типове, термодинамичке и кинетичке механизме формирања и раста примарних талога очвршћавања, као и обрасце расподеле различитих типова примарних талога очвршћавања и механизме формирања различитих дефеката током очвршћавања. процес.
(2) Истраживање основних карактеристика пластичне деформације легуре алуминијума. Проучити механизам утицаја спољне деформационе силе на фрагментацију примарних талога очвршћавања различитих величина/типова; Проучавање унутрашњег односа између спољне силе деформације, брзине деформације, брзине деформације, променљиве деформације, расподеле температуре, отпорности материјала на пуцање границе заосталог унутрашњег напрезања; Проучити врсте деформационих талога, термодинамичке и кинетичке механизме њиховог формирања и раста.
(3) Истраживање основних карактеристика термичке обраде легуре алуминијума. Проучити термодинамичке и кинетичке механизме растварања различитих типова примарних талога очвршћавања/деформационих преципитата током топлотне обраде легура алуминијума у чврстом раствору; Проучити механизам преноса топлоте и закон варијације заосталог унутрашњег напона легуре алуминијума током третмана брзог гашења; Током процеса термичке обраде старења, истражити термодинамичке и кинетичке механизме формирања и раста различитих типова фаза падавина и схватити обрасце дистрибуције различитих типова фаза падавина; Проучавати механизам интеракције између различитих типова/величина таложних фаза и интерфејса са тачкастим/линијским дефектима, утицај размака честица и граница зрна различитих типова/величина таложних фаза на кретање линијских дефеката, као и иницирање и ширење пукотина. ; Спровести дубинско истраживање о утицају типова/величина/расподела фаза падавина на статичка/динамичка механичка својства и отпорност материјала на корозију, као и одговарајући однос између статичких/динамичких механичких својстава материјала и њихове отпорности на високо- штета од ударца брзине.
2. Истраживање и предлог материјала од легура цивилног алуминијума
Материјали од легура алуминијума се широко користе у областима цивилног ваздухопловства, транспорта, 3Ц електронике, нове енергије, спорта и грађевинарства. Оштра тржишна конкуренција је промовисала побољшање захтева за квалитет и перформансе за цивилне производе од легура алуминијума. Стога, само даљим истраживањем потенцијала алуминијумских легура, истраживањем и развојем одличних цивилних материјала од легура алуминијума и технологијама обраде, можемо боље задовољити потражњу тржишта.
2.1. Легура алуминијума високих перформанси за цивилно ваздухопловство
(1) Технологија инжењерске припреме за нове материјале од легуре алуминијума ретких земаља високих перформанси за цивилно ваздухопловство. Спровести дубинска основна истраживања о примени ретких земљаних елемената у легурама алуминијума ретких земаља високих перформанси за цивилно ваздухопловство, открити механизам утицаја елемената ретких земаља у легурама алуминијума, систематски проучавати закон еволуције микроструктуре у термомеханичким условима и однос са перформансама, и формирају основни теоријски систем за пројектовање састава, припрему и обраду легура алуминијума ретких земаља високих перформанси; Даља истраживања ће се спроводити на инжењерској припреми и примени нових материјала од легуре алуминијума ретких земаља високих перформанси, формирајући комплетан сет производних процеса и технологија примене за нове деформационе материјале од легуре алуминијума ретких земаља високих перформанси, са стабилним капацитетом серијске производње, остваривање уградње и примене на авионима цивилног ваздухопловства и задовољавање потреба за серијском производњом авиона цивилног ваздухопловства.
(2) Нова алуминијумска легура високе чврстоће, отпорна на корозију, отпорна на топлоту. Револуционарне кључне технологије као што су дизајн композиције и исправна технологија управљања за алуминијумске легуре високе чврстоће и отпорне на топлоту, технологија контроле ливења и обликовања за легуре отпорне на топлоту са високим садржајем легура, вишестепена технологија третмана хомогенизације и термичка чврстоћа стабилности при високим температурама фазна структура и технологија контроле перформанси за ретке земље Сц, Ер, итд., како би се формирала технологија припреме за контролу стабилности квалитета високолегираних ингота и развили нове материјале за високе чврстоће и легуре алуминијума отпорне на топлоту које садрже елементе ретких земаља; Спроведите инжењерска истраживања на материјалима од легуре алуминијума високе чврстоће и отпорности на топлоту како бисте обезбедили техничке резерве за типичне компоненте које се примењују у области цивилног ваздухопловства.
(3) Висока чврстоћа, чврста, отпорна на корозију, легура алуминијума отпорна на оштећења. Као одговор на захтеве дизајна за отпорност на оштећење издржљивости и отпорност на корозију авиона цивилног ваздухопловства, развој лимова од легуре алуминијума високе отпорности на корозију од 700 МПа је неизбежан тренд. Кроз истраживање о дизајну и оптимизацији новог састава легуре, вишеслојном третману хомогенизације честица дисперговане фазе, контроли микроструктуре деформације током процеса ваљања и контроли облика плоче, планирамо да развијемо ниво чврстоће од 700 МПа, високу отпорност на корозију и високу жилавост, претходно истегнуту алуминијумску легуру средње дебеле плоче са одличном чврстоћом, отпорношћу на лом, подударањем отпорности на корозију, обезбеђујући техничке резерве за кључне структурне компоненте у цивилном ваздухопловству апликације.
(4) Ин ситу самогенерисане наночестице побољшавају композите на бази алуминијума високих перформанси. Овај материјал има предности високе специфичне чврстоће, специфичног модула, добре отпорности на замор, добре отпорности на топлоту, отпорности на корозију и релативно ниске цене припреме. То је тренутно револуционарни нови материјал од легуре алуминијума. Савладајте контролне технике за морфологију и величину ин ситу самогенерисаних наночестица и користите високофреквентно импулсно магнетно поље и технике контроле ултразвучног поља високе енергије за контролу агрегације и дистрибуције наночестица, оптимизујте наночестице које се саме генеришу на лицу места ојачана технологија композитног једносмерног ливења на бази алуминијума високих перформанси. Уз побољшање структуре легуре, постизање равномерне дистрибуције наночестица унутар зрна легуре и граница зрна значајно повећава чврстоћу, пластичност и отпорност на замор материјала од легура алуминијума, омогућавајући масовну производњу и тржишну примену индустријских ингота и производа од алуминијума.
(5) Кључне технологије и истраживања примене за квалитетну припрему и прераду ваздухопловних алуминијумских легура. За висококвалитетне материјале од легура алуминијума који се користе у ваздухопловству, спроводе се дубинска истраживања о суштинској вези између састава легуре, микроструктуре, својстава, припреме и обраде, као и механизама ојачања и каљења и других научних питања, као и детаљних технологије управљања. Успостављени су принципи организационе контроле и смернице за безбедносне услуге, а конструисана је основна платформа података да пробије кључна техничка уска грла високе поузданости, високе стабилности и високе хомогености припреме великих конструкцијских материјала од легура алуминијума. Ово обезбеђује теоретску основу и кључну техничку подршку за комплетну независну и контролисану производњу конструкцијских материјала од авио алуминијумских легура.
2.2. Лагана легура алуминијума за транспорт
(1) Истраживање и развој деформисаних алуминијумских материјала за аутомобиле који балансирају између мале тежине и сигурности, као и висококвалитетну индустријску производњу. Кина је највеће светско тржиште потрошача аутомобила, а дизајн и производња возила на традиционално гориво и возила на нову енергију додатно ће повећати примену алуминијумских материјала, укључујући сва алуминијумска кућишта и кућишта батерија за возила са новим погоном на енергију. Постоји хитна потреба за пројектовањем, истраживањем и развојем и висококвалитетном индустријализацијом деформисаних материјала од легура алуминијума. Узимајући предузећа као главно тело, кроз блиску интеграцију „истраживања, производње и примене“, спроводе се заједничка истраживања и развој како би се решиле проблемске везе у целом процесу, прецизирали и квантификовали системске детаље и стандардизоване параметре у производњи. и процес припреме, успоставити следљив систем и систем управљања производњом и постићи квалитетну и стабилну производњу и примену типичних деформисаних алуминијумских материјала за возила.
(2) Основна истраживања о примени корелације између алуминијумског дизајна и „перформансе структуре процеса“. На основу захтева за перформансе примене 6 алуминијумских материјала серије КСКСКСКСКС (плоче и профили) за структуру каросерије аутомобила и 3 алуминијумских материјала серије КСКСКСКСКС за кућиште батерије, и ослањајући се на технике квантитативне карактеризације мултидимензионалне и вишеразмерне микроструктуре, дизајна легуре и истраживања процеса засновано на свеобухватним захтевима перформанси, дизајн легуре и истраживање процеса засновано на појединачним одличним перформансама, и истраживање перформанси примене (формирање, повезивање, итд.) и врше се евалуација. Развијају се материјали од легура алуминијума за каросерију аутомобила и његову структуру, кућиште батерије, а постижу се јефтина и висока стабилност производње и припреме.
(3) Висока формабилност и легура алуминијума високе чврстоће. Оптимизацијом хемијског састава и технологије обраде легуре алуминијума, направљен је материјал од легуре алуминијума високе чврстоће са еквивалентним перформансама дубоког извлачења (Т4П стање) тренутној легури алуминијума 6016 за аутомобиле и еквивалентном снагом у стању 2024-Т351 након краткотрајног печења. развијен, који испуњава захтеве перформанси заштитних поклопаца за удубљење отпорних на ударце за аутомобилску лакоћу.
(4) Легура алуминијума од пене високе чврстоће велике величине. Пенасти алуминијум има карактеристике и порозне структуре и метала, и има многа одлична својства као што су мала тежина, висока специфична чврстоћа, апсорпција енергије, апсорпција удара, пригушење, апсорпција звука, одвођење топлоте, електромагнетна заштита итд. Користи се технологија симулације. да дубоко и систематски проучава интеракцију између структуре пенастог алуминијума и својстава материјала, оптимизује процесне параметре индустријске производње, поједностави производњу процес, смањити трошкове производње и остварити тржишну примену материјала од легуре алуминијума високе чврстоће и великих спецификација у области транспорта лаких.
2.3 3Ц електронски алуминијум и друге легуре алуминијума
(1) Развој и индустријализација легура алуминијума ретких земаља. Кина има богате ресурсе ретких земаља, а индустрија алуминијумских легура има велики обим. Претходне студије су показале да комбинација неких ретких земљаних елемената (РЕ) са легурама алуминијума може ефикасно побољшати њихове перформансе. Међутим, Кина још није развила стабилне легуре алуминијума ретких земаља за примену, нити је развила легуре алуминијума ретких земаља са кинеским карактеристикама на међународном нивоу. Стога је неопходно наставити са повећањем напора у сродним истраживањима и процесима индустријализације. Блиским комбиновањем истраживања, учења и примене, спроводе се даља истраживања о основној примени ретких земних елемената у легурама алуминијума и дубоко се разуме механизам утицаја реткоземних елемената у легурама алуминијума. Неколико легура алуминијума ретких земаља са практичном вредношћу је развијено и промовисано за примену.
(2) 5Г алуминијумска легура високе површине, високе чврстоће и високе топлотне проводљивости. Оптимизацијом хемијског састава легуре и разумним регулисањем структуре материјала, проучавањем ефеката састава легуре, обраде деформације и процеса термичке обраде на чврстоћу, топлотну проводљивост и перформансе анодизације легуре, контролу зрна легуре и друго могу се постићи фазна једињења; Кроз организациону регулативу и истраживање процеса елоксирања и електролитског бојења, добијен је елоксирани филм са уједначеним премазом, без разлике у боји и без дефеката као што су црне тачке и црне линије. Висока површина, висока топлотна проводљивост и материјали од легуре алуминијума високе чврстоће развијени су да би се задовољила потражња тржишта за 5Г футролама за мобилне телефоне, средњим плочама мобилних телефона, екструдираним алуминијумским материјалима и ваљаним лимовима.
(3) Ефикасна и јефтина анода од легуре алуминијума за алуминијумске ваздушне батерије. Темељно и систематски проучавати јединствене легирне елементе анода од легуре алуминијума, као што су метални елементи ниске тачке топљења, процеси деформације и термичке обраде, као и њихов утицај на електрохемијску активност и отпорност на самокорозију алуминијумских анода. Спровести основна истраживања о карактеристикама активације и пасивизације анодних материјала од легуре алуминијума, развити анодне материјале од легуре алуминијума који испуњавају захтеве алуминијумских ваздушних батерија и реализовати тржишно оријентисану примену алуминијумских ваздушних батерија у аутомобилској лакој, хитном напајању и другим поља.
(4) Легура алуминијума јачине 800 МПа. Пробијајући постојећи дизајнерски асортиман компоненти од легуре алуминијума високе чврстоће, развили смо нови тип материјала од легуре алуминијума са чврстоћом од 800 МПа у серији 7КСКС. Фокусираћемо се на спровођење истраживања кључних технологија као што су пројектовање индустријског састава и исправна контрола легуре алуминијума високе чврстоће 800 МПа, формирање високолегираних ингота и припрема ингота високог металуршког квалитета, регулисање уједначености микроструктуре током вруће обраде и контролишу прецизне процесе топлотне обраде. Развићемо технологије контроле стабилности квалитета за серијску производњу високолегираних ингота и успоставити детаљне технологије контроле за еволуцију и структуру микроструктуре током обраде и термичке обраде; Завршити развој типичних компоненти и верификовати њихову примену у симулираним условима рада, прелиминарно постићи лаку замену конструкцијских материјала високе чврстоће за бродове и обезбедити техничке резерве за лаки дизајн и припрему типичних структурних компоненти за примену у ваздухопловству, ваздухопловству, транспорт и друге области.
(5) Високе чврстоће, чврсте, отпорне на корозију, отпорне на топлоту шипке за бушење од легуре алуминијума за истраживање нафте. У поређењу са челичним цевима за бушење, цеви за бушење од алуминијумске легуре имају предности ниске специфичне густине, високе чврстоће, ниског напрезања савијања и отпорности на киселе гасове као што су корозија Х2С и ЦО2. Такође имају већу дубину бушења и јачу способност апсорпције удара. Стога, цеви за бушење од алуминијумске легуре имају очигледне предности у истраживању и развоју дубоких бунара, ултра дубоких бунара и бушотина киселог гаса. Истражите и оптимизујте процес термичке обраде легура у високо раствореним стањима да бисте контролисали микроструктуру, како би се постигла боља комбинација МПт, ГБП и ПФЗ, и да би се оптимизовало подударање високе чврстоће, високе жилавости, отпорности на корозију и топлоте отпорност легура; Проучити деформационо понашање легура и успоставити модел еволуције микроструктуре легуре; Разумети однос између фактора као што су састав, микроструктура и макроскопска својства, успоставити моделе за временско очвршћавање, корозију под напоном и жилавост лома, постићи исправну контролу микроструктуре и развити и произвести високе чврстоће, чврсте, отпорне на корозију, топлоту. отпорне шипке за бушење од легуре алуминијума за истраживање нафте које задовољавају потражњу тржишта.
(6) Развој и индустријализација зелене технологије прераде материјала од легура алуминијума. Суочени са недостатком ресурса и енергије, свеобухватно коришћење ресурса и технолошке иновације су посебно важни. Систем спроводи основна истраживања о примени рециклираних легура алуминијума, дубоко разуме ефекте спајања више елемената у легурама алуминијума и механизме њиховог утицаја на структуру и својства материјала, успоставља систем рециклирања и поновне употребе легура алуминијума, развија нискоенергетски, ниско-енергетски систем. цене, технологије зелене припреме и обраде високих перформанси за материјале од легура алуминијума, и пружа теоријску и техничку подршку за припрему јефтиних зелених и еколошки прихватљиве легуре алуминијума и „једна алуминијумска мултиенергија“ са вредношћу примене, постижући стриктне циљеве Кине за уштеду енергије и смањење емисија из године у годину и зелену надоградњу алуминијумске индустрије.
3. Закључак и изглед
Високе перформансе, висок квалитет, висока униформност, ниска цена и заштита животне средине са ниским садржајем угљеника су и даље главни правци развоја нових материјала за цивилне легуре алуминијума и технологије обраде алуминијума. Један је развој одличне технологије ливења, континуирано побољшање ефикасности коришћења енергије, смањење емисија и побољшање нивоа контроле металуршког квалитета, хемијског састава и микроструктуре ингота; Други је интеграција и примена савремених одличних технолошких достигнућа, развој аутоматизације високе прецизности, специјализације и велике техничке опреме, побољшање ефикасности и обезбеђивање велике производње висококвалитетних и високо уједначених производа; Треће је да се у потпуности искористи примена технологије компјутерске симулације у областима истраживања и развоја нових материјала, обраде, технологије обраде и дизајна и оптимизације калупа, значајно скрати развојни циклус, смањи развојни ризик, побољша ефикасност производње и смањи трошкове. .
Тренутно се материјали за обраду алуминијумских легура развијају према више легура, велике ширине, високе чврстоће и жилавости, високе чистоће, високе прецизности, високе стабилности, суперпластичности и суперпроводљивости. Ово неизбежно захтева много детаљног рада у истраживању технолошких иновација, од истраживања механизама материјала до контроле елемената процеса, фактора који утичу на обраду, разумне формулације параметара процесне линије, строгог праћења и надзора квалитета, итд., да би се успоставила основна карактеристика легуре алуминијума, прерада технолошка база података и систем за инспекцију и евалуацију квалитета производа, и постићи иновативни развој одличне технологије обраде материјала од легуре алуминијума.
