５ ’ 可 好的靜強(qiáng)度、 疲勞強(qiáng)度和斷 合格的Ｋ 和抗蝕性的 Ｉ 。 前提下， 其強(qiáng)度比７５ 高約 １ １ ０ ０ ％， 比提高到 ３ 左右， 獲得良 ｎ ％ 合金中不能溶解的結(jié) 比７７ 制品高約２一０ 實(shí)現(xiàn)了 Ｏ５ ０３％， 集高強(qiáng)、 高韌、 抗蝕為 裂韌性。但當(dāng)Ｚ 含量超過(guò) ７ 時(shí)， 導(dǎo)致與斷裂韌性相關(guān)的性能急劇降 一體， 廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件。 ０５ ７５ 合金的Ｔ７ ７ 處理 晶相數(shù)量急劇增加， 是美國(guó)專利， 前還沒(méi)有公開(kāi)具體工藝制度。 目 低、 焊接性能、 耐蝕性能顯著惡化。 在一定范圍內(nèi)Ｍ 含 ｇ 加重ｓｃ ｃ 的敏感性， ｕ 而ｃ １ ６ 前蘇聯(lián)學(xué)者在深人地研究 川 ＭＣ 系 量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂， ５ ９ 年， ｎ Ｚ ｇｕ 合金的基礎(chǔ)上， 研制出世界上第 １ 種超高強(qiáng)度鋁合金— 的加人能起到改善 ｚ、ｇ ｎ Ｍ 含量高時(shí)帶來(lái)的塑性和抗 并且還能同時(shí)提高強(qiáng)度和重復(fù)加載 ９ 雙 繼而通過(guò)提高合金純度， Ｂ６ ， 降低合金元素含量開(kāi) 蝕性降低的缺點(diǎn)， 發(fā)出 Ｂ６ ９玖的改型合金 Ｂ６ １ Ｂ ６３ ９從 和 ９從 成為航天航 空和其他工業(yè)部門的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料之一。俄羅斯的 Ｂ ６ （ Ｉ８ ｚ 一 ． ｎ ２ Ｃ 一 ． ｚ） ９雙 Ａ一 ． ｎ ２ Ｚ 一 ． ｕ ０１ ｒ類似于 ７５ 合 ｓ ７ ３ ５ ０５ 金， 自己的特色。值得一提的是 １６ 年代研制的 但有 ９ ０ Ｂ ３、 ９二 合金， 它與別的合金不同之處在于添加了０ ％ ． ２ 一． ０ ％的Ｆ 作為再結(jié)晶抑制劑， ４ ｅ 使得合金在鑄造成型 過(guò)程中工藝效率大大提高， 這一點(diǎn)與其它含 ｚ、 ｎｃ ｒＭ 、 ｒ 的合金相比尤為重要， 在合金的硬度增加的同時(shí)， 還保 證了強(qiáng)度的各向同性，迄今別的國(guó)家還未出現(xiàn)與它類 似的合金。 另外在７０ 系合金發(fā)展的 ０ 早期， 很多高ｚ 的具有較 ｎ 抗力。王祝堂認(rèn)為， Ｚ 合金中，ｕ 高 ｎ Ｃ 原子溶人 Ｇ Ｐ區(qū)， 可以提高 Ｇ Ｐ區(qū)的穩(wěn)定溫度范圍， 延緩時(shí)效析出。 ｕ Ｃ原

　　（． １ 東北輕合金有限責(zé)任公司， 哈爾濱 １０６ ２ ５ ０ ． 中鋁河南鋁業(yè)有限公司， 洛陽(yáng)４ ０ ） 河南 ｌ（ ７０ ）

　　摘 要： 全面地介紹了 超高強(qiáng)鋁合金的發(fā)展過(guò)程， 及其合金發(fā)展的特點(diǎn)。超高強(qiáng)鋁合金的開(kāi)發(fā)基本上是沿著高強(qiáng)度、 低

　　文章編號(hào)： ０ 一３３２０ ） 一 ０ 一３ ０ １ ２ ２３（０７ ９ ０４ ０ ０ １

　　超高強(qiáng)鋁合金是航空航天工業(yè)中主要的結(jié)構(gòu)材料。 基礎(chǔ)上提高了ｚ、ｇ ｕ ｎＭ 和Ｃ 的含量又發(fā)展了 強(qiáng)度更高的 目 前世界各國(guó)民用飛機(jī)上鋁合金已占居了結(jié)構(gòu)材料重量 ７７一６ １ Ｔ 合金， ８ 該合金強(qiáng)度雖高， 但斷裂韌性有所下降， 的７％ ８％， 大部分為超高強(qiáng)鋁合金。在新一代軍 因此未得到進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展。當(dāng)時(shí)人們研究航空鋁 ０ 一０ 其中 用飛機(jī)上， 由于樹脂基復(fù)合材料和欽合金用量的增加， 鋁 合金主要以追求高的靜強(qiáng)度為主， 而忽視了其它性能的 合金的用量相對(duì)有所減少， 但高純度的超高強(qiáng)度高韌性 要求。１５ 年因３ ９４ 架用７７ 合金制造機(jī)體的噴氣式飛 ０５ 機(jī)墜毀， 從而使航空界認(rèn)識(shí)到材料的損傷容限應(yīng)該作為 高抗蝕性鋁合金的用量卻增加了。隨著現(xiàn)代航空航天工 業(yè)的快速發(fā)展， 對(duì)超高強(qiáng)鋁合金的綜合性能提出了更高 飛機(jī)機(jī)體選材的一個(gè)準(zhǔn)則。為了提高ＫＣ Ｉ， 研究人員在深 的要求。 同時(shí)現(xiàn)代核工業(yè)、 交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展也急需高性 人的 研究后發(fā)現(xiàn)， ７ 及 ７７ 合金中含有的Ｆ 、 等有 ７５ ０ １８ ｅ５ １ １ｕ ｅＡ（ Ｆ） ７Ｆ Ｍ １ ｇｉ Ｓ 能、 輕質(zhì)、 經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)材料， 因此高強(qiáng)高韌高抗蝕的超高 害元素形成的夾雜相如ＡｃＺ 、Ｉ ｎｅ５和ＭＺ 等在低應(yīng)力下容易破裂， 并在破裂的質(zhì)點(diǎn)處形成空洞， 從 強(qiáng)鋁合金無(wú)疑是理想的備選材料。 為此， 各國(guó)的材料工作 而在繼續(xù)施加外力的情況下形成宏觀裂紋導(dǎo)致了斷裂韌 者多年來(lái)一直致力于研究開(kāi)發(fā)集高強(qiáng)高韌高抗蝕性為一 性Ｋ 的降低。通過(guò)減少這些雜質(zhì)元素的含量， Ｉ Ｃ 研制出了 體的超高強(qiáng)鋁合金。 韌性更高的７７ 合金。隨后又通過(guò)進(jìn)一步降低 Ｆ 和 ５ １ ５ ｅ １ １ 超高強(qiáng)鋁合金的發(fā)展過(guò)程 一般可將強(qiáng)度在 ｓ Ｍ 以上的鋁合金稱為超高強(qiáng) ｏ Ｐ ａ 的含量， 控制 Ｃ 含量， Ｍ 、ｕ ｒ 調(diào)整 ｎＣ 含量以提高斷裂韌性 度鋁合金。超高強(qiáng)度鋁合金主要是指 ７ ０ ０ 系中的某些 開(kāi)發(fā)出了７７ 合金， ４５ 同時(shí)該合金調(diào)整了２ Ｍ 比（ １ ｇ 稍稍 “

　　金的 研制成功也使人們認(rèn)識(shí)到了２對(duì)高強(qiáng)合金性能的 ： 影響， 并在這方面 展開(kāi)了 深人的研究。由 ０ 合金中 于７７ ５

　?。?， 高強(qiáng) 合金 被開(kāi) 度的 也 發(fā)了出 如 ０６Ａ ７ ｎ１Ｍ－ 的Ｃ 能夠增加合金的淬火敏感性側(cè) 因此樣品在熱處理 來(lái)， ７７： 一． 一． ｇ Ｉ ｓ ６ ｚ 才能保證時(shí)效后的強(qiáng)度， 而對(duì)大型鍛件 ０Ｃ一６ ｎ１ ０， ０：Ｉ ．ｎ３Ｍ 一． ｕ０ ５ｒ 后必須快速淬火， ． ｕ Ｍ （ ４） ０１ 一４ 一． ｇ２Ｃ一．Ｃ ７ ９ ７ Ａ ７ｚ ｏ Ｉ ２ 即使冷卻速度很快， 也無(wú)法使構(gòu)件心部得到較快 石 ５） ０９Ａ ７Ｚ一． ｇ１Ｃ一 １Ｃ（９８， １ ５， ：Ｉ ，ｎ２Ｍ一． ｕ０６ｒ ６） ９ ７ ４ 一７ Ｓ ６ ． １ 這些 和厚板， 合金主要用于鍛件和擠壓件。還有部分合金如 ７６、 的冷卻速度， ０ ８ 而且淬火速度過(guò)快也容易使構(gòu)件產(chǎn)生變形。 ｒ １Ｚ ｒ ７４、 ９ 等ｚ 含量超過(guò)了８ （ ４９７ ３ ｎ ０ ％ 其中７９ 的ｚ 含量大 而添加 Ｚ 能夠形成細(xì)小的不溶解質(zhì)點(diǎn) Ａ３ 降低合金的 ０３ ｎ 于９ ， ％） 它們的Ｆ 和Ｓ含量分別不大于０ 和０ ％， 淬火敏感性；同時(shí) Ａ另 金屬間化合物有兩種結(jié)構(gòu)和形 ｅ ｊ 甲 巧％ ， ２ １ Ｉ ｒ 都是能獲得極高強(qiáng)度的鋁合金。 態(tài)： 從熔體中直接析出的Ａ必 為四方結(jié)構(gòu)， Ｉ ｒ 可顯著細(xì)化 ２ 超高強(qiáng)鋁合金發(fā)展的特點(diǎn) 合金的鑄態(tài)晶粒； 另一種是鑄錠均勻化過(guò)程中析出的球 形粒子， Ｌ： 具有 ｌ 結(jié)構(gòu)， 與基體共格， 具有強(qiáng)烈抑制熱加工 ２ 降低 Ｆ、 等雜質(zhì)元素的含量 １ ｅ５ １ 超高強(qiáng)鋁合金中Ｆ 、 雜質(zhì)的含量是逐漸降低的， 過(guò)程中再結(jié)晶的作用。近來(lái)有研究認(rèn)為在時(shí)效過(guò)程中次 ｅ５ １ 同時(shí)還大幅度地降低了能生成脆性?shī)A雜相的Ｍ ， ｎ從而保 生的Ａ３ 可加速刀 １ｚ ： ‘ 相的析出， ｌ另 與合金中的 并且Ａ ： 位 證了合金具有較高的塑性和斷裂韌性。這些微量的雜質(zhì) 錯(cuò)纏結(jié)在一起， 增大了合金中的位錯(cuò)密度， 從而影響合金 ． － ５ ０ 也有其有利的 一面， 雜質(zhì)Ｆ 溶于Ａ 中 ｅ Ｉ 形成的ＦＡ 有細(xì) 的時(shí)效行為。因此超高強(qiáng)鋁合金中一般添加 ０ ％ ｅ１ ３ ． 的ｚ， 巧 可顯著提高合金的強(qiáng)度、 斷裂韌性和抗應(yīng)力 化再結(jié)晶晶粒的作用， 但對(duì)抗蝕性能影響較大， 有 Ｍ 當(dāng) ｎ ０ ％ ｒ 存在時(shí)， 可溶入 Ｍ Ａ６ ｒ ｅ ｎ１ 中形成（ｅＭ ）１使ＦＡ３ Ｆ、 ｎＡ６ ｅ１ ， 與 腐蝕性能。 Ｉ Ａ 之間的電位差減小到可以 忽略不計(jì)的程度。因此合金 ３ 結(jié)束語(yǔ) 縱觀高強(qiáng)鋁合金的發(fā)展史， 傳統(tǒng)超高強(qiáng)鋁合金研制 中 加入少量 Ｍ 以減少 Ｆ 的有害作用是其目 ｎ ｅ 的之一〔 ５ 丁 ， 基本上是沿著高強(qiáng)度、 低韌性一高強(qiáng)度、 高韌性。高強(qiáng) 此外 Ｍ 還有提高抗應(yīng)力腐蝕的性能。 ｎ 度、 高韌性、 耐腐蝕方向發(fā)展， 在合金成分設(shè)計(jì)方面的發(fā) ２ 提高主合金元素含量 ． ２ Ｆ、 １ 逐步提高合金中ｚ 含量， ｎ 尤其是提高合金的２ Ｍ 展特點(diǎn)是合金化程度越來(lái)越高，ｅ５等雜質(zhì)含量越來(lái)越 可ｇ 比值， Ｃ 含量。 調(diào)整 ｕ 比較 ７７ 、４５ ７５ 與７５ 合 低， ０５７７ 及 ００ ０５ 微量過(guò)渡族元素添加越來(lái)越合理， 最終目 標(biāo)是在大幅 金的成分及性能可以發(fā)現(xiàn)， 合金性能的改善伴隨著成分 度提高強(qiáng)度的同時(shí)保持合金具有優(yōu)良 的韌性和抗蝕性。

　?。?的同時(shí)加人了少量的Ｍ ， ｕ ｎ 有效地改善了該合金的抗 應(yīng)力腐蝕性能（Ｃ ）但由于仍具有較敏感的應(yīng)力腐蝕 ＳＲ ， 開(kāi)裂（Ｃ ） Ｓ Ｃ傾向而未得到實(shí)際應(yīng)用〔 ９ 年， 本學(xué)者 ， ３ 」 ９ 。１ 日

　?。?來(lái)克服淬火敏感問(wèn)題和調(diào)整晶粒尺寸， ｒ 開(kāi)發(fā)出了強(qiáng)度、 斷裂韌性和抗應(yīng)力腐蝕性能較高的７５ 超高強(qiáng)合金。 ００ 這 蝕性能和抗剝落腐蝕性能〔 １４ 美國(guó)開(kāi)發(fā)出了７７ 高 ］ ３ ２ ９ 。 ０５ ｒ ００ 也是 ７０ 系 ００ 強(qiáng)合金， 并第一次應(yīng)用于 Ｂ ２ 型轟炸機(jī)上， 一 ９ 曾給飛機(jī)結(jié) 是美國(guó)開(kāi)發(fā)的第一個(gè)含Ｚ 的７０ 系合金。 綜合性能較好的合金之一， 在航空航天領(lǐng)域得到 構(gòu)和性能帶來(lái)了革命性的變化，同時(shí)也為超高強(qiáng)鋁合金 合金中 了廣泛的應(yīng)用。 Ｚ 的７ ０ 含 ｒ ０ 合金也存在著一些缺點(diǎn)， ５ 如 的 發(fā)展奠定了 基礎(chǔ)。 ｎ ｕ 使鑄造裂紋傾向增強(qiáng)， 鑄造前要求 １４ ４ ９ 年前蘇聯(lián)也開(kāi)發(fā)出了與 ７７ 類似的Ｂ 高強(qiáng) Ｚ 和Ｃ 的含量提高， ０ ５ ５ ９ 需用陶瓷過(guò)濾器消除非金屬夾雜等， 制造工藝 鋁合金， 該合金的 成分（ 一ｏｎ２Ｍ一． ｕ０２ｒ 真空脫氣， Ｉ． ． Ａ ６ 一３ｇ１ｃ一．ｃ ｚ ７ １ － ． ｎ與７７ 合金相近。隨后不久美國(guó)在 ７７ 合金的 過(guò)程復(fù)雜， ０ Ｍ ） ０５ ４ ０５ 生產(chǎn)成本較高， 而且大型的鍛件也不易完全淬

　　子還可溶人刀和刀 ‘ 相中， 降低晶界和晶內(nèi)的電位差， 提高合金的 抗應(yīng)力腐蝕性能。 對(duì)于ｚ Ｍ 比 ｌ ｎ ｇ 較大的 合

　　良好性能的基礎(chǔ)。 ２ 以Ｚ 替代 Ｍ 和 Ｃ 了 ｒ ｎ ｒ 以ｚ 代替 ｒ Ｃ 來(lái)克服合金淬火敏感性問(wèn)題。７５ 合 ｒ ００

　?。罱档土耍?含量） ｇ 使得合金的長(zhǎng)向（ 、 ） Ｌ 橫向 Ａ一ｎＭ 一ｕ Ｉ 一 ｇＣ 合金。 ｌ ＭＣ 系合金是以１２一９６ 提高了ｚ， ｚ Ａｚ ｇｕ ｎ ９３１ ２ Ｔ Ｌ 和厚向（Ｔ樣品的Ｋ 明顯提高， Ｓ ） Ｉ Ｃ 這是７０ 系合金 ００ 年 科學(xué)家ＷＳ ｄ 和Ｌ ｅｓ ｒ Ｉ ｎＭ 合金 （ ） 德國(guó) ．ｎｅ ． ｉｎ 對(duì)Ａ一 一 ｇ ａ ｒ Ｍ ｓｅ ｚ

　　五十嵐將Ｃ加人到Ａ一ｎＭ一ｕ ： Ｉ Ｚ一 ｇＣ 合金中 開(kāi)發(fā)出了 一種

　　超硬鋁合金 Ｅ Ｄ Ｓ 。該合金因具有很高的強(qiáng)度和大大改善 的抗應(yīng)力腐蝕性能， 而成為該系合金中最先在飛機(jī)制造 業(yè)上獲得實(shí)際應(yīng)用的合金【 ２ 世紀(jì)中期， ‘０ 」 。 人們發(fā)現(xiàn)通過(guò)

　　中斷裂韌性最高的合金。 １６ 年前蘇聯(lián)對(duì) Ｂ 合金的雜質(zhì)進(jìn)行了限制， ９９ ５ ９ 提出 了ｎ 和 ｏ 兩種雜質(zhì)水平的合金， Ｂ ｎ 合金成分 ｑ ｑ 其中 ９ 二 ５ 接近于７７ 合金，９ｏ 合金的成分（Ｉ ． ｎ２ Ｍ － １５ Ｂ５二 Ａ一 ｓ 一． ｇ ５ｚ ３ １ Ｃ一． Ｃ ０ Ｍ ，ｅ． ％， ０ ％） ４５ ． ｕ０ ２ ｒ ． ｎＦｏ ５ ５ ． 與７７ 合金十分 ７ １ － ４ １ １１ 相似（ 在俄羅斯的鋁合金牌號(hào)中擬為含ｚ 合金，ｑ ｒ ｎ 為高 純合金， 為最高純合金）」 ｏ ｑ ！ ， 。 １７ 年美國(guó)Ａｏａ ９１ ｌ 公司在７７ 合金的基礎(chǔ)上， ｃ ０５ 增加

　　中ｚ Ｍ 比 提高。ｎ ｇ ／ ｎ ｇ 值的 ｚ 和Ｍ 在鋁合金中主要起到形 成強(qiáng)化相的作用。 、ｇ ｌ形成高 ｎ ｚ Ｍ 和Ａ 濃度的三 溶體 元固 Ｔ （１ ｇ ｎ ； 和Ｍ 之間形成二元的刀ＭｚＺ 相 Ａ２ ３ ３ Ｚ ＭＺ ） ｎ ｇ （ｇｎ ）

　　相， 這兩種元素在合金中的溶解度隨溫度的降低急劇 下降， 具有很強(qiáng)的時(shí)效硬化能力， 因此合理設(shè)計(jì)合金中

　　韌性 斗高強(qiáng)度、 韌性 高 一高強(qiáng) 高韌性、 腐蝕 度、 耐 發(fā)展， 在合金成分設(shè) 計(jì)方 面的發(fā)展特點(diǎn)是合金化程度越來(lái)越高，

　　ｅ ５ Ｆ 、 等雜質(zhì)含量越來(lái)越低， １ 微量過(guò)渡族元素添加越來(lái)越合理， 最終目 標(biāo)是在大幅度提高強(qiáng)度的同時(shí)保持合金具有優(yōu)良 的韌性和抗蝕性。

　　關(guān)鍵詞： 超高強(qiáng) 鋁合金； 成分； 性能 中圈分類號(hào)?。?６ ４ ２ １， 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： Ａ

　?。?、ｇ ｎＭ 的含量， 尤其是其質(zhì)量比 對(duì)高強(qiáng)合金的 性能有 重要意義。 根據(jù)Ｇ ｈ等人的觀點(diǎn)〔，ｎ ｇ２ 一． ｕ ｒ ｌ ６ｚ Ｍ ． ２ 的 １ｌ ＝ ７ ９ 進(jìn)一步降低５和Ｍ 雜質(zhì)元素的含量， １ ｎ 提高２ Ｍ 比 可 ｇ 值， 合金， ｎ ｇ 即ｚ／ 比接近ＴＡ２今ｎ 化合物的化合比 Ｍ （１ ｚ３ Ｍ ）

　　添加Ｃ、ｎＣ、 等 ｕＭ 、 Ｔ 微量元素 顯著提高 ｒｉ 可 合金抗應(yīng) 力腐

　?。?含量， ｕ 又研制了７５ 合金， １０ 主要應(yīng)用于生產(chǎn)大型鍛件 和厚板（ ５ｍ ） 占 ０ｍ。 ＞ 隨著軍用和民用飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展， 如何減輕按 強(qiáng)度指標(biāo)設(shè)計(jì)的構(gòu)件的重量和降低成本， 成為飛機(jī)制造 和鋁合金加工工業(yè)必須考慮的重大問(wèn)題。近年來(lái)美國(guó)的 ｌｃ 公司進(jìn)行了大量的研究， ００ ７５ 的基礎(chǔ)上 Ａｏａ 在７５ 和 １ ０ 成功研制了７５ 超高強(qiáng)合金［ ７５一 ７ ０５ ］ ４ ０ Ｔ 制品在保證有 。 ７九游官方入口