铝锂合金是新型轻量化结构材料 在航空航天领域发展空间大

铝锂合金,是向铝金属中添加锂制成的合金,具有密度小、比强度高、弹性模量高的优点,是一种新型轻量化结构材料。铝锂合金在航空航天产业中具有广阔应用前景,并且在武器装备、舰船等领域也有潜在应用空间,产品综合性能优异且附加值高,可以在保证结构件力学性能的同时降低其重量,还能够提升生产企业盈利能力。

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向铝金属中添加锂,可降低铝的密度并提高其弹性模量,每添加1%的锂铝的重量怎么计算,铝合金密度下降3%,而弹性模量上升6%,一般情况下,锂添加量在0.5%-6.5%之间;通过淬火、挤压成型可提高铝锂合金强度,提升约6%,其强度高于铝镁合金;铝锂合金成本仅有碳纤维增强塑料的1/10。铝锂合金重量得到下降、力学性能得到提升,并具有价格优势,因此成为最受关注的轻量化结构材料之一,是近年来航空航天材料中发展最为迅速的产品之一。

为降低能源消耗、实现节能减排,飞机轻量化发展已成趋势,轻量化结构材料需求不断增长,铝锂合金在欧美生产的新型飞机上已经得到应用,例如空客A380、波音787等。铝锂合金技术还在不断进步,目前最新一代产品是第四代产品,前两代产品性能存在不足之处,应用受到限制,第三代产品综合性能优、性价比高,20世纪90年代以来得到广泛应用,第四代产品正在研制过程中。

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根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年铝锂合金行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,在海外,铝锂合金生产商主要有美国奥科宁克(美铝Alcoa)、美国肯联铝业(Constellium)、美国凯撒铝业(Kaiser)、美国诺贝丽斯(Aleris)、加拿大力拓加铝(Rio Tinto Alcan)、俄罗斯KUMZ等。其中,奥科宁克是全球最大的铝锂合金供应商。

21世纪以来,我国航空航天产业发展迅速,国产大飞机C919进入商业化发展阶段,为满足市场需求,我国铝锂合金研发速度不断加快。20世纪70年代以来,我国中南大学、中国航发航材院(621所)、航天材料及工艺研究所(703所)、西南铝业、轻研合金等科研院校及企业纷纷开展铝锂合金技术研究,目前已经取得了巨大进步。但我国铝锂合金生产实力依然不足,与美国相比存在较大差距,C919所需铝锂合金主要从美国奥科宁克进口。

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新思界行业分析人士表示,现阶段,我国铝锂合金生产企业主要有西南铝业、轻研合金、中创空天等,其中,西南铝业是我国最大的铝锂合金生产商。2021年初,我国首套应用于航空航天等高端领域的大直径铝锂合金棒材及管材(锻件),在河北宏润核装备科技股份有限公司挤压完成并成功下线。我国铝锂合金锻造能力正在不断增强,未来需着重关注开发具有自主知识产权的铝锂合金牌号,丰富产品规格铝的重量怎么计算,实现进口替代。

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