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浅议世界铝-锂合金产业(中)——苏联/俄罗斯铝-锂合金的发展

已有 3493 次阅读 2022-1-22 15:12 |系统分类:观点评述

|  出品:Aluminum公众号

|  原作者:王祝堂

|  整理:三铝大夫

本文原载于2020年的《中国有色金属报》,作者:王祝堂。由三铝大夫整理,分上中下三篇转载,略有改动和补充。


在上篇中介绍了自1924年以来欧美国家铝-锂合金的发展情况,此篇为中篇,主要介绍苏联/俄罗斯独立于欧美国家的铝-锂合金的发展路线。「Aluminum」公众号曾借助一部关于专著<Aluminum-Lithium Alloys: Process Metallurgy, Physical Metallurgy, and Welding>介绍过苏联-俄罗斯的铝锂(Al-Li)合金及制造技术。苏联/俄罗斯在Al-Li合金研究、生产和应用方面不但起步早,而且独树一帜,一直居世界先进水平,规模上仅次于美国。



    苏联/俄罗斯铝-锂合金的发展   


苏联及俄罗斯在Al-Li合金研发与生产方面并不比美国逊色,是全球第二大生产与应用大国,而且自成体系,特别是在Al-Mg-Li合金生产研发应用领域独树一帜

苏联从1950年代开始研发第一代Al-Li合金——BAЛ23合金。同时期,美铝则研发了2020合金。

1960年代,1420合金(Al-5.5Mg-2Li)横空出世,比传统的2xxx系合金轻10-12%,同时具有高强度和优良的抗腐蚀性,至今仍是应用最多的Al-Li合金之一。后来又开发了145014601421等合金,1421合金是在1420的基础上加了0.16-0.21%Sc

其中,最典型的是1420合金(1.9%~2.3%Li,4.5%~6.0%Mg,0.08%~0.15%Zr,其余为Al),1965年定型,可以生产板带材、挤压材与锻件等,1971年成为轻型直升机的主要结构材料,1980年以后在MIG-29、SU-27、SU35等超声速歼击机上得到应用,至今仍是俄罗斯航空航天器的主要Al-Li合金材料。

苏联在发射航天器的火箭低温燃料贮箱采用Al-Li合金制造,例如超重型“能源号”运载火箭的液氢、液氧贮箱用1460合金制造,箱体直径8m,分箱体长度分别为40m和20m,真够壮观。

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    铝-锂合金两条路线   


上篇和此篇的介绍可看出,在发展铝-锂合金方面世界可以分成两大阵营

  • 美国、加拿大以及法国发展的是含锂的2×××系合金,不沾边含锂的5×××系合金

  • 苏联/俄罗斯则一心发展含锂的5×××系合金,也间或涉及一下含锂的2×××系

苏联/俄罗斯在大力发展Al-Mg-Li合金的同时,也未放松对Al-Cu-Li系合金的研发,所开发的1450铝-锂合金成分与美国的2090铝-锂合金相似,但材料的热处理工艺更加着重其综合性能的发挥。20世纪80年代,苏联又推出性能更加优秀的Al-Cu-Li系合金1460,它的强度更高一些,同时,还有优越的低温性能与可焊性,韧性也更好一些,是焊接火箭燃料液氢、液氧贮箱的良好材料,它的其它性能与美国的2095、2195等Al-Li合金的相当。

1996年以后,俄罗斯开始实施更为全面与系统发展Al-Li合金的规划。苏联/俄罗斯研发Al-Li合金的工作主要集中在轻金属研究院,主要领导人为弗里德良捷尔院士(I. N. Fridlyander,而材料生产则主要在乌拉尔地区的卡缅斯克(kamensk)铝加工公司(KUMZ。苏联的1421、1423、1460铝-锂合金还含有0.05%~0.21%Sc,也是他们的Al-Li合金的一个特点,美国的Al-Li合金不含这个稀土元素。俄罗斯在10t感应炉内氩保护下熔炼,在氩保护下注入真空搅拌炉内除氢,氩保护下铸造,扁锭尺寸:(225~400)mm×(950~1160)mm×(2500~4500)mm。


上篇和中篇分别介绍了欧美和苏联/俄罗斯发展铝-锂合金的不同路线,下篇介绍中国的铝-锂合金研发和产业发展。


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-----此文2021年12月同时发布于我的个人微信公众号(Aluminum)-----

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