| 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，｢Aluminum｣公众号分上中下三篇转载，略有改动和补充。

在上篇介绍了自1924年以来欧美国家铝-锂合金的发展情况，在中篇主要介绍了苏联/俄罗斯独立于欧美国家的铝-锂合金的发展路线。此篇为下篇，介绍中国在铝-锂合金研究和产业方面的进展。以C919为开端的大飞机项目为铝-锂合金产业的发展带来了新的契机。

中国Al-Li合金的研发始于上世纪1962年哈尔滨铝加工厂即现在的东北轻合金有限责任公司（三铝大夫注：又是东轻，东轻不愧为银色脊梁），当时是仿制苏联的铝-锂合金，但未能实现工业化生产，于1965年不了了之。

直到上世纪70年代，北京航空材料研究院（621所）开始Al-Li合金的研发。

80年代初，西南铝加工厂研究所开始研制，并自建了一台1t的真空熔炼炉，后来于90年代从俄罗斯引进1台6t的真空熔炼炉。

从“七五”到“十三五”，国家连续在35年的国家级科研计划中对铝-锂合金研发和生产进行立项和资金支持，中南大学、航天材料及工艺研究所（703所）、西南铝、航材院（621）、郑州轻研合金科技有限公司先后参与研究，形成了“基础研究与技术支持、生产、应用评价、应用”四位一体的合作模式，组成了中国铝-锂合金研发－生产－应用的国家队。

在国家制定的“七五”计划中，决定由中南大学、西南铝业（集团）有限责任公司、航天材料及工艺研究所和北京航空材料研究院联合研发Al-Li合金，试制成功2A97合金，制定了以1420、2090、2195合金为目标的研发计划，成功铸出了直径310mm～450mm的圆锭和300mm（厚）×1200mm（宽）的扁锭。

西南铝业（集团）有限责任公司自2012年9月开始承担“新型轻质高性能铝-锂合金工业化制备”攻关项目，针对航天用轻质高性能铝-锂合金开展成分优化、大规格锭铸造工艺、形变热处理工艺、显微组织与材料性能关系等研究，突破了合金成分精准控制、全程显微组织精细调控、大规格板材形变热处理等关键技术，实现了大规格Al-Li合金均质化、强度、韧性、低温性能、焊接性能等协同提高，达到了产业化制备目标，铸出了第三代2099铝-锂合金直径540mm圆锭，实现了多组元、高合金化Al-Li合金的突破，随其投资4.22亿元改扩建项目于2020年8月的投产，西南铝业（集团）有限责任公司轧制Al-Li合金材料的生产能力可达20kt/a。

| 轻研合金

郑州轻研合金科技有限公司是一家专精特新企业，2020年8月成功开发超强铝-锂合金，采用具有自主知识产权的全新生产工艺——全真空熔铸法——进行铝锂合金的规模化生产，实现了超高强度Al-Li合金技术突破，使合金纯净度以及性能大幅提升，填补了中国工业条件下700MPa级Al-Li合金的空白。与7075合金相比，该合金的密度低5%，抗拉强度提高30%，屈服强度提高20%，弹性模量上升7%。此合金有四大优点：密度低、模量高、强度大和可工业化批量生产，这主要取决于制备工艺的先进性。

轻研合金自铝锂合金产业化生产以来，可提供从熔铸、热加工、热处理、机加工成形到最终表面处理全流程生产服务。产能、产值实现逐年倍增，与航天科工、航天科技、中航工业、中国兵器等国内航空航天领域科研院所、企业进行深入合作。目前该公司可批量生产1420、2195、8090、2060等牌号铝锂合金，产品类型涵盖自由锻件、模锻件、薄板、中厚板以及3D打印用焊丝等。

中南大学投资5亿元的航空铝材生产线可于2021年完成，可以生产一部分铝-锂合金。

江苏镇江国家经济技术开发区的江苏豪然喷射成形合金公司生产的2195、1420、VL30铝-锂合金已形成批量供货，开喷射成形法制备Al-Li合金坯料的先河，其材料性能已全面达到或超过国外同类产品的。

据报道，在湖南岳阳城陵矶新港区内中创空天新材料产业化基地有一条Al-Li合金生产线正在建设，可于2021年9月正式投产。该公司是一个混合所有制企业，组建于2019年12月，2020年2月10日正式开工建设，有5条生产线，占地800余亩，Al-Li合金铸造线可铸500mm厚×1600mm宽的扁锭和直径500mm以上的圆锭，年产量7kt，如果成材率按60%计算，AI-Li合金半成品产量可＞4kt/a。

中创空天新材料有限公司的股份构成：湖南高新创业投资集团有限公司占35%、湖南城陵矶临港新区投资有限公司占15%、中南大学资产经营有限公司占6%、钟掘院士创新团队占14%、核心管理团队占5%。新材料产业化基地总投资67亿元，分两期建设，预计2022年左右基本达到盈亏平衡。

北京理工大学AI-Li合金王俊升教授团队，在AI-Li合金研发独树一帜，王俊升教授在美国企业工作多年，在材料学方面有不少发明创造。2015年发明7077合金及其加工工艺；2016年提出了AI-Li合金和7×××系合金的服役性能评估体系，设计了超强高韧耐蚀合金的生产工艺；2016年9月回国加入北京理工大学前沿交叉科学研究院，筹建以汽车、航空材料开发为核心的集成计算材料工程（ICME）中心。他设计的新合金的综合性能明显优于2198合金的各项性能，其成分（质量）：3.5～4.5Cu、0.8～1.6Li、0.6～1.5Mg，一种或多种晶粒细化元素（Sc、Zr、V、Hf）和其它稀土元素，Zr≤1.0、Mn≤1.0、Si≤0.12、Fe≤0.15、Ti≤0.15，杂质元素总含量≤0.35，Mg含量不小于Zn含量，Ag＜0.2，可以不添加。

    中国的铝-锂合金生产能力   

2020年中国从事AI-Li合金研发的企业与院所、大学约12个。2020年底中国可工业化生产铝-锂合金的企业有5家：

• 西南铝业（集团）有限责任公司

• 中创空天新材料有限公司

• 郑州轻研合金科技有限公司

• 江苏豪然喷射成形合金公司（只生产加工用坯料）

• 中南大学

匡算半成品生产能力30kt/a，2021年中国将跻身世界铝-锂合金生产第二大国，仅次于美国（视频：探访世界上最大的铝锂合金生产基地——美铝Alcoa拉斐特工厂），2025年有望在此领域成为与美国并驾齐驱的世界强国。（三铝大夫注：30kt/a的产能可能有点乐观了。）

在AI-Li合金生产工艺中，熔炼铸造最为关键，通用的工艺有两种：惰气保护法与真空法。笔者认为惰气保护法可能更好一点，便于操作控制，成本也稍低一些，美国这两种工艺都有，俄罗斯多用真空法。

中国在AI-Li合金基础理论研究方面与先进国家相比仍有一些差距，宜加大投入与聚集培养人才，但2030年以前不宜再较大地扩大生产能力。

截止2020年，全世界研发/生产AI-Li合金的国家有7个，生产材料的企业约有15个。

以上就是王祝堂教授2020年在《中国有色金属报》刊发的“浅议世界铝-锂合金产业”系列文章，由三铝大夫整理，略有改动。

后续｢Aluminum｣公众号将持续刊发铝-锂合金相关的文章。

    相关阅读  

1. 浅议世界铝-锂合金产业（上）——欧美国家铝-锂合金的发展

2. 浅议世界铝-锂合金产业（中）——苏联/俄罗斯铝-锂合金的发展

3. 探访世界上最大的铝锂合金生产基地——美铝Alcoa拉斐特工厂

4. 肯联的铝锂合金在航天发射系统和乘员舱的应用进展

5. 肯联铝业公司Airware铝锂合金产品方案

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