【摘 要】在近些年来，我国无论在经济水平还是在科技水平上都取得了飞速的发展和较大的进步。在我国各领域的发展过程中，高性能铝合金厚板技术的创新和发展做出了重大的贡献。高性能铝合金厚板广泛的应用在航空航天工业、船舶领域、各种交通工具运输方式中。本文将对高性能铝合金厚板生产现状及其应用发展进行概述。 【关键词】高性能铝合金厚板；生产技术；应用 通常将厚度在6mm及以上厚度的轧制铝合金板材称为厚板，其典型力学性能为：抗拉强度200～500MPa之间，延伸率10～25%之间。近些年，我国在高性能铝合金厚板的技术方面的许多研究成果都达到了世界上的先进水平，但在尖端领域和国外的先进技术水平相比还是有较大的差距。 1 世界上的高性能铝合金厚板生产格局 当今世界上，许多例如美国等工业发达的国家的高性能铝合金厚板所占的比例较大，且这些国家的高性能铝合金厚板生产厚度能达到300mm，宽度能有3500mm以上。其中美国的美铝公司达尔波特轧钢厂能生产出宽度大于3700mm的高性能铝合金厚板。据有关调查，美国生产的高性能铝合金厚板的产量占其铝板带材总产量的4%以上。在德国、日本、法国等国家的铝板带轧制工业也十分发达的，其高性能铝合金厚板生产产量大约占铝板带材总产量的3.8%左右。主要的热轧工厂有德国阿鲁诺夫铝业公司、日本神户钢铁公司真岗制板厂等 在我国，高性能铝合金厚板广泛的应用在航空航天工业、船舶领域、各种交通工具运输方式，其中生产出的厚度大于20mm的高性能铝合金厚板的产量占铝合金厚板总产量的50%左右。近来，国内多家铝板带工厂投产运行，使我国在铝厚板生产在厚度、宽度、合金等许多方面接近或达到了世界先进水平。其中于2013年8月试产成功的广西柳州银海铝业公司的热轧机，为当时国内最宽的热粗轧机。该热粗轧机轧制最大宽度可达3300mm，开口高度可达600mm。 2 我国的高性能铝合金厚板的生产现状 我国开始对高性能铝合金厚板进行深度研究的开始时间应该是上个世纪60年代，从上个世纪60年代到现在，我国在高性能铝合金厚板生产方面取得了重大成果和长足进步，尤其在2xxx，5xxx，6xxx，7xxx系取得了积极的进展。 其中2xxx系为铜系（除铝外主要合金元素为铜）可热处理强化铝合金，主要合金牌号有2050，2218，2A90d等，其特点为强度高，耐热性能和加工性能良好，可广泛应用于航空和航天领域。 其中5xxx系为镁系（除铝外主要合金元素为镁）铝合金，不可热处理强化，使用合理的加工工艺如控制冷加工量，可以达到良好的强度和延展性的平衡，获得良好的抗疲劳性能。5系合金主要应用于焊接构件和船舶领域。主要代表和金为5083，5052等。 其中6xxx系以镁和硅为主要合金元素，代表合金为6061和6009，6010等。该系合金具有良好的锻造、挤压性能，具有良好的材料成形性。 其中7xxx系锌系（除铝外主要合金元素为锌）可热处理强化铝合金，代表合金为7050，7039等。其中Al-Zn-Mg-Cu是高强度铝合金，广泛应用于航空航天领域。 铝合金厚板生产的主要设备为： 熔炼炉/均化炉、热轧机、冷轧机、退火炉、精整设备等 主要工艺流程为： 铸锭--均匀化--铣面、铣边―均热--热轧--固溶热处理与淬火＼退火或稳定化处理--预拉伸--超声波探伤--锯切或精密裁切--包装--入库或发运 虽然我国在高性能铝合金厚板方面取得了一定的进步，但是我国对高性能铝合金厚板研究的大部分内容具有仿制的性质，我国能够拥有自主的知识产权的只有加工工艺和一部分的热处理技术。因此，我国的高性能铝合金厚板与国外的先进科技水平相比还是有较大的差距的，具体体现在以下几个方面： （1）铝合金厚板基础性研究投入不足 国内的对于高性能铝合金厚板理论方面的研究与国外相比差距较大，在对合金元素配比、热处理原理、合金的塑性变形原理以及合金的微观性质理论研究等方面都不够深入。国内研发的高性能铝合金厚板中大部分都有仿制性质，能够进行自主研发性质的合金种类凤毛麟角；国内对合金进行研究大都局限于实际操作和应用中进行研究，缺乏对生产高性能铝合金厚板所依据的基础理论研究。 （2）生产过程控制与世界先进水平差距较大，工艺质量不够稳定。近年来，国内新装机设备水平不断提高，在宽度、厚度上逐渐达到或超过世界先进水平。但涉及到具体的生产工艺过程，表现出过程控制的较大差异。在执行过程中，管理人员工作不严谨，工艺过程控制的不严谨，都容易导致铝合金厚板产品的一致性、稳定性还存在较大问题。 （3）高性能设备操作人员不足，标准化操作不如人意 尽管加工设备层面上通过大规模的投资，可以在较短时间内迅速接近世界先进水平。但是操作设备的高水平人员却必须通过一定的操作实践才能提升。因此，高水平的操作人员在各个新建加工厂内都比较缺乏，限制了先进设备的应用水平。 （4）铝合金厚板生产后检测手段、方法、技术标准缺乏同步发展 在高性能铝合金厚板的生产质量和检测方面，我国的技术、人员、设备均与国外先进水平相比还存在着巨大差距。例如铝合金厚板生产出来后内部缺陷的检查，普遍使用超声波检查，检查的相关设备、人员、技术水平、检查标准还都不完善，制约了高质量、大批量产品的生产能力。 （5）标准认证严重落后，没有国际认可的国内规范标准 我国生产出来的高性能铝合金厚板的数量不少，但是由于我国缺少相关的质量管理和监督认证的体系，使得相关产品很难进入高端市场。现存的国际认可的认证体系，被牢牢的掌握在仅有的几个国家手中。我国迫切需要发展自己的认证体系，打破垄断，保护并打开国内外广阔的市场。 3 高性能铝合金厚板的广泛应用 3.1 铁路运输、公路运输等制造业 铝合金材料不仅广泛地应用在铁路运输和公路运输的机车和车辆的制造中，高性能铝合金厚板也得到了充分的利用。随着我国高铁和动车技术发展迅速，速度也越来越快，对高性能铝合金厚板和路合金材料的性质要求越来越高。据有关调查显示，目前为止高性能铝合金厚板材料在我国的铁路系统中的应用已经达到2000t。 为了提高车速和减轻车皮本身的重量，柳州银海铝研发出多种铝合金技术和产品应用在铁路运输行业中。其中将高性能铝合金厚板5083和5182系列铝合金材料应用在铁路运煤车辆中，该系合金供货厚度多在8～16mm之间，抗拉强度超过550MPa，最大板块尺寸可达21000*2680mm，完全满足货运列车对材料性能的严格要求。 3.2 船舶制造业 对于船舶的制造要求主要是要有一定的抗拉强度、屈服强度、伸长率和抗冲击能力，以及对海洋潮湿空气环境的抗腐蚀能力 ，应用高性能铝合金厚板在船舶的制造业可以有效地缓解或妥善的解决这些问题。高性能铝合金厚板5052在船舶制造业中的客轮和舰船制造上广泛的应用，有效地减轻船舶的自身重量，提高船舶的抗腐蚀性，提高船舶的行驶速度。 3.3 航空航天工业 航空航天工业是应用高性能铝合金厚板的一个重要行业，根据高性能铝合金厚板的相关性质和结构，主要应用于生产制造强度高、抗腐蚀能力强和抗断韧性强的7系合金和2系可热处理强化合金。例如用于飞机的机身、机翼、翼梁、翼肋等方面的相关结构件。在A330和A340的飞机构件中，利用高性能铝合金厚板或者铝合金材料的比例高达78%，最大尺寸构件可达6m多，其中部分高性能铝合金厚板的厚度在220mm左右。在未来的时期，高性能铝合金厚板在航空航天行业的应用领域将越来越广泛。 3.4 其他行业和领域的应用 在化工行业、危险品存储运输等方面，高性能铝合金厚板的应用具有得天独厚的优势。高性能铝合金厚板用于储存硝酸等物质的贮罐车的制造当中，可以减轻自身重量的同时，大幅度提高安全防护性能。另外在石油天然气的工业当中，高性能铝合金厚板用于制造特殊功能的车辆和钻探技术的设备配件当中；在建筑行业中，建筑模板和幕墙板得到了广泛应用。 4 小结 在这个科技高速发展的时代，高性能铝合金厚板广泛的应用在各个领域里，它在国家的军事、政治和经济等方面都具有重要的地位和作用。但是，与其他国家相比，我国的高性能铝合金厚板的基础研发和生产制造都不够先进，尤其是相关体系标准的缺失，使得国内产品进入世界高端市场较为艰难。同时，随着国内铝加工产能的快速释放，一方面，铝合金厚板在各行各业应用将越来越广泛，另一方面，铝合金厚板国内市场竞争也将越来越激烈。只有不断地提高产品质量，降低成本，才能在市场中立于不败之地。 参考文献： [1]阮鹏跃.高性能铝合金厚板的生产技术及应用[J].轻金属，2011（7）. [2]庾莉萍.高性能铝合金厚板的生产技术及应用[J].中国材料进展，2011（3）. [3]阮鹏跃.高性能铝合金厚板的生产技术及应用[J].有色金属加工，2011（1）. [4]赵世庆等.铝合金热轧及热连轧技术[B].冶金工业出版社，2010. 注：基金项目：广西科学研究与技术开发计划项目（桂科重12118001-1、1348001-2）
【摘 要】在近些年来，我国无论在经济水平还是在科技水平上都取得了飞速的发展和较大的进步。在我国各领域的发展过程中，高性能铝合金厚板技术的创新和发展做出了重大的贡献。高性能铝合金厚板广泛的应用在航空航天工业、船舶领域、各种交通工具运输方式中。本文将对高性能铝合金厚板生产现状及其应用发展进行概述。 【关键词】高性能铝合金厚板；生产技术；应用 通常将厚度在6mm及以上厚度的轧制铝合金板材称为厚板，其典型力学性能为：抗拉强度200～500MPa之间，延伸率10～25%之间。近些年，我国在高性能铝合金厚板的技术方面的许多研究成果都达到了世界上的先进水平，但在尖端领域和国外的先进技术水平相比还是有较大的差距。 1 世界上的高性能铝合金厚板生产格局 当今世界上，许多例如美国等工业发达的国家的高性能铝合金厚板所占的比例较大，且这些国家的高性能铝合金厚板生产厚度能达到300mm，宽度能有3500mm以上。其中美国的美铝公司达尔波特轧钢厂能生产出宽度大于3700mm的高性能铝合金厚板。据有关调查，美国生产的高性能铝合金厚板的产量占其铝板带材总产量的4%以上。在德国、日本、法国等国家的铝板带轧制工业也十分发达的，其高性能铝合金厚板生产产量大约占铝板带材总产量的3.8%左右。主要的热轧工厂有德国阿鲁诺夫铝业公司、日本神户钢铁公司真岗制板厂等 在我国，高性能铝合金厚板广泛的应用在航空航天工业、船舶领域、各种交通工具运输方式，其中生产出的厚度大于20mm的高性能铝合金厚板的产量占铝合金厚板总产量的50%左右。近来，国内多家铝板带工厂投产运行，使我国在铝厚板生产在厚度、宽度、合金等许多方面接近或达到了世界先进水平。其中于2013年8月试产成功的广西柳州银海铝业公司的热轧机，为当时国内最宽的热粗轧机。该热粗轧机轧制最大宽度可达3300mm，开口高度可达600mm。 2 我国的高性能铝合金厚板的生产现状 我国开始对高性能铝合金厚板进行深度研究的开始时间应该是上个世纪60年代，从上个世纪60年代到现在，我国在高性能铝合金厚板生产方面取得了重大成果和长足进步，尤其在2xxx，5xxx，6xxx，7xxx系取得了积极的进展。 其中2xxx系为铜系（除铝外主要合金元素为铜）可热处理强化铝合金，主要合金牌号有2050，2218，2A90d等，其特点为强度高，耐热性能和加工性能良好，可广泛应用于航空和航天领域。 其中5xxx系为镁系（除铝外主要合金元素为镁）铝合金，不可热处理强化，使用合理的加工工艺如控制冷加工量，可以达到良好的强度和延展性的平衡，获得良好的抗疲劳性能。5系合金主要应用于焊接构件和船舶领域。主要代表和金为5083，5052等。 其中6xxx系以镁和硅为主要合金元素，代表合金为6061和6009，6010等。该系合金具有良好的锻造、挤压性能，具有良好的材料成形性。 其中7xxx系锌系（除铝外主要合金元素为锌）可热处理强化铝合金，代表合金为7050，7039等。其中Al-Zn-Mg-Cu是高强度铝合金，广泛应用于航空航天领域。 铝合金厚板生产的主要设备为： 熔炼炉/均化炉、热轧机、冷轧机、退火炉、精整设备等 主要工艺流程为： 铸锭--均匀化--铣面、铣边―均热--热轧--固溶热处理与淬火＼退火或稳定化处理--预拉伸--超声波探伤--锯切或精密裁切--包装--入库或发运 虽然我国在高性能铝合金厚板方面取得了一定的进步，但是我国对高性能铝合金厚板研究的大部分内容具有仿制的性质，我国能够拥有自主的知识产权的只有加工工艺和一部分的热处理技术。因此，我国的高性能铝合金厚板与国外的先进科技水平相比还是有较大的差距的，具体体现在以下几个方面： （1）铝合金厚板基础性研究投入不足 国内的对于高性能铝合金厚板理论方面的研究与国外相比差距较大，在对合金元素配比、热处理原理、合金的塑性变形原理以及合金的微观性质理论研究等方面都不够深入。国内研发的高性能铝合金厚板中大部分都有仿制性质，能够进行自主研发性质的合金种类凤毛麟角；国内对合金进行研究大都局限于实际操作和应用中进行研究，缺乏对生产高性能铝合金厚板所依据的基础理论研究。 （2）生产过程控制与世界先进水平差距较大，工艺质量不够稳定。近年来，国内新装机设备水平不断提高，在宽度、厚度上逐渐达到或超过世界先进水平。但涉及到具体的生产工艺过程，表现出过程控制的较大差异。在执行过程中，管理人员工作不严谨，工艺过程控制的不严谨，都容易导致铝合金厚板产品的一致性、稳定性还存在较大问题。 （3）高性能设备操作人员不足，标准化操作不如人意 尽管加工设备层面上通过大规模的投资，可以在较短时间内迅速接近世界先进水平。但是操作设备的高水平人员却必须通过一定的操作实践才能提升。因此，高水平的操作人员在各个新建加工厂内都比较缺乏，限制了先进设备的应用水平。 （4）铝合金厚板生产后检测手段、方法、技术标准缺乏同步发展 在高性能铝合金厚板的生产质量和检测方面，我国的技术、人员、设备均与国外先进水平相比还存在着巨大差距。例如铝合金厚板生产出来后内部缺陷的检查，普遍使用超声波检查，检查的相关设备、人员、技术水平、检查标准还都不完善，制约了高质量、大批量产品的生产能力。 （5）标准认证严重落后，没有国际认可的国内规范标准 我国生产出来的高性能铝合金厚板的数量不少，但是由于我国缺少相关的质量管理和监督认证的体系，使得相关产品很难进入高端市场。现存的国际认可的认证体系，被牢牢的掌握在仅有的几个国家手中。我国迫切需要发展自己的认证体系，打破垄断，保护并打开国内外广阔的市场。 3 高性能铝合金厚板的广泛应用 3.1 铁路运输、公路运输等制造业 铝合金材料不仅广泛地应用在铁路运输和公路运输的机车和车辆的制造中，高性能铝合金厚板也得到了充分的利用。随着我国高铁和动车技术发展迅速，速度也越来越快，对高性能铝合金厚板和路合金材料的性质要求越来越高。据有关调查显示，目前为止高性能铝合金厚板材料在我国的铁路系统中的应用已经达到2000t。 为了提高车速和减轻车皮本身的重量，柳州银海铝研发出多种铝合金技术和产品应用在铁路运输行业中。其中将高性能铝合金厚板5083和5182系列铝合金材料应用在铁路运煤车辆中，该系合金供货厚度多在8～16mm之间，抗拉强度超过550MPa，最大板块尺寸可达21000*2680mm，完全满足货运列车对材料性能的严格要求。 3.2 船舶制造业 对于船舶的制造要求主要是要有一定的抗拉强度、屈服强度、伸长率和抗冲击能力，以及对海洋潮湿空气环境的抗腐蚀能力 ，应用高性能铝合金厚板在船舶的制造业可以有效地缓解或妥善的解决这些问题。高性能铝合金厚板5052在船舶制造业中的客轮和舰船制造上广泛的应用，有效地减轻船舶的自身重量，提高船舶的抗腐蚀性，提高船舶的行驶速度。 3.3 航空航天工业 航空航天工业是应用高性能铝合金厚板的一个重要行业，根据高性能铝合金厚板的相关性质和结构，主要应用于生产制造强度高、抗腐蚀能力强和抗断韧性强的7系合金和2系可热处理强化合金。例如用于飞机的机身、机翼、翼梁、翼肋等方面的相关结构件。在A330和A340的飞机构件中，利用高性能铝合金厚板或者铝合金材料的比例高达78%，最大尺寸构件可达6m多，其中部分高性能铝合金厚板的厚度在220mm左右。在未来的时期，高性能铝合金厚板在航空航天行业的应用领域将越来越广泛。 3.4 其他行业和领域的应用 在化工行业、危险品存储运输等方面，高性能铝合金厚板的应用具有得天独厚的优势。高性能铝合金厚板用于储存硝酸等物质的贮罐车的制造当中，可以减轻自身重量的同时，大幅度提高安全防护性能。另外在石油天然气的工业当中，高性能铝合金厚板用于制造特殊功能的车辆和钻探技术的设备配件当中；在建筑行业中，建筑模板和幕墙板得到了广泛应用。 4 小结 在这个科技高速发展的时代，高性能铝合金厚板广泛的应用在各个领域里，它在国家的军事、政治和经济等方面都具有重要的地位和作用。但是，与其他国家相比，我国的高性能铝合金厚板的基础研发和生产制造都不够先进，尤其是相关体系标准的缺失，使得国内产品进入世界高端市场较为艰难。同时，随着国内铝加工产能的快速释放，一方面，铝合金厚板在各行各业应用将越来越广泛，另一方面，铝合金厚板国内市场竞争也将越来越激烈。只有不断地提高产品质量，降低成本，才能在市场中立于不败之地。 参考文献： [1]阮鹏跃.高性能铝合金厚板的生产技术及应用[J].轻金属，2011（7）. [2]庾莉萍.高性能铝合金厚板的生产技术及应用[J].中国材料进展，2011（3）. [3]阮鹏跃.高性能铝合金厚板的生产技术及应用[J].有色金属加工，2011（1）. [4]赵世庆等.铝合金热轧及热连轧技术[B].冶金工业出版社，2010. 注：基金项目：广西科学研究与技术开发计划项目（桂科重12118001-1、1348001-2）