铝-锂合金废料的回收与再生

铝-锂合金主要是指w(Li)≤2.6%的2×××系合金与w(Li)≤2.8%的5×××系合金,而以锂为第一合金元素的铝-锂合金只有8024、8090、8091、2093等少数合金。虽然早在20世纪20年代初德国就研制成名为Sckron的含锂的铝合金,但铝-锂合金的真正有效应用是20世纪60年代以后,现在它们已在航空航天器上获得成功应用,因此如何回收、处理与再生利用其废料是亟待解决的问题。铝-锂合金废料的熔炼不同于常规废铝的熔炼,关键是不易控制杂质,特别是钾与钠的含量。目前再生处理铝-锂合金的工艺有4种:提取纯锂;提取锂化物;处理成为另一种铝-锂合金;处理成为原种铝-锂合金。     

铝-锂合金的发展现状

向铝中添加锂既能降低合金的密度,又能提高弹性模量,因此铝-锂合金是-种性能比较理想的航空结构材料。美国、西欧国家和苏联积极发展铝-锂合金。铝-锂合金的研究历史已经很久了,早在20年代初期联邦德国就出售过铝-锂合金产品。1957年美国铝业公司第一个研制了添加1.2％Li的Al-Cu-Li系2020合金。2020合金与高强铝合金7075相比,强度相当,密度低、刚度高(分别降低3％和提高8％),1958年以后美国海军用该合金作Navy RA-5C侦察机主翼的上下蒙皮,代替7075合金,使该部分材料的重量减轻6％。但由于2020合金的韧性低,特别是缺口敏感性高,在生产工艺中还存在一些问题,所以1966年以后在飞机上没有被采用,1969年便停止了生产。60年代苏联也研制了类似2020合金的低密度、高刚度BA23合金及Al-Mg-Li系1420合金。我国对铝-锂系合金的研究起步比较晚,60年代研制了S141合金,对合金成分、加工工艺及热处理制度作了详细的研究,1985年进行了技术鉴定。作为现在研究目标的低密度、高刚度合金,要求此以前合金的密度低7％以上。因此,锂的添加量要比2020合金的1.2％多,必须添加2～3％。在解决熔铸和加工工艺方面问题的同时,必须提高韧性。     

铝-锂与铝-镁-钪合金前景看好

5年以前一度对铝-锂合金在航空工业中的前景认为并不如早先那样的乐观，可是近几年的研究证明，必须对它的地位加以重新确认，大量工作证明含锂量小于2％的铝锂合金既有高的强度性能又有良好的可焊性与优秀的抗腐蚀性能，从而不需要包铝。可用其轧制薄板与厚板以及挤压型材，主要用于制造机身。     

世界铝-锂合金工业概要及中国与它们的差距

简要回顾世界铝-锂合金工业的发展历程,全面阐述了其发展现状。美国、俄罗斯、法国是当今铝-锂合金研究、生产、应用大国与强国。中国在铝-锂合金研发与材料生产方面与发达国家相比有三四十年的差距。2015年全世界铝-锂合金材料的生产能力约35kt/a,中国的生产能力还不到3kt/a.     

美国铝业公司建成世界最大铝-锂合金厂

<正>铝-锂合金在航空航天器制造中获得应用,并且将成为下一代飞机主要结构材料之一,为了满足这个即将来临的高新技术市场的需求,美国铝业公司计划在2017年以前投资100 M美元扩大其在世界各地的铝-锂合金生产能力。生产铝-锂合金材料的关键技术与工序是熔炼-铸造,因此,扩大其生产能力实际上就是扩大熔炼-铸造生产能力,铝-锂合金半成品的其他生产工艺流程与热处理可强化的2×××系合金及7×××系合金的相同,仅具体工艺参数有所不同。     

俄国轻合金研究所开发的铝-锂合金

俄国轻合金研究所即前苏联的全苏轻合金研究所(VILS),位于莫斯科,隶属航空工业部,对铝-锂合金作了大量的深入的研究与推广应用,其成就居世界前列。合金的成分列于表1,其中一些合金的成分与西方工业发达国家的很相似,俄国生产的铸锭冶金铝-锂合金半成品的规格示于表2。由于锂的密度小,所以向铝中每添加1％锂可使其密度下降约3％,而刚度则可增加6％左     

铝-锂合金腐蚀性能研究综述

综述了铝-锂合金孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀断裂(SCC)及剥蚀的研究现状。阐述了加工状态、热处理、显徽组织及腐蚀介质对一些铝-锂合金孔蚀及晶间腐蚀行为与SCC敏感性的影响及其影响机制．同时报道了一些研究铝-锂合金剥蚀的新方法，并提出了进一步研究的方向．     

航空铝锂合金热成形研究进展

与传统铝合金相比,铝锂合金拥有更低的密度、更高的比强度、更好的耐腐蚀性,在航空、航天和航海领域得到了广泛应用。铝锂合金的优异性能归因于在铝基体中添加元素锂。但铝锂合金存在常温延伸率低、回弹大和各向异性强等问题,这些问题严重限制了铝锂合金的应用。为解决铝锂合金常温成形性差的问题,国内外学者针对铝锂合金热成形工艺开展了大量研究。本文首先介绍铝锂合金的发展,随后基于基础实验、失稳理论以及损伤理论三个方面介绍铝锂合金热成形研究进展,了解铝锂合金高温宏微观变形机理以及损伤演化规律,从而实现铝锂合金零件在高温条件下成形成性一体化控制;最后对航空铝锂合金热成形的发展趋势进行了展望。本文可为航空铝锂合金材料热成形生产工艺的制定提供一定的理论参考。     

铝锂合金及其焊接技术研究进展

阐述了铝锂合金的微观组织与力学性能特点、应用现状。概述了铝锂合金常用的焊接方法,并详细分析该类合金在焊接过程中存在的主要问题。综述铝锂合金焊接技术在国内外的最新研究进展,并展望了铝锂合金的未来焊接研究及其发展。     

美国铝业公司拉斐特厂新建铝-锂合金铸造车间

正美国铝业公司(Alcoa)投资$90M在印第安纳州(IN)拉斐特(Lafayette)厂新建一个铝-锂合金铸造车间,面积10684m~2,已于2012年5月破土动工,铸造供挤压与锻造用的圆锭及轧制用的扁锭,锭的生产能力大于20kt/a,这是全世界最大的铝-锂合金铸造项目。该公司发明的航天工业用的新一代铝-锂合金在铝展览会(Aluminum Excellence)获得了美国金属奖(American Metal Awards)。