중국 알루미늄 가공 산업의 생산 능력과 생산량은 민간 일반 알루미늄 및 알루미늄 합금 판, 스트립, 호일, 건설 및 철도 운송용 알루미늄 프로파일, 통조림 재료 및 인쇄용 알루미늄 판 기판을 포함하여 빠르게 성장하는 분야로 발전했습니다. 증분부분은 주로 민간기업으로 구성되어 있다. 중국은 알루미늄 가공산업의 주요국이다.
최근 몇 년 동안 알루미늄 및 알루미늄 합금의 소재 개발은 주로 두 가지 방향에 중점을 두었습니다. (1) 항공 우주, 운송 및 군사 시설과 같은 특수 분야의 요구를 충족시키기 위해 새로운 고강도 및 고인성 알루미늄 합금 소재를 개발합니다. (2) 다양한 조건과 용도에 맞는 새로운 재료를 충족시키기 위해 다양한 특성과 기능을 갖춘 민간용 알루미늄 합금을 개발합니다. 알루미늄 합금의 광범위한 적용으로 인해 알루미늄 합금 가공 및 준비 기술의 개발이 촉진되었지만 알루미늄 합금 제품에 대한 성능 요구 사항이 지속적으로 개선됨에 따라 알루미늄 합금 가공 기술에 대한 새로운 요구 사항도 제시되었습니다. 알루미늄 합금의 기본 특성에 대한 연구를 소중히 여기고 강화하며 체계적 이론을 구축하고 알루미늄 합금 가공 특성에 대한 이해를 더욱 높이는 것이 알루미늄 합금 가공 기술 혁신을 달성할 수 있는 유일한 방법입니다.
1. 알루미늄 합금 소재의 기본 특성에 관한 연구
알루미늄 합금의 기본 특성에 대한 체계적이고 심층적인 연구는 알루미늄 합금 가공 기술 혁신의 초석입니다. 기존 알루미늄 합금 가공 이론을 바탕으로 컴퓨터, 고속 고화질 카메라 등 우수한 기기와 장비를 사용하여 알루미늄 합금 용융 응고 과정의 열 및 물질 전달 거동, 알루미늄 합금 고체의 진화 법칙을 연구합니다. 열처리 공정 중 변형 및 석출 단계, 다상 미세 구조 인터페이스 포괄적 성능 간의 구성 관계. 알루미늄합금 가공기술에 대한 자체적이고 체계적인 이론체계가 형성되어 있습니다. 동시에, 알루미늄 가공 기술 및 재료의 혁신을 달성하기 위해 현재의 알루미늄 합금 가공 장비와 생산 준비 기술을 결합하여 현재의 알루미늄 합금 생산 및 가공 기술을 안내하고 최적화합니다.
(1) 알루미늄 합금 용해 및 주조의 기본 특성에 관한 연구. 다양한 냉각 속도에서 다양한 유형의 알루미늄 용융물의 응고 과정 중 열장 분포와 용융물의 응고 전면의 초기 형상을 연구하고, 응고 전면이 진행되는 동안 형상의 진화 법칙과 영향을 탐색합니다. 빌렛의 내부 열 응력 장에 관한 법칙; 응고 과정에서 용질의 재분배를 연구하고, 1차 응고 침전물의 유형, 열역학적 및 운동학적 메커니즘을 이해하고, 1차 응고 침전물의 다양한 유형의 분포 패턴과 응고 중 다양한 결함의 형성 메커니즘을 이해합니다. 프로세스.
(2) 알루미늄합금의 소성변형의 기본특성에 관한 연구. 다양한 크기/유형의 1차 응고 침전물의 단편화에 대한 외부 변형력의 영향 메커니즘을 연구합니다. 외부 변형력 변형 속도 변형 가변 변형 온도 분포 변형 저항 재료 균열 한계 잔류 내부 응력 간의 고유 관계를 연구합니다. 변형 침전물의 유형, 형성 및 성장의 열역학적 및 운동학적 메커니즘을 연구합니다.
(3) 알루미늄합금 열처리의 기본특성에 관한 연구. 알루미늄 합금의 고용체 열처리 중 다양한 유형의 1차 응고 석출물/변형 석출물의 용해에 대한 열역학적 및 운동학적 메커니즘을 연구합니다. 급속 담금질 처리 중 알루미늄 합금의 열 전달 메커니즘과 잔류 내부 응력 변화 법칙을 연구합니다. 노화 열처리 과정에서 다양한 유형의 석출 단계의 형성 및 성장에 대한 열역학적 및 운동학적 메커니즘을 탐색하고 다양한 유형의 석출 단계의 분포 패턴을 파악합니다. 다양한 유형/크기의 석출물 상과 점/선 결함이 있는 인터페이스 사이의 상호 작용 메커니즘, 선 결함의 움직임에 대한 다양한 유형/크기의 석출물 상의 입자 간격 및 결정립 경계의 영향, 균열의 시작 및 전파를 연구합니다. ; 침전 단계 유형/크기/분포가 재료의 정적/동적 기계적 특성 및 내식성에 미치는 영향뿐만 아니라 재료의 정적/동적 기계적 특성과 고온에 대한 저항성 사이의 해당 관계에 대한 심층적인 연구를 수행합니다. 속도 충격 피해.
2. 토목용 알루미늄합금재료 연구 및 제안
알루미늄 합금 소재는 민간 항공, 운송, 3C 전자, 신 에너지, 스포츠 및 건설 분야에서 널리 사용되었습니다. 치열한 시장 경쟁으로 인해 민간용 알루미늄 합금 제품의 품질 및 성능 요구 사항이 향상되었습니다. 따라서 알루미늄 합금의 잠재력을 더욱 탐구하고 우수한 민간용 알루미늄 합금 재료 및 가공 기술을 연구 및 개발해야만 시장 수요를 더 잘 충족시킬 수 있습니다.
2.1. 민간 항공용 고성능 알루미늄 합금
(1) 민간항공용 고성능 희토류 알루미늄합금 신소재의 엔지니어링 준비기술. 민간 항공용 고성능 희토류 알루미늄 합금에 희토류 원소를 적용하는 방법에 대한 심층적인 기초 연구를 수행하고, 알루미늄 합금에 희토류 원소가 미치는 영향 메커니즘을 밝히고, 열역학적 조건 하에서 미세 구조 진화 법칙을 체계적으로 연구하고, 성능과의 관계를 형성하고 고성능 희토류 알루미늄 합금의 구성 설계, 준비 및 가공을 위한 기본 이론 시스템을 형성합니다. 새로운 고성능 희토류 알루미늄 합금 재료의 엔지니어링 준비 및 응용에 대한 추가 연구를 수행하여 안정적인 배치 생산 능력을 갖춘 새로운 고성능 희토류 알루미늄 합금 변형 재료에 대한 완전한 생산 공정 및 응용 기술 세트를 형성할 것입니다. 민간 항공기에 설치 및 적용을 달성하고 민간 항공기의 일괄 생산 요구를 충족합니다.
(2) 새로운 고강도, 내식성, 내열성 알루미늄 합금. 고강도·내열 알루미늄합금의 조성 설계 및 정확한 제어 기술, 고합금 내열합금의 주조 및 성형 제어 기술, 다단계 균질화 처리 기술, 고온 안정성 열강도 등 획기적인 핵심 기술 희토류 Sc, Er 등의 상 구조 및 성능 제어 기술을 통해 고합금 잉곳의 품질 안정성 제어 준비 기술을 형성하고 희토류 원소를 함유한 고강도 및 내열 알루미늄 합금용 신소재 개발; 고강도, 내열성 알루미늄 합금 소재에 대한 엔지니어링 연구를 수행하여 민간 항공 분야에 적용되는 대표적인 부품에 대한 기술 보유량을 제공합니다.
(3) 고강도, 인성, 내식성, 손상 방지 알루미늄 합금. 민간 항공기의 내구성 손상 내성 및 내식성에 대한 설계 요구 사항에 부응하여 700MPa 강도 등급의 고내식성 및 고인성 알루미늄 합금 시트의 개발은 불가피한 추세입니다. 새로운 합금 조성 설계 및 최적화, 분산상 입자의 다단계 균질화 처리, 압연 공정 중 변형 미세 구조 제어 및 판 형상 제어에 대한 연구를 통해 700MPa 강도 등급의 고내식성 및 고인성 사전 연신 알루미늄 합금을 개발할 계획입니다. 뛰어난 강도의 파괴 인성, 내식성 매칭을 갖춘 중간 두께의 플레이트로 민간 항공 응용 분야의 주요 구조 부품에 대한 기술적 예비를 제공합니다.
(4) 현장 자체 생성 나노입자는 고성능 알루미늄 기반 복합재를 향상시킵니다. 이 재료는 높은 비강도, 비계수, 우수한 피로 저항성, 우수한 내열성, 내식성 및 상대적으로 낮은 준비 비용 등의 장점을 가지고 있습니다. 현재 획기적인 알루미늄 합금 신소재입니다. 현장에서 자체 생성된 나노입자의 형태 및 크기에 대한 제어 기술을 습득하고 고주파 펄스 자기장 및 고에너지 초음파장 제어 기술을 사용하여 나노입자의 응집 및 분포를 제어하고 현장에서 자체 생성된 나노입자를 최적화합니다. 강화된 고성능 알루미늄 기반 복합 DC 주조 기술. 합금 구조를 개선하는 동시에 합금 입자 및 입자 경계 내에서 나노입자의 균일한 분포를 달성하면 알루미늄 합금 재료의 강도, 가소성 및 내피로성이 크게 향상되어 산업용 잉곳 및 알루미늄 제품의 대규모 생산 및 시장 적용이 가능해집니다.
(5) 항공용 알루미늄 합금의 고품질 준비 및 가공을 위한 핵심 기술 및 응용 연구. 항공에 사용되는 고품질 알루미늄 합금 재료에 대해 합금 구성, 미세 구조, 특성, 준비 및 가공 간의 본질적인 관계는 물론 강화 및 강화 메커니즘과 기타 과학적 문제에 대한 심층적인 연구가 수행됩니다. 제어 기술. 대형 알루미늄 합금 구조재의 높은 신뢰성, 높은 안정성, 높은 균질성 준비라는 핵심 기술 병목 현상을 극복하기 위해 조직적 통제 원칙과 안전 서비스 지침을 확립하고 기본 데이터 플랫폼을 구축합니다. 이는 항공 알루미늄 합금 구조 재료의 완전하고 독립적이고 제어 가능한 생산을 위한 이론적 기초와 핵심 기술 지원을 제공합니다.
2.2. 운송용 경량 알루미늄 합금
(1) 경량성과 안전성, 고품질 산업 생산의 균형을 갖춘 자동차 등급 변형 알루미늄 소재의 연구 개발. 중국은 세계 최대의 자동차 소비 시장이며, 전통적인 연료 자동차와 신에너지 자동차의 설계 및 제조에서는 신에너지 자동차용 모든 알루미늄 차체와 배터리 케이스를 포함하여 알루미늄 소재의 적용이 더욱 늘어날 것입니다. 변형 알루미늄 합금 재료의 설계, 연구 개발 및 고품질 산업화가 시급히 필요합니다. 기업을 주체로 "연구, 생산 및 응용"의 긴밀한 통합을 통해 공동 연구 및 개발을 수행하여 전체 프로세스의 문제 연결을 해결하고 생산의 시스템 세부 사항 및 표준화된 매개 변수를 개선하고 정량화합니다. 및 준비 과정을 거쳐 추적 가능한 생산 관리 시스템 및 시스템을 구축하고 일반적인 차량용 변형 알루미늄 소재의 고품질, 안정적인 생산 및 적용을 달성합니다.
(2) 알루미늄 설계와 "공정 구조 성능" 간의 상관 관계 응용에 관한 기초 연구. 자동차 차체 구조용 6개 XXXXX 시리즈 알루미늄 재료(플레이트 및 프로파일)와 배터리 쉘용 3개 XXXXX 시리즈 알루미늄 재료의 응용 성능 요구 사항을 기반으로 다차원 및 다규모 미세 구조의 정량적 특성화 기술, 합금 설계 및 공정 연구에 의존합니다. 종합적인 성능요구사항을 바탕으로 단일의 우수한 성능을 바탕으로 한 합금설계 및 공정연구, 응용성능(성형, 접합 등) 연구 및 평가를 수행하고 있습니다. 자동차 차체 및 구조, 배터리 쉘용 알루미늄 합금 소재를 개발하고, 저비용, 고안정성 생산 및 제조를 실현합니다.
(3) 높은 성형성과 고강도 알루미늄 합금. 알루미늄 합금의 화학조성과 가공기술을 최적화하여 현재의 자동차용 알루미늄 6016 합금과 동등한 딥드로잉 성능(T4P 상태), 단기 베이킹 후 2024-T351 상태와 동등한 강도를 지닌 고강도 알루미늄 합금 소재를 탄생시켰습니다. 자동차 경량화를 위한 충격 방지 덴트 커버의 성능 요구 사항을 충족하는 제품을 개발했습니다.
(4) 대형 고강도 발포 알루미늄 합금. 폼 알루미늄은 다공성 구조와 금속의 특성을 모두 갖고 있으며 경량, 고비강도, 에너지 흡수, 충격 흡수, 감쇠, 흡음, 방열, 전자파 차폐 등 많은 우수한 특성을 갖고 있습니다. 시뮬레이션 기술이 사용됩니다. 발포 알루미늄 구조와 재료 특성 사이의 상호 작용을 깊이 있고 체계적으로 연구하고, 산업 생산의 공정 매개변수를 최적화하고, 생산 공정을 단순화하고, 생산 비용을 절감하고, 고강도 및 대형 사양의 발포 알루미늄 합금 재료의 시장 적용을 실현합니다. 경량 운송 분야.
2.3 3C 전자 알루미늄 및 기타 알루미늄 합금
(1) 희토류 알루미늄 합금의 개발 및 산업화. 중국은 희토류 자원이 풍부하고 알루미늄합금 산업의 규모가 크다. 이전 연구에서는 일부 희토류 원소(RE)를 알루미늄 합금과 결합하면 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 중국은 아직 안정적인 희토류 알루미늄 합금을 개발하지 않았으며 국제적으로도 중국 특성을 지닌 희토류 알루미늄 합금을 개발하지 않았다. 따라서 관련 연구와 산업화 과정에 대한 노력을 지속적으로 강화할 필요가 있다. 연구, 학습 및 응용을 긴밀하게 결합하여 알루미늄 합금에 희토류 원소의 기본 응용에 대한 추가 연구가 수행되고 알루미늄 합금에 희토류 원소가 영향을 미치는 메커니즘이 깊이 이해됩니다. 실용적인 가치를 지닌 여러 가지 희토류 알루미늄 합금이 개발 및 적용을 촉진하고 있습니다.
(2) 5G 고표면적, 고강도, 고열전도율 알루미늄 합금. 합금의 화학적 조성을 최적화하고 재료 구조를 합리적으로 조절함으로써 합금 조성, 변형 가공 및 열처리 공정이 합금의 강도, 열전도도 및 양극 산화 성능에 미치는 영향을 연구하고 합금 입자의 제어 및 두 번째 상 화합물을 얻을 수 있습니다. 양극산화 및 전해착색 공정에 대한 조직적 규제와 연구를 통해 균일하게 코팅되고, 색차가 없으며 흑점, 흑선 등의 결함이 없는 양극산화막을 얻었습니다. 5G 휴대폰 케이스, 휴대폰 중간판, 압출알루미늄 소재, 압연시트 등 시장 수요에 맞춰 고표면, 고열전도성, 고강도 알루미늄 합금 소재를 개발했습니다.
(3) 알루미늄 공기전지용 효율적이고 저렴한 알루미늄 합금 양극. 저융점 금속원소, 변형가공, 열처리 공정 등 알루미늄 합금 양극의 고유한 합금원소와 이들이 알루미늄 양극의 전기화학적 활성 및 자기부식성에 미치는 영향을 철저하고 체계적으로 연구합니다. 알루미늄 합금 양극재의 활성화 및 부동태화 특성에 대한 기초 연구를 수행하고, 알루미늄 공기 전지의 요구 사항을 충족하는 알루미늄 합금 양극 재료를 개발하며, 자동차 경량화, 비상 전원 공급 장치 및 기타 분야에서 알루미늄 공기 전지의 시장 지향적 적용을 실현합니다. 전지.
(4) 800MPa 강도의 알루미늄 합금. 고강도 알루미늄 합금 부품의 기존 설계 범위를 깨고 7XX 시리즈에서 강도 800MPa의 새로운 유형의 알루미늄 합금 소재를 개발했습니다. 800 MPa급 고강도 알루미늄 합금의 산업 구성 설계 및 정확한 제어, 고합금 잉곳 성형 및 고금속 품질 잉곳 제조, 열간 가공 중 미세 조직의 균일성 조절 등 핵심 기술에 대한 연구를 집중적으로 수행할 것입니다. 정밀 열처리 공정을 제어합니다. 고합금 잉곳의 일괄 생산을 위한 품질 안정성 제어 기술을 개발하고 가공 및 열처리 중 미세 구조의 진화 및 구조에 대한 세부 제어 기술을 확립합니다. 일반적인 구성 요소의 개발을 완료하고 시뮬레이션된 서비스 조건에서 해당 응용 프로그램을 검증하며, 선박용 고강도 구조 재료의 경량 대체를 사전에 달성하고, 항공 우주, 항공, 산업 응용 분야에 적용할 일반 구조 구성 요소의 경량 설계 및 준비를 위한 기술 예비를 제공합니다. 운송 및 기타 분야.
(5) 석유 탐사용 고강도, 견고하고 내식성, 내열성 알루미늄 합금 드릴 로드. 강철 드릴 파이프와 비교하여 알루미늄 합금 드릴 파이프는 낮은 비밀도, 높은 강도, 낮은 굽힘 응력 및 H2S 및 CO2 부식과 같은 산성 가스에 대한 내성이라는 장점을 가지고 있습니다. 또한 드릴링 깊이가 더 크고 충격 흡수 능력이 더 강합니다. 따라서 알루미늄 합금 드릴 파이프는 깊은 우물, 초심유정 및 산성 가스정의 탐사 및 개발에 분명한 이점을 가지고 있습니다. MPt, GBP 및 PFZ의 더 나은 조합을 달성하고 고강도, 고인성, 내식성 및 열의 매칭을 최적화하기 위해 미세 구조를 제어하기 위해 고용질 상태의 합금 열처리 공정을 연구 및 최적화합니다. 합금의 저항성; 합금의 변형 거동을 연구하고 합금 미세구조 진화 모델을 확립합니다. 조성, 미세구조, 거시적 특성 등 요소들 사이의 관계를 이해하고, 시간경화, 응력부식, 파괴인성에 대한 모델을 확립하고, 미세구조를 정확하게 제어하며, 고강도, 인성, 내식성, 내열성을 갖춘 제품을 개발 및 생산합니다. 시장 수요를 충족하는 석유 탐사용 저항성 알루미늄 합금 드릴 로드.
(6) 알루미늄 합금 소재의 친환경 가공 기술 개발 및 산업화. 자원과 에너지가 부족한 상황에서는 자원의 포괄적인 활용과 기술 혁신이 특히 중요합니다. 이 시스템은 재활용 알루미늄 합금의 응용에 대한 기초 연구를 수행하고, 알루미늄 합금의 여러 원소의 결합 효과와 재료 구조 및 특성에 대한 영향 메커니즘을 깊이 이해하고, 알루미늄 합금 재활용 및 재사용 시스템을 구축하고, 저에너지, 저에너지 기술을 개발합니다. 알루미늄 합금 재료에 대한 비용, 고성능 녹색 준비 및 가공 기술을 제공하고 저비용 녹색 및 환경 친화적인 알루미늄 합금 및 응용 가치가 있는 "하나의 알루미늄 다중 에너지"를 준비하기 위한 이론 및 기술 지원을 제공하여 중국의 엄격한 에너지- 절약 및 배출 감소 목표 연도 연도별 및 알루미늄 산업의 친환경 업그레이드.
3. 결론 및 전망
고성능, 고품질, 높은 균일성, 저비용 및 저탄소 환경 보호는 여전히 민간 알루미늄 합금 및 알루미늄 가공 기술을 위한 신소재 개발의 주요 방향입니다. 하나는 우수한 주조 기술을 개발하고 에너지 이용 효율을 지속적으로 개선하며 배출량을 줄이고 잉곳의 야금 품질, 화학적 조성 및 미세 구조에 대한 제어 수준을 향상시키는 것입니다. 두 번째는 현대의 우수한 기술 성과를 통합하고 적용하여 고정밀 자동화, 전문화 및 대규모 기술 장비를 개발하고 효율성을 향상하며 고품질, 균일한 제품의 대규모 생산을 보장하는 것입니다. 세 번째는 신소재 연구 개발, 가공, 가공 기술, 금형 설계 및 최적화 분야에서 컴퓨터 시뮬레이션 기술의 응용을 최대한 활용하여 개발주기를 크게 단축하고 개발 위험을 줄이며 생산 효율성을 향상시키고 비용을 절감하는 것입니다. .
현재 알루미늄 합금 가공 재료는 다중 합금, 넓은 폭, 고강도 및 인성, 고순도, 고정밀, 고 안정성, 초소성 및 초전도성을 향해 발전하고 있습니다. 이를 위해서는 재료 메커니즘 연구부터 공정 요소 제어, 가공 영향 요인, 합리적인 공정 라인 매개변수 공식화, 엄격한 품질 추적 및 감독 등에 이르기까지 기술 혁신 연구에서 많은 세부 작업이 필연적으로 필요합니다. 기술 데이터베이스 및 제품 품질 검사 및 평가 시스템을 구축하고 우수한 토목 알루미늄 합금 재료 가공 기술의 혁신적인 개발을 달성합니다.