会飞的铝—写在国产C919首航

2023年5月28日，由上海飞往北京方向、全球首架国产大飞机C919执飞的MU9191航班于首都国际机场降落，这标志着C919圆满完成首个商飞，正式进入民航市场，开启市场化运营、产业化发展的新征程。飞行，这一人类曾憧憬着的梦想，如今已经成为了再真切不过的现实，而这一切都得益于人类对铝的运用。

铝是元素周期表中第三周期主族元素，在金属材料中，铝的产量仅次于钢铁，居有色金属材料之首。纯铝本身的强度很低，退火的纯铝板材的拉伸强度仅为80~100MPa，并不适宜作为结构材料。但是通过加入合金元素及运用热处理等方法可使纯铝的结构和性能发生改变，从而在保持铝金属质量轻便优点的同时，还具有较高的强度。铝合金的拉伸强度通常都超过250MPa，有些甚至高达700Mpa，其强度优于许多合金钢，此外，铝合金还有耐蚀性良好，成型工艺性好、成本低廉等一系列优点。

铝及铝合金的分类图

自1906年德国人阿弗莱德·威尔姆在研究硬铝时发现了时效硬化现象后，铝合金便成为了飞机机体的主要结构材料。目前，多数的民航飞机机体中铝合金的占比约为50%~70%不等，部分机体如波音737中，铝合金的占比更是高达81%。如果没有铝这种廉价轻便的金属，人类的航空史很可能还仅是一张白纸。

在航空铝材中，以铜、镁为主要合金元素的2系铝材和以锌、镁为主要合金元素的7系铝材应用较多。通常，这两系铝合金在航空铝材的使用中占有很大的比重，约为80%上下。在20世纪60年代，在7系铝合金中发明了过时效热处理技术，因此成功研制了7075-T73合金，使得7系合金除了满足飞机设计静强度要求外，还满足抗腐蚀性能要求。即便在航空领域上铝的抗腐蚀性能已经基本得到了解决，但在多数情况下，航空涂料在飞机的制造和日常维护中都十分重要。飞机涂料需要同时满足耐附着力要求、柔韧性、抗冲击性、耐腐蚀性、保光性、保色性、耐温变性、抗紫外线性和抗电子性等。根据飞机架构，一架飞机应用到的涂料涵盖了飞机蒙皮涂料、飞机舱室涂料、飞机发动机涂料、飞机零部件涂料（雷达天线罩涂料/透明件保护涂料/飞机油箱内壁保护涂料等）、特殊专用涂料（飞机仪表应用到的示温涂料等）。

最近有许多客户在采购铝板时，由于对所加工的产品想要提升材质的使用需求，因此对于各系铝板的选择持有观望状态，在这里，我为大家详细介绍一下各系铝板的特点。

1系铝板特点：工业纯铝板，有良好的延伸率和抗拉强度，良好的可塑性、耐蚀性、导电和导热性，生产过程较为单一，生产技术相对成熟，价格比其他高档铝合金有巨大优势。缺点是强度低，不可热处理强化，可切削性不好，不易钎焊，易受压变形。

2系铝板特点：也被称为硬铝，主要合金元素为铜。有很高的强度和良好的切削加工性能，有一定的耐热性能，可热处理，缺点是耐腐蚀性较差。

3系铝板特点：也称防锈铝板，主要合金元素为锰。强度比工业纯铝板高，成型性、熔接性、耐腐蚀性良好。由于不能热处理强化，所以工艺上多采用冷加工来提高其力学性能。

4系铝板特点：以硅为主要合金元素的铝合金，大多不可热处理强化。通常硅含量在4.5-6.0%之间。熔点低，熔体流动性好，容易补缩，耐蚀性好；有良好的耐磨性和耐热性。

5系铝板特点：是高档铝合金板，主要合金元素为Mg。有良好的加工成型性能、抗腐蚀性能、焊接性能、疲劳强度和中等的静态强度。不可热处理强化，但表面可作抛光处理，相对美观。耐海洋气候。

6系铝板特点：主要合金元素为镁和硅，具有中等强度，抗腐蚀性良好，可焊性、氧化效果好。

7系铝板特点：超硬铝合金系列，主要合金元素为锌、镁、铜。代表牌号7050和7075，热处理效果尤佳，强度超高的变形铝合金板，固熔处理后塑性良好，具有良好的机械性能、耐磨性能和抗疲劳性能。缺点是焊接性能差，有应力腐蚀开裂倾向，需经包铝或其他的保护处理。

8系铝板特点：属于铝-锂合金，主要成分是锂，因为锂是自然界中最轻的金属，铝板中加入锂元素之后，可以在保证铝板强度的同时，有效降低铝板的比重。