目前，航空航天領(lǐng)域“克克計(jì)較”，火箭每減重1kg，發(fā)射成本可降低2萬(wàn)美元，導(dǎo)彈每減重1kg，則可增加15km射程。鋁合金中每添加1%的鋰，密度降低3%，彈性模量提高6%。
空天院（輕研合金）作為國(guó)內(nèi)鋁鋰合金研發(fā)與生產(chǎn)的先行者，致力于鋁鋰合金的研發(fā)和生產(chǎn)，主營(yíng)產(chǎn)品有1420（5A90）、2195、8090等，是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的幾家具備鋁鋰合金鑄錠、鍛件、型材、板材交付能力的生產(chǎn)單位。
已實(shí)現(xiàn)鋁鋰合金在航空航天領(lǐng)域批量化應(yīng)用，憑借其技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)化能力，取得多行業(yè)場(chǎng)景應(yīng)用，為中國(guó)航天等領(lǐng)域有效減重，取得了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，已成為推動(dòng)國(guó)產(chǎn)高端材料替代的關(guān)鍵力量。
鋁鋰合金首次應(yīng)用
自1924年，第一個(gè)含鋰的鋁合金Sclreoul(Al-12Zn-3 Cu-0.6Mn-0.1Li)誕生以來(lái)，鋁鋰合金已經(jīng)有70年的歷史，70 年來(lái)，鋁鋰合金歷經(jīng)了艱難和波折，沖破了層層障礙，已經(jīng)走向了工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用。50年代，美國(guó)對(duì)鋁鋰合金產(chǎn)生興趣，Alcoa公司克服了其熔煉上的難點(diǎn)，于 1957年生產(chǎn)出了含鋰 1.1％ 的鋁鋰合金，命名為2020合金。1958年美國(guó)航空公司對(duì)其做了首次評(píng)估，就塑性、韌性問(wèn)題進(jìn)行了評(píng)估。次年將其用于海軍警戒機(jī)的機(jī)翼皮和尾翼水平安定面。減重效益6％，先后服役20 年，未發(fā)現(xiàn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、疲勞破壞等問(wèn)題。
美俄歷史研發(fā)、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
60年代，美國(guó)航空界 開(kāi) 始 采 用USAF 航空損傷容限設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，2020合金因缺口敏感性高和斷裂韌性低而難以被接受，于1969年放棄該合金。2020合金失敗的另一個(gè)原因是技術(shù)先進(jìn)性不夠，鋰含量?jī)H 1％，比重下降 3％和剛度提高6％的幅度有限，加之銅的含量達(dá) 4.5％，合金的比重仍較高。正當(dāng)美國(guó)鋁鋰合金研究降溫時(shí)，原蘇聯(lián)開(kāi)始了鋁鋰合金的研究，研制出獨(dú)特的1420合金（Al-Li-Mg-Zr）系，鋰含量達(dá)到 1.5%～2.6％，含鎂達(dá)4%～7％，比2020合金的比重更低而彈性模量更高，1971年用于航空器，逐步擴(kuò)大到蘇 27、米格25、米格29、艦載飛機(jī)圖204 等多種飛機(jī)上。
目前，俄羅斯已初步形成了一個(gè)包括可焊、中強(qiáng)、高強(qiáng)的鋁鋰合金系列，鋁鋰合金已經(jīng)成為俄羅斯最重要的航天航空用輕合金之一。與復(fù)合材料、鈦合金一同構(gòu)成了新型航天航空新材料的三足鼎立局面。
彎道超車 國(guó)產(chǎn)高端材料替代
?中國(guó)的鋁鋰合金生產(chǎn)和加工起步相對(duì)比較晚，空天院（輕研合金）獨(dú)立自主采用真空熔鑄方法研制鋁鋰合金鑄錠，在隔絕空氣的環(huán)境下進(jìn)行熔煉，有利于防止鋰的燃燒和損失，避免合金組織內(nèi)部氣孔、氧化夾雜等缺陷，去除Na等雜質(zhì)，使熔體更加純凈，獲得高品質(zhì)鋁鋰合金。公司是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的幾家具備鋁鋰合金鑄錠、鍛件、型材、板材交付能力的生產(chǎn)單位2195、8090等牌號(hào)鋁鋰合金。
鋁鋰合金1420（國(guó)內(nèi)牌號(hào)5A90）是前蘇聯(lián)開(kāi)發(fā)的Al-Mg-Li系合金，其蘇聯(lián)牌號(hào)為1420，屬于中強(qiáng)可焊低密度材料，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域以替代傳統(tǒng)鋁合金實(shí)現(xiàn)減重。其密度低，每增加1%的鋰，密度可降低約3%；彈性模量可提高6%；同時(shí)具備良好的比強(qiáng)度與比剛度，使其能夠替代傳統(tǒng)的高強(qiáng)度鋁合金，結(jié)構(gòu)質(zhì)量可減輕10%至20%，剛度提升15%至20%。
1420（5A90）鋁鋰合金還展現(xiàn)了優(yōu)良的耐腐蝕性能，以及良好的鑄造、熱加工、焊接和機(jī)加工成型性。在航空航天領(lǐng)域，1420鋁鋰合金主要應(yīng)用于壁板及殼體等部件；在jg裝備領(lǐng)域，應(yīng)用在彈體結(jié)構(gòu)部件；在半導(dǎo)體領(lǐng)域，應(yīng)用在芯片制造光刻機(jī)、芯片封裝固晶機(jī)、焊線機(jī)、貼片機(jī)等部件。
由于每減少1kg的航天運(yùn)載器重量，發(fā)射費(fèi)用可節(jié)省約2萬(wàn)美元，因此1420鋁鋰合金在航天領(lǐng)域的應(yīng)用顯得尤為重要。在航空領(lǐng)域，該材料也被廣泛應(yīng)用于軍用飛機(jī)、民用客機(jī)和直升飛機(jī)，成為飛機(jī)設(shè)計(jì)輕量化的重要選擇。
公司致力于鋁鋰合金、鎂鋰合金等輕量化材料的研發(fā)與生產(chǎn)，擁有世界領(lǐng)先的真空熔鑄、卷式軋制等一系列先進(jìn)技術(shù)以及自主研發(fā)的核心競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)品。在技術(shù)創(chuàng)新方面，公司采用了真空熔鑄方法生產(chǎn)鋁鋰合金鑄錠，隔絕空氣，避免析氫造渣傾向，減少氧化燒損，防止內(nèi)部缺陷形成，使熔體“純凈度”提高，鑄錠品質(zhì)更高。
空天院&輕研合金憑借其強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，已成為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的幾家具備鋁鋰合金鍛件、型材、板材交付能力的生產(chǎn)單位之一。公司不僅能夠生產(chǎn)高品質(zhì)的1420鋁鋰合金材料，還能根據(jù)客戶需求提供從設(shè)計(jì)圖紙到零件交付的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全流程服務(wù)。
憑深厚積淀與創(chuàng)新成果，空天院&輕研合金鋁鋰合金已向諸多軍工單位穩(wěn)定供貨，數(shù)量逐年增加；鎂鋰合金占全球 70%、國(guó)內(nèi) 95%產(chǎn)量（數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)截至2022年）
展望未來(lái)，公司深耕超輕合金，突破航空航天瓶頸，拓展飛機(jī)、高鐵、新能源汽車等民用合金新材料，以優(yōu)產(chǎn)優(yōu)服助國(guó)內(nèi)輕質(zhì)材料自主自強(qiáng)，為制造“瘦身”、產(chǎn)業(yè)“添翼”。
