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新聞中心 / NEWS |
| 當前國內外高強鋁合金種類、性能信息匯總 | | 發布者：admin 發布時間：2021/3/2 12:30:01 點擊：5871 | | 根據SmarTech的介紹，鋁合金占金屬3D打印中所有金屬粉末的消耗量（按體積計算）將從2014年的5.1%逐漸提高到2026年的11.7%左右。鋁合金正在追趕上鈦、鎳和鋼等材料，成為支持增材制造下一代發展的重要機遇。本文，3D打印技術參考匯總目前已上市的3D打印高強鋁合金種類及性能特點。
1. 美國休斯研究實驗室7A77.60L鍛造級高強3D打印鋁合金
2019年10月，美國休斯研究實驗室（HRL）開發的3D打印用高強7A77.60L鋁合金正式投放市場。該材料因使用鋯基納米顆粒作為成核劑，避免了7075和6061鋁合金在采用激光進行打印時出現的易開裂問題，并可實現細晶粒微觀結構，強度超過600 Mpa，成為首個可用于增材制造的鍛造等效高強度鋁合金。
HRL高強鋁合金商業化始于2017年發表于nature的一篇關于鋁合金3D打印的研究。受熔鑄工藝啟發，研究人員通過將納米顆粒作為成核劑與液體金屬混合來孕育晶種，從而實現在溫度梯度較大和凝固速度快的非平衡條件下實現晶體精細生長，進而提高了產品的性能。在2019年商業化后，該材料已經在NASA和其他航空航天企業獲得了大規模零部件的生產。
2. 空客公司Scalmalloy
針對航空用鋁合金零件增材制造需求，空客公司開發了世界上第一種增材制造專用高強鋁合金粉末材料Scalmalloy，它是一種鋁鎂鈧合金，室溫拉伸強度（520MPa）、屈服強度（480 MPa）和延展性（延伸率13%）均表現出色，且具有耐腐蝕、微觀結構穩定的特點，是一款專為增材制造而開發的材料。Scalmalloy旨在用于航空航天應用，早在2016年，空客就用這種材料3D打印了機艙隔斷，成功幫助A320客機實現瘦身；同時，Scalmalloy的優異性能也使其成為賽車運動行業的首選應用材料。
傳統鋁合金與鈦合金及Scalmalloy性能
Scalmalloy用于汽車熱交換器
2. Aeromet International A20X
2019年，英國鑄造公司Aeromet International推出的A20X鋁合金粉末經熱處理后拉伸強度為511 MPa，屈服強度440 MPa，伸長率為13%，基于該材料開發的航空散熱結構件已成功替代傳統采用鈦合金制作的中溫構件，并幫助法國某型號發動機實現瘦身。
當前高強鋁合金的性能對比
3. 長沙新材料產業研究院AlMgScZr
2019年2月，國內航天科工旗下長沙新材料產業研究院通過添加稀土元素及化學成分調整、后處理工藝摸索等手段，成功研制出了一種高強鋁合金粉末材料，其室溫拉伸強度535MPa，屈服強度510MPa，延伸率為12%，并獲得了國內航空航天領域的應用驗證。
4. 莫納什大學Al250C
2019年8月，莫納什大學吳鑫華院士領導的研究團隊成功開發出了牌號為Al250C的高強高韌增材制造專用鋁合金材料，其拉伸強度目前已超過600Mpa，屈服強度可達580MPa，延伸率11%，制備的構件在250℃高溫下通過了持續5000小時的穩定試驗，相當于發動機常規服役25年的要求。此舉受到了包括美國通用、波音、雷神、賽峰等多家航空巨頭的重視。
蘇州倍豐采用SLM制造的民用飛機鋁合金
5. 中車工業研究院CRRC-HAP-1
2020年，中車工業研究院設計研發了一種新型3D打印專用高強鋁合金粉末材料，并開發了相關3D打印工藝和熱處理技術。該高強鋁合金粉末材料經批量生產以及多輪SLM技術驗證，拉伸強度穩定超過560MPa，屈服強度超過500MPa，延伸率超10%，顯著優于空客公司Scalmalloy鋁合金粉末的打印性能以及其他7系鍛造高強鋁合金。
延伸閱讀：高強鋁合金相比傳統鋁合金更多的設計和性能優勢
自此，HRL開始了探索7A77的工業應用。NASA馬歇爾太空飛行中心已經開始將這種材料應用于大規模航空航天零部件的生產。HRL 還與3D打印設計和工程軟件公司nTopology以及航空航天制造服務提供商Morf3D合作，開發了一項能夠突出7A77傳熱和流動性能優勢的應用——具有回旋結構的熱交換器。
利用7A77鋁合金的固有熱導率，HRL及其合作伙伴為航空航天用戶開發了一項經過專門設計的機油冷卻器。在這種設計中，合金的高強度滿足了關鍵的爆破壓力要求，同時能以與常規AlSiMg合金相比更薄的壁厚實現更好的換熱效果。7A77鋁合金的高屈 | 上一頁：封裝陽臺不要用鋁合金窗，裝這種替代更美觀實用
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