01超硬鋁合金的一般特性   

超硬鋁合金的淬火溫度較寬，過(guò)燒敏感性小，在460～500℃之間淬火，皆可保證合金的性能，例如LC4板材，一般規定淬火溫度為470±5℃，其他幾種常用的超硬鋁合金也采用此規范。 

前面已經(jīng)提到，超硬鋁合金的性能對淬火冷卻速度的敏感，因此在淬火轉移時(shí)間和淬火介質(zhì)上必須有所規定，生產(chǎn)中一般把轉移時(shí)間限制在15秒以?xún)?。在較緩慢的冷卻條件下，不僅強度下降，同時(shí)抗腐蝕性也受到損害。 

02超硬鋁合金的熱處理方法  

超硬鋁合金是一種可熱處理強化的邊形鋁合金，其熱處理方法可采用退火，固容，時(shí)效等一般的熱處理方法。

但一般不采用自然時(shí)效制度，其原因是Al-Zn-Mg-Cu系合金G.P.區形成速度緩慢，自然時(shí)效過(guò)程常常延續數月才能達到穩定的階段，而且和人工時(shí)效相比，抗應力腐蝕能力也較差，故超硬鋁合金只進(jìn)行人工時(shí)效處理。 

超硬鋁合金的人工時(shí)效制度分單級和分級時(shí)效兩種。以L(fǎng)C4合金為例，單級時(shí)效規范為120℃時(shí)效24小時(shí)，此時(shí)沉淀相結構以G.P.區為主，并有少量η′,合金處于時(shí)效硬化狀態(tài)；分級時(shí)效為120℃3小時(shí)+160℃3小時(shí)，此時(shí)強化相以η′為主。

第一次處理相當于形核處理，第二次提高時(shí)效溫度，以原G.P.區為核心，形成均勻分布的η′相，使合金保持較高的疲勞性能及抗應力腐蝕能力。 

03超硬鋁合金的品種與用途  

在超硬鋁合金中，LC3屬鉚釘用鋁，強度與LC4相同，但塑性較高。為了獲得較高的塑性及鉚接性能，不僅把鐵、硅等雜質(zhì)含量限制在最低水平，不加錳、鉻，而且降低了塑性有不利影響鎂含量，提高了鋅含量。

合金的相組成為α、MgZn2、T(Al2Zn3Mg3)及TiAl3。熱處理為470±5℃淬火，十晝夜之內進(jìn)行人工時(shí)效（100℃3小時(shí)+168℃3小時(shí)）?？稍诖慊饡r(shí)效后任何時(shí)間內進(jìn)行鉚接。

LC3的典型性能為：σ0.2=52.0Mpa，δ=14%，τ0.2=32.0 Mpa，在鉚釘鋁材中，LC3的強度最高。

LC4合金和蘇聯(lián)的B95和美國的7075相當，是應用最早和最廣的一種超硬鋁合金?？缮a(chǎn)板，型材和模鍛件，應用于飛機結構，如翼梁、蒙皮，起落架等。

7075鋁合金及其他超硬鋁合金的一個(gè)共同缺點(diǎn)是耐熱性低，例如在125℃負載工作超過(guò)100小時(shí)，強度降低10%，在175℃則降低70%，因而使用溫度不應超過(guò)120℃。

LC5是在LC4合金基礎上發(fā)展起來(lái)的超硬鋁合金。由于不含鉻，又降低了鎂、銅含量，故提高了塑性，適于鍛造螺旋槳葉。

LC6是含有大量鋅、鎂、銅的高合金化超硬鋁合金，與蘇聯(lián)的B96和美國的7001相當，是強度最高的一種鋁合金。和LC4一樣，LC6的缺點(diǎn)是熱強性低，對應力集中敏感。

因此，應用LC6時(shí)要特別注意工件截面過(guò)渡部分的設計，力求平緩過(guò)渡，避免引起應力集中，LC6主要生產(chǎn)鍛件和擠壓半成品，用于受壓應力的構件或應力集中最小，外形平整的零件。

LC6的熱處理規范為466～473℃淬火，95～105℃時(shí)效4～5小時(shí)，再在155～160℃時(shí)效8～9小時(shí)。也可采用140℃時(shí)效6小時(shí)。 

04超硬鋁合金未來(lái)的應用前景和可能的障礙     

鋁及其合金的未來(lái)應用包括結構材料和功能材料領(lǐng)域。先進(jìn)材料的開(kāi)發(fā)總是用兩個(gè)相反的需要來(lái)促進(jìn)，一個(gè)是追求提高性能，往往會(huì )增加成本；另一個(gè)是降低材料或零件的成本以便確保在工業(yè)應用上與其它候選材料相比有更大的競爭性。

為了分析未來(lái)的應用，我們必須對這個(gè)世紀人們的生活方式有明確的概念。每個(gè)國家在需求鋁合金材料方面都有自己獨特的環(huán)境。

比如，美國有許多與航空航天相關(guān)的工業(yè)，他們更注重性能而對成本不太敏感；但對日本，與民用相關(guān)的工業(yè)（如汽車(chē)工業(yè)）較多，因此更傾向于對成本敏感。為了打破可能的障礙。重要的是滿(mǎn)足用戶(hù)的社會(huì )和經(jīng)濟需求。

未來(lái)的主要方向是：

（1）為了提高技術(shù)水平，開(kāi)發(fā)高附加值的合金并更有效第生產(chǎn)這些合金，關(guān)鍵的一點(diǎn)是不斷發(fā)展理解顯微組織-性能關(guān)系的基礎理論。

新合金的開(kāi)發(fā)總是包括兩個(gè)相互矛盾的需求之間的競爭，即提高性能和降低成本以便提高產(chǎn)品的全面競爭力。 

（2）先進(jìn)的飛機骨架和推進(jìn)系統需要開(kāi)發(fā)新的結構材料，其性能要大大優(yōu)于目前能達到的水平。

在鋁合金領(lǐng)域正在開(kāi)發(fā)新的加工技術(shù)和復合材料，用快速凝固和機械合金化生產(chǎn)的合金具有其它生產(chǎn)方法無(wú)法達到的獨特性能。精細的表面處理技術(shù)可有效地提高表面特性，如表面強度、耐蝕性和潤滑性等。

此外，超塑成形、等溫鍛造、冷等靜壓和熱等靜壓粉末冶金技術(shù)提供凈形部件，導致成本明顯減少。技術(shù)進(jìn)步在先進(jìn)材料的成本節約起重要作用。 

（3）不同材料的競爭和替代對每種材料的應用領(lǐng)域都產(chǎn)生重要影響。這方面有一些例子，如玻璃纖維增強的塑料取代一些鋁壓鑄件。

未來(lái)材料的替代必須用全面的成本-效益來(lái)評價(jià)，包括原材料加工成最終產(chǎn)品的成本、后續保養的簡(jiǎn)單性和安全性、使用性能以及與環(huán)境考慮有關(guān)的回收成本等。  

總的來(lái)說(shuō)，Al-Zn-Mg-Cu系合金通過(guò)合金發(fā)展和改變熱處理，在克服應力腐蝕開(kāi)裂方面和改善其他性能方面都已取得了很大的進(jìn)展。

正是因為超硬鋁合金對發(fā)展我們國防和民用工業(yè)有著(zhù)舉足輕重的作用，不斷地發(fā)展和改善它有著(zhù)迫切的需要。

鋁合金從強度高但耐蝕性能不穩定的Al-Zn-Mg合金起步，然后向強度最高但耐蝕較低的Al-Zn-Mg-Cu合金發(fā)展，最后，必定能研制出強度高，耐蝕性最佳的鋁合金。鋁合金正走向超高強度、耐腐蝕、低密度、耐熱方向，具有廣闊的應用前景。