金礦

金作為主要添加元素之一的鋁合金是半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)鋁合金領(lǐng)域里的較重要的發(fā)展。Al-Li系合金具有低密度、高彈性模量、高強(qiáng)度和很好的綜合物理性能、與一般鋁合金相比，在強(qiáng)度相當(dāng)?shù)那闆r下，密度降低10%，彈性模量提高10%。因此Al-Li系合金用作結(jié)構(gòu)材料，有很大技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。

特性和發(fā)展

金是自然界較輕的金屬，密度0.54g/cm3，熔點(diǎn)180.54℃，研究表明，每添加1wt%Li于鋁，能降低合金密度3%，提高彈性模量6%，是添加其他元素，包括輕金屬元素Be、Mg所不及的。金礦生產(chǎn)工藝流程比較復(fù)雜，這樣生產(chǎn)出來(lái)的金礦石質(zhì)量就是比較上乘的了。由于金的密度非常小，在鋁中的溶解度高，很早就把它看作是鋁合金的一種引人注目的合金化元素。1924年，德國(guó)研制出添加少量金的Scleron合金（A1-12Zn-3Cu-0.6Mn-0.lLi），用作鑄件或型材。后來(lái)由于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的杜拉明鋁合金（Al-4.3Cu-0.5Mg-0.6Mn）興起，使含鋅量很高、密度大的Scleron合金沒(méi)有得到發(fā)展。金礦石粉碎設(shè)備主要用于金礦石的粉碎，金礦石的粉碎對(duì)于金礦石來(lái)說(shuō)是十分重要的一步。1941年美國(guó)Alcoa鋁業(yè)公司的LeBaron在系統(tǒng)地做了鋁合金添加金試驗(yàn)后、提出A1-Cu-Li-x合金。將一種含金量達(dá)到1wt%、添加少量強(qiáng)化元素鎘的合金（Al-4.5Cu-l.OLi-0.8Mn-0.15Cd]軋制成薄板，固溶時(shí)效后得到較好機(jī)械性能。但由于1943年研制成7075高強(qiáng)合金（A1-Zn-Mg-Cu系），使LeBaron提出的Al-Li和AI_Cu-Li合金的時(shí)效深沉過(guò)程研究結(jié)果，以及隨后Sdoock發(fā)現(xiàn)在序亞穩(wěn)相礦（AI,Li），推動(dòng)了Al-Cu-Li系合金的進(jìn)一步研究。1957年Al-coa宣布研制成商品化的合金X2020（A1-4.5Cu-l.1Li-0.5Mn-0.2Cd），到1958年X2020合金用于美國(guó)海軍RA_5CVigilante飛機(jī)的機(jī)翼蒙皮和水平安定面。

20世紀(jì)60年代，原蘇聯(lián)也先后研制成低密度01420合金（Al-5Mg-2l.i-0.5Mn）和BAr23合金（成分與X2020類似），并用于米格戰(zhàn)斗機(jī)和超音速客機(jī)圖144等。

隨著斷裂力學(xué)的進(jìn)展，指出X2020合金的低伸長(zhǎng)率和高缺口敏感性，容易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力集中而引起疲勞破壞；加上生產(chǎn)工藝上的困難，使Alcoa公司在1969年停止了該合金生產(chǎn)，1974年撤銷該脾號(hào)。

從1924年到1974年的半個(gè)世紀(jì)，Al-Li合金走過(guò)了自身發(fā)展歷史的前列階段。其主要成就是：研究并生產(chǎn)出含lwt%Li的工業(yè)Al-Li合金，實(shí)現(xiàn)在航空飛機(jī)上的應(yīng)用；同時(shí)認(rèn)識(shí)到需要改善Al-Li合金的斷裂性和耐損傷特性。

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