铝合金可以应用在哪些高端领域？来了解一下

提起铝合金，我们的第一反应往往是：铝合金门窗！我家的门窗，都是用铝合金材料的啊，可结实可好看，老好用了。

铝本身是金属，铝合金通过加入其它金属材料加强了强度。因此其具有密度低、散热性好、抗压强的特点，它的硬度是传统塑料机械的好几倍，重量也轻了不少。

其实，不只是生活中所看到的铝合金门窗。铝合金因其优良的特性，它早已运用于船艇市场、汽车轻量化改造、航天航空这些高端领域中，是必不可少的工业原材料。

十三五规划中，《中国制造2025》的提出，加上今年4月份，李克强总理主持通过《装备制造业标准化和质量提升规划》。传统制造业升级迫在眉睫，从源头上看就是紧抓原材料的使用，而铝合金的属性，使得它在制造业新时期，具有无比强大的竞争力。

下面，我们就来看看铝合金是如何运用于那些高端的制造业产业中的：

轨道交通

随着我国轨道交通产业的不断发展，轨道交通已成为人们日常出行的主要交通方式，车体部件是轨道交通车辆中最重要的组成部件之一，主要由底架、左右两面侧墙、前后两面端墙、顶棚六大模块构成。铝合金车体部件吸取了轻量化设计理念，采用薄壁中空铝合金型材设计方案，结合整体性焊接工艺，较好地考虑了强度、刚度的关系。

铝合金车体与传统碳钢及不锈钢车体相比，在重量上有明显优势，铝合金材料密度仅为钢材的1/3，每节车可减轻1吨左右重量，可明显降低运行能耗，每年可节电1万~1.5万千瓦时，从而提高车辆运营能力；在防腐性、耐腐能力上，铝合金材料自身就是环保、防腐材料，且可回收利用，自然状态下可在其表面形成一层致密的氧化膜，即使车体表面的防腐保护在脱落或受损状态下，也可保证车体的耐腐能力，车体的使用寿命可达30年以上；在气密性、外观上，铝合金车体为整体焊接结构，其气密性更好，在同样表面喷漆处理后其外观更加美观。介于铝合金车体结构的突出优势，国内外轨道交通车体产品用量正在逐年加大。

船艇市场

7月13日，由江龙船艇旗下合资品牌——澳龙船艇科技有限公司（以下简称“澳龙船艇”）建造的国内首艘70米级、1200客位大型豪华铝合金高速客船“北游26”成功交付。

“北游26”设计总长70.6米，型宽17米，最大航速34节（55.8公里/小时），可载客1200人，创下了目前国内建造主尺度最大、客位数最高、同等客位数下航速最快、设计抗风等级最高的豪华铝合金高速客船等多项纪录。

大型铝合金高速客船是船舶工业设计建造难度较高的船型之一，它的建造水平甚至可以直接反映出一个国家的行业建造水平。对此，澳龙船艇总经理王广荣表示，“北游26”是目前国内建造尺寸最大的铝合金高速客船，采用了包括计算流体力学分析、有限元结构分析、耐波性分析、结构疲劳强度分析、铝材测试分析等先进技术，克服了国内大型铝合金高速客船在船型设计和结构强度等方面的诸多瓶颈，出色地完成了该船的建造任务，确保了船舶的科学性与先进性。

据专家估算，在未来中国客运交通、休闲旅游、公务执法对铝合金船艇的市场新增需求将超过200亿元。

其中，客运船舶更新最紧迫：根据交通运输部《老旧运输船舶管理规定》，船龄在10年以上的高速客船，被划为一类老旧海船（河船），强制报废年限为25年。广东省1995年以前建造的全铝合金高速客船有31艘，占全铝合金双体高速客船存量的51.66%。未来几年，这些高速客船必须全部强制报废。

而目前，水上交通客运服务离不开精良的船舶装备，全铝合金高速客船的应用是主要发展方向。我国现有沿海客运码头180个左右，其中规模较大的有12个，主要分布在海南、山东、广东、浙江、辽宁、福建及江苏等省份。

如果全国港口客运码头25%的铝合金船艇按照广东省全铝合金船的标准进行船型升级，每艘全铝合金双体高速客船按单价5000万元测算，国内全铝合金高速客船潜在的船型升级市场容量为18亿元。

汽车产业

汽车产业是目前用铝最多的，中国是全球最大的汽车生产国，所以铝在中国汽车中的应用与汽车铝材的深加工潜力巨大。

据国家发改委披露，中国有6亿人及1/4的面积正在遭受着无所不在的雾霾天气，而汽车排放的CO2占总排放量的27%，汽车保有量的不断上升使环保问题所面临的挑战更加严峻，这些都呼吁汽车行业的绿色发展，采用尽量多的铝制造汽车是当前汽车轻量化从而达到节能减排的最直接有效的措施与途径。

环境污染和燃油经济性等多重压力下，汽车轻量化已经在全球市场范围内达成共识。铝合金可使车身减重40%，目前已成为车身轻量化的主要部件。“铝代钢”势在必行，车用铝材也已不再停留在书面倡议或是理论论证上了。国外的许多汽车厂商，早已捷足先登。

2015法兰克福车展，捷豹第一款全铝SUV车型正式全球首发。经过多年努力，我国汽车厂商也已经具备在汽车中推广铝合金的能力，高端铝合金板材、铝合金挤压技术、铝合金深加工能力已经成熟。在未来，车用铝合金汽车市场潜力巨大，2020年汽车铝合金市场空间约为2500亿元。

航空航天

铝合金在航空航天构件上有广泛的应用前景，比如高强铝合金厚板作为主要承力构件，使用比例占飞机上总铝材用量的30%~35%。目前，应用在航空民机的铝合金材料主要有：铝合金铸件、铝合金锻件、大断面铝合金挤压型材、铝合金厚板等。在我国拥有自主知识产权的支线客机ARJ21-700与C919大型客机的用材中，铝合金零部件的质量占到飞机总质量的65%~75%。高强度铝合金材制成的挤压型材疾板材占飞机总铝材用量的30%-35%。

根据计划，到2018年，ARJ21支线客机、C919大飞机所用30%以上的铝合金材料将采用国产铝材。目前中国的大飞机C919上国产材料使用的比例只有5%~6%，这几年铝合金在飞机是市场的投入比率将会呈现质的提升。

分析预测，全球航空客运量2014-2023年之间，年均增长率达4.7%，新增客货飞机将达19000架，低燃油可获飞机约12400架将要退役，由新飞机替代，全球新增宽体客货飞机市场需求约达9300架，按飞机数占同期新飞机总量30%。全球飞机数量有望增长1，其中，亚洲地区增长达35%。

据我国航空工业集团公司的预测，到2025年，我国航空运输飞机拥有量将达3900架，其中，2000架大型客机。    

我国航空制造业进入高速发展期，目前私家飞机以及民用航空与大飞机生产逐年增多，航空铝材近几年市场规模将越来越大。

全铝家居

随着社会的飞速发展，大众的生活水平一直在稳步提高，连带着大众的生活品质追求也日益攀升。最典型的就是家居装修的要求，与多年前相比已经是天差地别。人们的实现慢慢从传统装饰材料发生了改变，转而追求绿色、环保、快捷、时尚的装修材料。

这种境地之下，全铝家居的应运而生就让许多消费者眼前一亮，在如今快节奏的都市时代，全铝家居以其节能环保、经久耐用、防火防水、防蛀虫、防火防潮等优点完胜传统的装饰材料，受到了市场的热烈欢迎，得到了消费者的青睐和喜爱，在整个市场上的占有率也越来越高。

防洪神器

7月18日，“长江2020年第2号洪水”抵达三峡大坝，位于长江中下游的重点城市武汉市，作为连接汉江、洞庭湖、鄱阳湖水利调度的重要枢纽，承担着极大的防汛抗洪压力。7月17日，一道长858米、高2米的崭新铝合金拼装式防洪墙在武昌江滩月亮湾堤防投入使用，成为缓解武汉市抗洪压力的“防洪神器”。

这种新式的防洪墙不仅坚固安全，而且自带“高颜值”，成为江边的一道亮丽风景线，也被网友们亲切地称之为中国版“防洪神器”。据了解，该新式防洪墙广泛应用在了武汉的20多个闸口中。

据悉，该防洪墙挡板为6061 T6高强度铝型材，其强度高、韧性好、耐腐蚀，能够承受洪水长时间冲刷和高强度加压。每块挡板宽20cm、厚4cm，壁厚在9mm~19.5mm之间，长度可达3.6米。产品中间采用空腔设计，有效减轻了产品自重；表面采用电泳处理，挡板与挡板之间设有承接头，配备EPDM防水胶条，防水效果达99%以上。相比于传统的填土筑堤和钢筋混凝土防洪堤，铝合金防洪墙安装简单，2人1天就可铺装70米长，如果人员充足，几小时内就可将800多米的防洪墙拼装完毕，这在应对紧急汛情时有着极大优势。此外，铝合金防洪墙在非汛期还可拆除，方便市民观景、亲水，并最大限度地减轻对生态环境的影响。

目前，此类拼装式防洪墙已在欧洲得到普遍应用，在奥地利、德国、荷兰等国家的洪水期发挥了重要作用。当前使用的中国版铝合金防洪墙已经经过多年的实验、检测和实践检验，各项技术已趋于成熟，在自身稳定性、防水、安装和管护等方面均能满足防洪要求。

海洋平台

铝及铝合金有很多的优秀性能，是制造海洋结构和船舶舰艇的上乘材料，不予多述，在此仅说说它们的抗腐蚀性能。大多数人都认为，海水和海洋气候对大多数金属来说都是很强的腐蚀剂，所以铝及铝合金不宜于制造海洋结构，其实不然，有些铝合金不但是制造岸边、岸基设施与船舰上部、内部的好材料，也是制造舰船水下部分即船体的材料，早在上世纪30年代就有用铝合金制造船体的实例。

铝及铝合金上的氧化膜对其电极电位影响很大，4N铝在5.3%NaCl+0.3%H2O2溶液中对甘汞电极的电位为－0.87＋0.0lV，凡是对氧化膜有影响的因素都对电位有影响。因此，氧化膜对铝及铝合金的抗蚀性有着决定性的意义：凡是能改善氧化膜致密性、增加氧化膜厚度、提高氧化膜绝缘性能的因素都有助抗蚀性的提高。为此，在海洋环境中应用的一切铝材都必须经过适当的表面处理。

铝及铝合金在海水中的抗蚀性按递降次序排列如下：铝－镁合金(5xxx系)、铝(1xxx系)、铝－锰合金(3xxx系)、铝－镁－硅合金(6xxx系)、铝－锌－镁合金(7xxx系)、铝－硅合金(4xxx系)、铝－锌－铜－镁合金(7xxx系)、铝－铜-镁合金(2xxx系)及铝－铜合金(2xxx系)。因此，在选择海洋结构材料时，应首选5xxx系合金，同时，合金的镁含量宜≤5%,以便有良好的成形性能。

目前，中国正在大力发展海上风电与深远海养殖，应大力推广铝材在其装备中的应用。右图为福建福清兴化湾二期海上风电场和福建连江县苔菜镇海域的深远海养殖平台“福鲍一号”。福建福清兴化湾二期海上风电场已成功并网发电，装机容量10MW。据笔者匡算，它们的铝材用量可达25%～30%,但现在用量还相差较大，有待进一步推广。

桥梁建造

据海德鲁消息，最近由挪威多家机构联合完成的一项新的研究表明，在挪威新建的沿海公路建设中，铝将是一种成本低、气候适应性好的桥梁建造材料，是可以采用的钢材替代方案。

海德鲁和一个由著名结构工程师、商业专家和研究人员组成的外部团队调查研究了用铝代替传统钢材作为长吊桥梁建造材料的可行性和成本。海德鲁挤压解决方案市场经理Thomas B.Svendsen表示：“这项研究令人鼓舞，并有可能成为未来桥梁建设的一个样板，也成为各方合作开辟铝的新用途的范例。最重要的是，它将是世界上最长的铝制大桥，桥长1720米，其中，1250米的部分将使用铝材结构，对应铝的用量相当于8000至10000吨。”

挪威公共道路管理局（Norwegian Public Roads Administration）风险工程师DanielTran说：“铝桥梁有很多优点。铝桥不会腐蚀，因为铝的氧化层可以防止腐蚀。因此不需要刷漆。桥梁中的铝是可以完全回收的材料，回收率为100%。因此，选用铝材造桥是一个极佳的选择，既能满足气候适应性，又能降低成本。”拟建的Langenuen大桥是挪威最大的基础设施项目之一，是新的E39沿海公路线路的一部分，旨在通过用桥梁等方式替代渡轮，以提高出行效率和减少出行成本。

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