铝合金大家都不会陌生，因为其价格便宜、美观耐用，已经广泛应用到了各行各业。有一类铝合金因广泛在航空航天领域应用，而备受关注，这类铝合金叫铝锂合金。

对于航空航天来说，节约质量就是大幅度节约成本，很难想象天上飞的大飞机用钢铁来制造会怎样。为了降低飞机和火箭自身的重量，科研人员一直都在制造材料上下功夫，希望找到一种又轻便又结实的材料。之前我们也介绍过碳纤维复合材料来造飞机或者造火箭。其实除了碳纤维复合材料以外，航空航天领域应用非常广泛的一种材料就是铝锂合金。中国的大飞机C919大部分结构材料使用的就是铝锂合金。下面我们简单介绍一下铝锂合金。

铝锂合金是新型轻量化结构材料

铝锂合金，是向铝金属中添加锂制成的合金，具有密度小、比强度高、弹性模量高的优点，是一种新型轻量化结构材料。铝锂合金在航空航天产业中具有广阔应用前景，并且在武 器装备、舰船等领域也有潜在应用空间，产品综合性能优异且附加值高，可以在保证结构件力学性能的同时降低其重量，还能够提升生产企业盈利能力。

向铝金属中添加锂，可降低铝的密度并提高其弹性模量，每添加1%的锂，铝合金密度下降3%，而弹性模量上升6%，一般情况下，锂添加量在0.5%-6.5%之间；通过淬火、挤压成型可提高铝锂合金强度，提升约6%，其强度高于铝镁合金；铝锂合金成本仅有碳纤维增强塑料的1/10。铝锂合金重量得到下降、力学性能得到提升，并具有价格优势，因此成为最受关注的轻量化结构材料之一，是近年来航空航天材料中发展最为迅速的产品之一。

铝锂合金的诞生与发展

最早的含锂铝合金诞生于1924年，锂元素添加量只有0.1%，当初也没有发现这种材料的特殊性能，所以并没有引起重视，也没有把铝锂合金当做重点的研究方向进一步深入。直到20世纪50年代，美国和苏联先后研发出了真正意义上的第一代铝锂合金。第一代铝锂合金的主要特征就是密度低，可以降低飞机制造材料的质量，进一步可以帮助飞机节省燃料，降低飞机运营成本。美苏先后把铝锂合金应用到了飞机部件的制造上，取得了不错的经济效益。因此，铝锂合金引起了各国的重视，成为大家重点研发的一种重要航空航天材料。

但是，第一代铝锂合金延展性差不容易加工、容易断裂且断裂后容易被腐蚀等等，这些缺点决定着铝锂合金并不能很好的适应航空航天的应用。就拿飞机来说，如果结构材料很容易损坏或者很容易腐蚀的话，就会给飞机带来很大的安全隐患。

到了20世纪60年代，国际市场上油 价飙升，催生了第二代铝锂合金。只要能降低飞机质量，就能节省燃油损耗，从而节约运营高成本。所以，第二代铝锂合金主要还是以降低密度为主要抓手，提高铝锂合金中的锂元素含量，往往会添加超过2%的锂元素。第二代铝锂合金相对于传统铝合金可以降低8%-10%的质量。但也正是因为锂元素含量高，给铝锂合金带来了一定的不稳定因素。第二代铝锂合金热稳定性比较差，加工性能和易断裂的性能没有很好的改善，同时还存在着各向异性，也就是不同方向结构强度之类的指标不一样，给材料实际应用带来很多困难。

真正意义上铝锂合金时代的到来，还是从20世纪90年代 开始的，到这个时期，人类对铝锂合金的认识已经到了一个新的台阶，不再追求整体性能的提高，而是根据不同用途，研究不同性能的铝锂合金。第三代铝锂合金根据不同用途衍生除了很多不同牌号的铝锂合金产品，满足了各种不同领域的需求。

第三代铝锂合金从一定程度上解决了第一代铝锂合金和第二代铝锂合金的遗留问题。通过降低锂元素的添加量确保材料稳定性，并进一步改进配方使用一些特殊性能的元素，真正意义上让铝锂合金实现了密度小、结构强度大、易加工、耐腐蚀等一系列优秀性能。铝锂合金也正式得到了航空航天产业的认可，在飞机和火箭上的应用比例越来越高。第二代铝锂合金主要应用到一些运输机和直升机上，而到了第三代铝锂合金这里，民用航空大飞机也开始大规模使用了，大飞机的蒙皮、横梁等重要结构部件都用上了特定性能的铝锂合金。第三代铝锂合金的使用，不仅仅是从材料密度上实现了降低，而且大幅度提升了材料强度，真正意义上给飞机来了轻便又安全的机身。

铝锂合金与中国航空航天进步的秘密

大家对于我国研发的C-919干线喷气客机一定不陌生。它不仅是我国迈向航空强国的重要里程碑，更是展现了我们国家在航空航天领域取得的长足进步。然而，在这款飞机的研制过程中，有一种材料备受关注，那就是铝锂合金。

作为C-919的关键材料之一，铝锂合金不仅在飞机结构中发挥了重要作用，同时也被广泛应用于我国的歼-16和歼-20等战斗机上。

为降低能源消耗、实现节能减排，飞机轻量化发展已成趋势，轻量化结构材料需求不断增长，铝锂合金在欧美生产的新型飞机上已经得到应用，例如空客A380、波音787等。铝锂合金技术还在不断进步，目前最新一代产品是第四代产品，前两代产品性能存在不足之处，应用受到限制，第三代产品综合性能优、性价比高，20世纪90年代以来得到广泛应用，第四代产品正在研制过程中。

21世纪以来，我国航空航天产业发展迅速，国产大飞机C919进入商业化发展阶段，为满足市场需求，我国铝锂合金研发速度不断加快。20世纪70年代以来，我国中南大学、中国航发航材院（621所）、航天材料及工艺研究所（703所）、西南铝业、轻研合金等科研院校及企业纷纷开展铝锂合金技术研究，目前已经取得了巨大进步。但我国铝锂合金生产实力依然不足，与美国相比存在较大差距，C919所需铝锂合金主要从美国奥科宁克进口。

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