從交通用鋁看未來(lái)鋁業(yè)發(fā)展
近期中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布《貫徹落實(shí)國(guó)務(wù)院辦公廳42號(hào)文件的具體工作方案》報(bào)告，提出將重點(diǎn)擴(kuò)大鋁的應(yīng)用，將用三年時(shí)間擴(kuò)大600萬(wàn)噸鋁的應(yīng)用，其中交通用鋁是主要方向。
交通用鋁涵蓋范圍廣泛，不僅僅全鋁的乘用車，這只是其中很小的一塊。交通用鋁大體包括以下部分：航空、航天用鋁、軌道交通用鋁、 汽車用鋁、船舶用鋁。
航空航天用鋁
航空鋁材是一種超高強(qiáng)度變形鋁合金，目前廣泛應(yīng)用于航空工業(yè)。其具有較好的力學(xué)和加工性能，固溶處理后塑性好，熱處理強(qiáng)化效果好，一般在150℃(甚至更高)以下有高的強(qiáng)度，韌性好，是理想的結(jié)構(gòu)材料。此外航空鋁材質(zhì)量輕，輕量化效果顯著，已經(jīng)取代鋼材并占據(jù)當(dāng)前航空材料的主導(dǎo)地位。航空裝備對(duì)鋁材的要求較高，是鋁材的重要高端應(yīng)用市場(chǎng)。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：鋁合金由于其比強(qiáng)度高、成形和加工性能好的特點(diǎn)，還將是國(guó)內(nèi)研制大飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料。
應(yīng)用部位：翼面蒙皮、翼面長(zhǎng)桁、翼梁上下緣條、腹板、機(jī)身長(zhǎng)桁、座椅滑軌、龍骨梁、側(cè)框、機(jī)身蒙皮、機(jī)身下部壁板、主地板桁條等。
應(yīng)用比重：A380-800空客鋁合金材料占的比重最大，達(dá)到61%，A350-900XWB空客的鋁合金材料比重為20%，波音787-8空客的鋁合金材料占比為15%-20%。
軌道交通用鋁
在軌道交通主體機(jī)車及附屬設(shè)施建設(shè)中，需用一定量的鋁材。在所用的鋁材中，以擠壓鋁型材為主，約占總鋁材用量的76%，其他鋁材(板、箔、管、棒、鍛件、鑄件、復(fù)合材、泡沫材等)占24% 左右，鋁材除用于制造結(jié)構(gòu)件外，還用于制造功能構(gòu)件，如散熱系統(tǒng)用的鋁箔構(gòu)件、隔聲用的泡沫鋁板、裝潢用的鋁-塑復(fù)合板等。軌道車輛車體鋁材中，各種材料的比(以下比例指的是平均值)。
軌道交通主要包括高鐵和地鐵兩大類。
高鐵：中國(guó)軌道鋁合金車輛的批量生產(chǎn)始于2001年，目前90%的高鐵車輛都采用了鋁合金車體，鋁合金車體重量在8.5-10噸/輛，其中90%以上為鋁型材，其余為鋁板材，此外車輛內(nèi)飾每輛車大約用1000公斤鋁合金材料。
地鐵：地鐵占城市軌道交通比例 74% ，預(yù)期未來(lái)五年新建鋁城市軌道交通用鋁 23.9 萬(wàn)噸，車體大部件折舊替換約用鋁約 5 萬(wàn)噸 。 根據(jù)以上粗略估計(jì)，預(yù)期未來(lái)五年城市軌道交通用鋁需求到將達(dá)到39 萬(wàn)噸，2020年將達(dá)到 10.3 萬(wàn)噸。
汽車用鋁
汽車用鋁是交通用鋁的主耍消費(fèi)方向，我國(guó)平均每輛汽車用鋁量?jī)H105千克，歐美達(dá)140--150千克，預(yù)計(jì)我國(guó)汽車用鋁量將以毎年10%——12%的速度增長(zhǎng)。
輕量化需求
隨著環(huán)境污染和能源危機(jī)的日益加重，減輕車重、降低油耗成了汽車行業(yè)綠色發(fā)展的重要方向。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，乘用車的重量減輕10%，油耗將降低6%——8%?？梢?jiàn)，汽車輕量化具有重大的意義，不但能夠在一定程度上緩解能源危機(jī)，還能對(duì)環(huán)境污染的控制做出貢獻(xiàn)。
鋁合金在汽車上的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)輕量化的重要途徑之一。
在汽車內(nèi)外板上用鋁合金板代替鋼板可使車身減重約40%-50%；如采用鋁合金覆蓋件整車減重10%-15%，可見(jiàn)采用鋁合金車身板的減重效果十分顯著。
鋁合金在汽車上應(yīng)用：
車身
車身質(zhì)量約占汽車總質(zhì)量的30%以上，減輕車身的質(zhì)量對(duì)汽車輕量化具有很大的意義，近年來(lái)各大廠商推出的概念車，在車身結(jié)構(gòu)上大多采用以鋁型材為主的無(wú)骨架式結(jié)構(gòu)或空間框架式結(jié)構(gòu)。
底盤和車輪
目前，汽車底盤也廣泛使用鋁合金材料，如離合器殼、離合器分離圓盤、變速器殼、變速器換擋撥叉、車橋、轉(zhuǎn)向器殼、制動(dòng)鼓、制動(dòng)器活塞和控制缸等。
發(fā)動(dòng)機(jī)
很多汽車公司都在發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞、散熱器、油底殼、氣缸體和氣缸蓋、曲軸箱、連桿、濾清器等部件上采用鋁合金材料。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：
1. 密度小，質(zhì)量輕，能夠大大減輕汽車質(zhì)量，降低油耗，改善汽車操作性
2. 具有良好的環(huán)保特性，低能耗，循環(huán)利用率高
3. 惰性材料，具有良好的抗腐蝕性
船舶用鋁
工業(yè)鋁型材用于造船業(yè)已有近百年的歷史。隨著國(guó)內(nèi)外造船業(yè)的高速發(fā)展，船舶的輕量化正日益被重視。由于鋁的密度低，強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)，十分適合海洋的惡劣使用環(huán)境。鋁的加工成本較低，因而使用鋁材制造船舶更具有經(jīng)濟(jì)性。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：
1.優(yōu)良的焊接性能，工業(yè)鋁型材具有良好的焊接抗裂性，且焊后焊接接頭性能相差不大，因而十分利于造船焊接使用。
2.優(yōu)異的耐腐蝕性能，氧化鋁薄膜及陽(yáng)極氧化技術(shù)，工業(yè)鋁型材在海水中能保持一種非常穩(wěn)定的形態(tài)。
3.密度低，輕盈，有利于船舶的最高速度提升以及燃油經(jīng)濟(jì)性，從而在同等油量下獲得更長(zhǎng)的續(xù)航里程。
應(yīng)用場(chǎng)所：
1.航空母艦，工業(yè)鋁型材在航空母艦上的應(yīng)用部分，大到部分起飛和降落甲板，小到一些艙室裝飾和廚房設(shè)備。保守估計(jì)國(guó)外每艘航空母艦的工業(yè)鋁型材用量大概在1000噸左右，并早在1961年服役的美國(guó)“企業(yè)”號(hào)航空母艦上便有采用。
2.快艇及高速船。這類船只對(duì)速度有著較高要求，在動(dòng)力保持原有條件的情況下，減輕重量無(wú)疑對(duì)速度提升有巨大幫助。
3.工作船。鋁制船身不需太多的維護(hù)。經(jīng)久耐用且行駛速度較快，令海洋業(yè)從業(yè)者更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠地使用船只，并提高工作效率。
4.LNG貨船。LNG在運(yùn)輸過(guò)程中需要低溫冷藏保持液化。因此對(duì)LNG罐體材質(zhì)要求頗高。工業(yè)鋁型材作為L(zhǎng)NG罐體，在低溫條件表現(xiàn)良好的同時(shí)，又具備較輕的質(zhì)量和優(yōu)秀的耐海水蝕。