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海洋材料（20）：舰船铝合金列传（二）

【铝道】Al-Mg-Si系合金即6XXX系合金由于在海水中会发生晶间腐蚀，所以主要用于舰船的上层建筑，日本多用6N01-T5材料（牌号中的N代表日本，是Nippon的缩写），而美国及欧洲则主要用6061-T6合金大型薄壁型材，中国这两种合金都用。

在舾铝合金中，经阳极氧化处理的6063-T5合金挤压型材主要用于框架结构，欧洲造船业则多用6082-T5合金，这两种合金既有极好的可挤压性能，又有极佳的阳极氧化性能，还可以在积压生产线上淬水，这对提高生产效率与降低生产成本大为有利。H14、H24的工业纯铝及3203合金等板材主要用于舱室内壁等内装结构，铸造性能优良的AC4A和AC4C合金铸件主要用于舾装件。AC7A合金具有很强的抗腐蚀性能，可推广在舰船中的应用，不过其缺点是，铸造性能不尽人意。锻件成本高，在舰船上的应用不多。

中强Al-Zn-Mg系合金热处理后的强度和工艺性能比Al-Mg系合金的优越，并且可焊性能好，还有相当强的抗腐蚀性，对造船业移动支架也有很大的吸引力。例如舰船的上层建筑可以用7004合金和7005合将工业控制计算机与组态软件技术、络技术紧密结合；并采取1体化的结构设计金制造（表1），装甲板可用7039合金。此外该系合金可以用于制造涡轮、引导装置、容器顶板和侧板等。但是，无铜Al-Zn-Mg系合金的缺点是对应力腐蚀开裂相当敏感，而且焊缝的应力腐蚀开裂、剥落腐蚀和存放裂纹的敏感性也是相当大的。

这3个7XXX系合金都是美国原创的合金，分别于1964年及1962年（7005及7039）在美国铝业协会公司注册。7004年合金于2005年派生出7204合机械设备金，是日本神户钢铁公司新实验中心的主要关注点石家庄时轻量化混合材料部件的全部价值链研发的，与原型合金不同的是，它的成分普遍高了一些，因而其力学性能也略高一些，其他的性能相同，它的成分（质量%）：Si0.30，Fe0.35，Cu0.20，Mn0.20~0.7，Mg1.0~2.0，Cr0.30，Zn4.0~5.0，Ti020，Zr0.25，其他杂志单个0.05，总计0.15，其余为Al。

Al-Zn-Mg系合金有良好的可焊接性能，用他们制造舰船结构域上层建筑时，较好采用摩擦搅拌焊（FSW）这是一种先进的非熔化焊接工艺，是一种绿色焊接法，既不排放室温气体，又无粉尘纷飞。Pellethane TPU——医械制造中PVC的最好替换品它是英国焊接研究所（TWI）与1992年取得专利，1999年挪威萨帕铝业公司（SAPA，2013年改为格朗吉斯铝业公司Granges）首次进行了商业生产，现在此法已成为铝及铝合金较先进的连接工艺，也可以焊接刀板镁、铜、钢等金属，中国已完全掌握了此项技术及其成型套设备制造。在当前中国对FSW有两种译法，一种为摩擦搅拌焊，另一种为搅拌摩擦焊，前者是对的，后者是错的，无论从英语语法习惯来说，还是从其工作原理来说，译为 搅拌摩擦焊 都是错误的，遗憾的是中国当前在90%以上的场合都用 搅拌摩擦焊 。希望今后能改过来，至少在正式出版物中不要再用 搅拌摩擦焊 这一错误的技术术语。

摩擦搅拌焊的焊缝组织为塑性流变形的，其性能与母材的几乎完全相当，可以焊接150mm厚的工件，不但可以进行直线焊，还钢坯市场成交顺畅可以在计算机的引导下进行智能焊接，焊缝无余高。