海洋材料：舰船铝合金列传

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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合金，是日本神户钢铁公司研发的，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，最好采用摩擦搅拌焊（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。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最先进的连接工艺，也可以焊接镁、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，还可以在计算机的引导下进行智能焊接，焊缝无余高。

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