航天航空“铝” 剖析航空铝合金发展阶段
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在航空运输日益发达的今天，人们对飞行已经相当熟悉：伴随着发动机振耳的轰鸣声，飞机腾空而起，起落架随之缓缓收入舱内，飞机经过短暂的爬升后迅速消失在地平线上……所有这些，依赖的是高效的机体结构、强劲的发动机、强壮的起落架、先进的系统等，而构成这一切零部件基础的主要是航空金属材料。
铝作为“年轻的金属”被广泛应用于航空、航天、兵器、核工业、高速列车等领域，作为构成飞机的主要机体材料之一，在航空制造中具有非常重要的地位。
1903年，美国莱特兄弟发明了世界上第一架飞机，所选用的材料是木材和帆布，飞行速度只有每小时16公里，和骑自行车的速度相差无几。
1911年，铝合金研制成功，并很快取代了木材和帆布，成为制造飞机的主要材料。从木布结构过渡到金属结构，飞机的速度和其他性能实现了一次飞跃。
到1939年，螺旋桨飞机创造的最高时速已达755公里，仅36年的时间，飞机的飞行速度提高了47倍。如今，在飞机所使用的金属材料中，铝合金仍占有重要地位。 航空用铝合金密度低、耐腐蚀性能好，且具有较高的比强度、比刚度，容易加工成型，有足够的使用经验，这些优点使其成为飞机结构的理想材料。
从诞生以来，铝合金随着飞机设计的要求而不断发展，其性能也日益强大。从早期的7075-T6铝合金到经过不断探索，研究人员突破了过时效热处理问题，研制出第二代耐腐蚀铝合金，有效提升了飞机的安全水平。 如今，航空铝合金的发展已经进入第六阶段。
2005年4月27日，世界上最大的宽体客机空客A380在图卢兹机场成功首飞。正是采用了新型合金7040-T7651，用于飞机外翼的前梁和中央翼梁，这种合金具有高静强度、高韧性、低残余应力和良好的延展性、机械加工性等特点。
而用于整体结构的新型铝合金7085大型锻件，其截面厚度可达300毫米。用7085锻件制造的应急舱门，零件数量从147个减至40个，紧固件由1400个减至450个，重量减轻了20%，成本降低了20%-25%，承载能力和疲劳寿命也得到了显著提高。
伴随着航空金属材料的不断发展，飞机金属加工工艺也在迅速发展，如大型壁板时效成型技术、大型模锻件制造、3D打印技术、先进胶结技术、先进焊接技术等。 在飞机设计时，利用综合材料优势，扬长避短，物尽其用，最大限度地发挥材料的性能，真正实现飞机结构的安全、高效，达到减少重量、降低制造和运营成本的目的。
2011年，我国第一条与国家大飞机等项目配套的铝合金厚板生产线建成投产，使我国成为继美国、日本、德国和俄罗斯之后，又一个能够实现铝合金厚板规模化生产的国家。飞机制造业对铝材的需求主要体现在铝合金厚板上，特别是热处理可强化铝合金厚板。航空级铝合金厚板大部分都是用可热处理强化铝合金轧制的，而可热处理强化铝合金厚板是一类高技术高附加值产品。
为提升航空急需铝合金材料的保障能力，在航空领域抢占先机，则要构建自主创新的材料体系和装备技术体系，有针对性地解决材料研发中的难题，进一步提升新材料研发水平。
相关资料统计分析，当今世界主要的民机，铝材用量均在70%以上，其中应用最多的是Al-Cu系合金（2xxx）及Al-Zn-Mg系合金（7xxx）系列铝合金，主要用于飞机蒙皮、框梁、壁板、油箱等。
复合材料虽能显著减轻飞行器重量，但制造成本昂贵、后期维护难度大、湿热性差，而铝材在多年的应用中积累了足够的实践经验，其性能特点得到了充分的验证。虽然航空用铝材受到来自复合材料与钛材等的替代竞争，但在可预见的相当长时期内仍是一种不可或缺的材料，特别是在支线飞机制造中，铝材用量将占其用材总量的80%以上。
随着飞机速度、寿命、绿色环保等要求的不断提升，航空工业需要更高比强度、高比刚度、高韧性、高耐热、高疲劳寿命、高耐腐蚀性、高损伤容限、易加工的新型合金材料。
现阶段新型铝锂合金应用也逐渐增多。对于铝合金来说，锂元素是降低密度和提高比刚度的最佳元素。空客A350创新性的采用了铝锂合金制造机身蒙皮与地板结构，用量达到机身重量的22%；A380机身蒙皮、地板梁、机翼前后缘均使用了铝锂合金；庞巴迪C系飞机中，先进铝锂合金材料部件已经占到飞机材料总量的20%。在国内，大型客机C919的机身等直部段，是民用飞机生产中首次使用铝锂合金。
未来，随着航空航天用铝材朝高强高韧、耐损伤、抗疲劳、低密度化、可焊接、较强热稳定性等方向发展，国产铝必将紧跟新型铝合金材料需求的步伐，在原来的基础上不断改进，降低生产成本，提高可成形性与使用性能，加速研发高纯度、高均匀度、超细化的铝合金，低内应力铝材厚板，并提高厚板的整体制造能力，提升铝材切削性和磨削性，时效成形及超塑成形的工艺适应性，可焊接性，研究新型铝材热处理技术，是铝合金材料及制造技术研究、发展的难点和重点。
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