由鋁板應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢(shì)看鎂板發(fā)展前景

　鎂合金板帶材目前成為國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)研制、開發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)的熱點(diǎn)。對(duì)比同為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料且力學(xué)性能相近的鋁板帶材，鎂合金板帶材目前的生產(chǎn)應(yīng)用同其還存在著非常大的差距。本文通過對(duì)目前鋁板帶應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用特點(diǎn)、應(yīng)用量、應(yīng)用趨勢(shì)的論述和總結(jié)，分析了鎂合金板帶特有應(yīng)用和在航空航天、交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)︿X板帶材進(jìn)行金屬替代應(yīng)用的前景。

　　鎂、鋁、鈦及其合金同為力學(xué)性能優(yōu)良的輕金屬或輕合金結(jié)構(gòu)材料，這其中，鎂和鋁的金屬特性和應(yīng)用特點(diǎn)更為接近。

　　2015年，我國(guó)原鋁產(chǎn)量超過了3000萬t，鋁生產(chǎn)和加工企業(yè)的利潤(rùn)為540億元（利潤(rùn)位居有色金屬第一位，比排名第二位金屬銅的利潤(rùn)高65億元），利潤(rùn)同比增長(zhǎng)了22%（除金屬銀的利潤(rùn)同比增長(zhǎng)1.6%外，其它金屬均出現(xiàn)不同程度的下降）。其中，鋁板帶材的產(chǎn)量達(dá)到了千萬噸的級(jí)別，而現(xiàn)代化、專業(yè)化的鋁板帶材生產(chǎn)企業(yè)多達(dá)400家。近年來，鋁板帶材的產(chǎn)量占原鋁產(chǎn)量的比例一直維持在20%~30%。

　　而在同期，國(guó)內(nèi)原鎂產(chǎn)量約80萬t，鎂生產(chǎn)和加工企業(yè)的利潤(rùn)約12億元（總利潤(rùn)排在鋁、銅、鉛鋅、鎢鉬、稀土、銀之后，銻、鎳、鈷、錫之前），利潤(rùn)同2014年相比下降約30%。鎂合金板材的產(chǎn)量?jī)H為千t的級(jí)別，而現(xiàn)代化、專業(yè)化的鎂合金板材生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量非常少，多為鈦、鋁板帶加工企業(yè)輔助性進(jìn)行生產(chǎn)或帶料加工，有的鎂合金板帶企業(yè)還停留在產(chǎn)業(yè)化開發(fā)或工業(yè)化試生產(chǎn)階段，國(guó)內(nèi)還沒有國(guó)有大型的專業(yè)化鎂合金板帶生產(chǎn)企業(yè)。鎂合金板帶材的產(chǎn)量占原鎂產(chǎn)量的比例不到1%，前些年甚至低至0.1%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋁板帶占原鋁20%~30%的比例。

　　由以上數(shù)據(jù)可知，國(guó)內(nèi)原鎂、鎂合金板帶（下文簡(jiǎn)稱“鎂板”）的產(chǎn)量同原鋁、鋁及鋁合金板帶箔（下文簡(jiǎn)稱“鋁板”）的產(chǎn)量存在著非常大的差距，這些差距同時(shí)也體現(xiàn)在合金品種、產(chǎn)品規(guī)格和質(zhì)量、生產(chǎn)企業(yè)的狀況、生產(chǎn)集中度、專業(yè)化生產(chǎn)程度和加工設(shè)備的裝機(jī)水平、利潤(rùn)水平、利潤(rùn)增長(zhǎng)率等方面。

　　以上差距的存在，除金屬自身性質(zhì)和加工性能原因外，還與產(chǎn)品的推廣應(yīng)用程度、用戶使用習(xí)慣、國(guó)家相關(guān)政策等息息相關(guān)。例如：在國(guó)家安監(jiān)總局2015版的《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄》中，將含鎂＞50%的鎂合金（片狀、帶狀或條狀）包含在內(nèi)，并將其歸為“易燃固體、遇水放出易燃?xì)怏w的物質(zhì)和混合物。由于歸類為危險(xiǎn)化學(xué)品和易燃固體，這就給鎂薄板或帶材的生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、廠房設(shè)計(jì)、加工設(shè)備設(shè)計(jì)、產(chǎn)品及中間制品的生產(chǎn)、存放和運(yùn)輸?shù)葞砹艘欢ǖ睦щy，提高了鎂薄板或帶材的生產(chǎn)成本，加大了其市場(chǎng)推廣應(yīng)用難度。

　　但是，可以預(yù)見的是，隨著生產(chǎn)工藝技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品質(zhì)量和性價(jià)比的不斷提高、以航空航天和交通運(yùn)輸?shù)雀叨祟I(lǐng)域?yàn)榇淼牟牧陷p量化的實(shí)際需求尤其是“中國(guó)制造2025”規(guī)劃的實(shí)施，鎂合金板材尤其是大規(guī)格的鎂合金寬幅中厚板一定會(huì)發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)，在即將到來的“十三五”期間實(shí)現(xiàn)其特有應(yīng)用和規(guī)?；牧咸娲?/span>

　　1  航空航天領(lǐng)域

　　1.1  鋁板的生產(chǎn)和應(yīng)用情況

　　目前，在世界范圍內(nèi)，航空航天領(lǐng)域的總用鋁量?jī)H占鋁板總消費(fèi)量的5%左右，但由于鋁板的消費(fèi)量大，而且航空航天領(lǐng)域所使用的鋁板技術(shù)含量高、利潤(rùn)附加值高，因而成為世界范圍內(nèi)各鋁板企業(yè)開發(fā)和生產(chǎn)的熱點(diǎn)產(chǎn)品。

　　在以往，由于航空航天工業(yè)用材研制開發(fā)的落后，中國(guó)國(guó)內(nèi)的飛機(jī)制造所用的鋁板多為進(jìn)口。例如：ARJ21支線客機(jī)板材是從美鋁或愛勵(lì)鋁業(yè)公司科布倫茨軋制廠進(jìn)口。

　　中鋁西南鋁和中鋁東輕公司是國(guó)內(nèi)較早進(jìn)行航空航天領(lǐng)域用鋁板開發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)。目前，山東南山鋁業(yè)、廣西南南鋁業(yè)等公司也開始進(jìn)入航空航天用鋁板的開發(fā)和生產(chǎn)。國(guó)產(chǎn)C919大飛機(jī)項(xiàng)目批量使用了中鋁西南鋁的鋁中厚板材（提供鋁材達(dá)到千噸級(jí)別），產(chǎn)品種類主要為7系鋁合金（7系鋁合金添加的合金元素以鋅為主，同時(shí)含有少量的鎂、銅等金屬。

　　航空航天領(lǐng)域?qū)︿X板的要求不僅體現(xiàn)在高冶金質(zhì)量、高性能的技術(shù)指標(biāo)以及規(guī)格多、尺寸復(fù)雜等特點(diǎn)，其組織、性能、表面精度尤其是對(duì)外在體現(xiàn)的強(qiáng)度、塑性、耐腐蝕性和抗疲勞度的要求也極其嚴(yán)格。7005和7075是航空航天領(lǐng)域用7系鋁合金中檔次最高的產(chǎn)品，可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。例如，  7075鋁板，其強(qiáng)度高（高溫強(qiáng)度和低溫強(qiáng)度優(yōu)于其他鋁合金），固溶處理后其塑性較好，因而具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。7075鋁板主要用于制造強(qiáng)度高、抗腐蝕性能強(qiáng)的高應(yīng)力飛機(jī)結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)的上、下翼面壁板，桁條等。

　　某企業(yè)生產(chǎn)規(guī)格為20×1200×3000mm、狀態(tài)為T7651的7075航空用預(yù)拉伸厚板的生產(chǎn)工藝流程如下：煤氣爐內(nèi)700~750℃熔煉→705~715℃溫度下以55~60mm/min的速度進(jìn)行半連續(xù)鑄造→450~460℃溫度下進(jìn)行41h的電阻爐內(nèi)均勻化處理→圓盤鋸切規(guī)格為300×1280×1200mm的鑄塊→銑床進(jìn)行每面15mm深度的表面銑削→航空用油清洗鑄錠表面→加熱爐內(nèi)370~410℃溫度下4~8h的加熱→Φ700/Φ1250×2000mm四輥可逆熱軋機(jī)在開軋400℃、終軋350℃溫度下軋制29個(gè)道次至20.5mm厚度→重型液壓剪剪切長(zhǎng)度3800mm→鹽浴爐內(nèi)500℃溫度下70min淬火處理→11輥厚板矯直機(jī)矯直→45MN預(yù)拉伸機(jī)進(jìn)行1.5%~2%量的預(yù)拉伸→箱式時(shí)效爐內(nèi)雙極人工時(shí)效（一級(jí)時(shí)效115~125℃/5h，二級(jí)時(shí)效160~170℃/18h）→鋸切取樣及成品鋸切→檢驗(yàn)臺(tái)尺寸規(guī)格和表面質(zhì)量檢驗(yàn)→人工墊紙和木箱包裝。

　　截至2015年，全球航空鋁板生產(chǎn)企業(yè)達(dá)30多家，總生產(chǎn)能力為197萬t。美國(guó)鋁業(yè)公司的航空航天鋁材供應(yīng)量占全球總供應(yīng)量的35％以上，Davenport軋制廠是北美唯一的能為民用及軍用飛機(jī)提供鋁合金厚板的廠家，也是世界上最大的航空航天、艦船等用鋁板材的生產(chǎn)企業(yè)。

　　據(jù)預(yù)測(cè)，2015~2020年，世界經(jīng)濟(jì)將以每年3%的速度增長(zhǎng)。在此期間，飛機(jī)乘客將每年增長(zhǎng)2.5%，全球?qū)⑿略黾s1.5萬架客機(jī)，使客機(jī)總數(shù)達(dá)到3.5架。中國(guó)航空業(yè)的發(fā)展將領(lǐng)先世界，以每年8.1%的速度發(fā)展，高于拉丁美洲（7.6%）和太平洋地區(qū)（6.1%）。預(yù)計(jì)2015～2020年中國(guó)航空客運(yùn)周轉(zhuǎn)量的年均增長(zhǎng)率為7.8%。中國(guó)將在未來10~20年內(nèi)新增5000余架客機(jī)和3000架直升機(jī)，成為僅次于美國(guó)的全球第二大市場(chǎng)。

　　由于未來中國(guó)及世界航空市場(chǎng)將有很大的發(fā)展，相應(yīng)對(duì)鋁板材的需求量前景非常廣闊。目前全球航空航天鋁合金板用量估計(jì)在78萬t，預(yù)測(cè)到2020年全球航空用鋁板將達(dá)到100萬t。2015年，中國(guó)國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域用鋁中厚板約5萬t，如果按15%增長(zhǎng)率計(jì)算，到2020年國(guó)內(nèi)航空航天鋁板需求量約10萬t。

　　近年來，鋁鋰合金由于具有密度低、性能好的特點(diǎn)，在軍用飛機(jī)、民用客機(jī)和直升飛機(jī)上使用或試用，主要用于機(jī)身框架、襟翼翼肋，垂直安定面、整流罩、進(jìn)氣道唇口、艙門、燃油箱等等。米格-29使用鋁鋰合金用量達(dá)3.8t。C-17運(yùn)輸機(jī)使用鋁鋰合金板材和擠壓型材制造貨艙的地板梁、襟翼副翼蒙皮等結(jié)構(gòu)，用量為2.8t。法國(guó)幻影戰(zhàn)斗機(jī)上也大量使用鋁鋰合金，其成本低于熱固塑料和金屬基復(fù)合材料。而目前我國(guó)鋁鋰合金用材尚處于研究階段，只有一些大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化工業(yè)開發(fā)。

　　圖1所示為空客A380客機(jī)主要結(jié)構(gòu)件對(duì)選材材質(zhì)的性能要求。目前，A380主要結(jié)構(gòu)件中61%為鋁材，22%為復(fù)合材料，10%為鈦材（及鋼材），3%為金屬和纖維材料經(jīng)層壓制造而成的Glare材料，2%為涂層等保護(hù)材料，2%為其它材料。

　　圖1  空客A380主要結(jié)構(gòu)件對(duì)力學(xué)性能要求

　　1.2  鎂板的生產(chǎn)應(yīng)用和替代分析

　　2015年，國(guó)內(nèi)鎂板生產(chǎn)線總產(chǎn)能超過了15000t，實(shí)際產(chǎn)量約3000~5000t，而以熱軋開坯軋制方式生產(chǎn)的鎂板約600t。在600t軋制產(chǎn)品板材中，應(yīng)用在航空航天的中厚鎂板（厚度大于4~6mm）產(chǎn)品占到了70%以上。

　　目前，鎂板尤其是寬幅中厚板在航空航天的具體應(yīng)用為：6~100mm厚度的鎂板主要用于制造衛(wèi)星和登月飛船底座、導(dǎo)彈和火箭的儀表艙壁板、導(dǎo)彈和飛機(jī)的尾翼、戰(zhàn)斗機(jī)副油箱及襯板以及其它結(jié)構(gòu)零部件；3~6mm厚度的中板可用于生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、減速器、箱體等部件的外殼或箱蓋，以及支架、門殼體、助推系統(tǒng)等飛機(jī)機(jī)身零部件。

　　值得一提的是，航空航天用鎂板尤其是寬幅中厚鎂板不僅其技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)附加值高，而且由于其只能用熱軋開坯方式進(jìn)行生產(chǎn)（來保證其良好的組織和力學(xué)性能），而熱軋開坯方式生產(chǎn)鎂板為傳統(tǒng)的、技術(shù)成熟可靠的生產(chǎn)工藝。這也從工藝設(shè)備上規(guī)避了目前如鑄軋、帶式法等不成熟工藝技術(shù)生產(chǎn)鎂板帶的難題。

　　中鋁洛銅鋁鎂板帶分廠在超過1萬t的鎂板總產(chǎn)量中，也是以航空航天用中厚鎂板為主。而聞喜銀光、華陵鎂業(yè)、西部鈦業(yè)、寶雞鈦業(yè)等公司也利用寬厚板熱軋機(jī)生產(chǎn)了一定量的航空航天用寬幅中厚鎂板。

　　某企業(yè)航空航天用鎂中厚板的成熟工藝技術(shù)流程如下：加熱→熱軋（少量產(chǎn)品需二次熱軋）→矯直→成品退火（部分產(chǎn)品選用）→成品鋸切→成品檢驗(yàn)→涂油包裝。以上鎂中厚板流程相對(duì)鎂薄板生產(chǎn)來說，工藝流程簡(jiǎn)單、技術(shù)參數(shù)易固化、流程短、設(shè)備可靠。

　　中色科技股份有限公司（原洛陽(yáng)有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院）設(shè)計(jì)的某項(xiàng)目航空航天用鎂寬幅中厚板的工序流程及參數(shù)見表1。

　　目前，國(guó)內(nèi)熱溫軋鎂板應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域每年不足500t，如果按照國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度約7%考慮，至2020年僅為1000t的級(jí)別，該預(yù)測(cè)增長(zhǎng)率下的需求量明顯不足。因而，在提高預(yù)測(cè)增長(zhǎng)率的同時(shí)，也必須考慮對(duì)應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域鋁板（及少量鈦板）的金屬代替。

　　2015年，國(guó)內(nèi)航空航天用鋁中厚板約5萬t/a，按10%的金屬替代率，該領(lǐng)域?qū)︽V板的需求量可達(dá)5000t/a，航空航天一個(gè)領(lǐng)域?qū)︽V板的需求量已經(jīng)超過2015年所有工藝技術(shù)（含熱軋、溫軋、冷軋、擠壓、直接鑄造、壓鑄、鑄軋、金屬?gòu)?fù)合等）所生產(chǎn)的鎂板量。再過5年，即至2020年，航空航天用鎂的預(yù)測(cè)需求量將達(dá)到10000t/a。另外，如果按金屬常規(guī)預(yù)測(cè)替代率即30%考慮，2020年航空航天這一個(gè)領(lǐng)域的鎂板需求量即達(dá)到30000t/a，這對(duì)于金屬鎂行業(yè)的發(fā)展、國(guó)內(nèi)鎂合金板材的生產(chǎn)和應(yīng)用都將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)和促進(jìn)作用。

　　同時(shí)，應(yīng)針對(duì)材料自身和加工使用特性，在航空航天領(lǐng)域開發(fā)和規(guī)?；褂面V-鋁軋制復(fù)合板（包括內(nèi)部鎂合金、外部為鋁的復(fù)合鑄造形成鑄錠直接進(jìn)行熱軋的板材）、鎂-鈦軋制復(fù)合板，以及推動(dòng)航空航天領(lǐng)域?qū)Ｓ面V鋰合金板的試驗(yàn)化開發(fā)和應(yīng)用。

　　　2  汽車等交通運(yùn)輸領(lǐng)域

　　2.1  鋁板的生產(chǎn)和應(yīng)用情況

　　2015年，我國(guó)交通運(yùn)輸領(lǐng)域鋁需求量超過了500萬t，占中國(guó)總體鋁消費(fèi)量的15%以上。預(yù)計(jì)未來幾年，交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)︿X消費(fèi)量的增長(zhǎng)率將會(huì)在12%左右。

　　鋁板在交通運(yùn)輸上的應(yīng)用具體包括：轎車覆蓋件、車門、車頂外板、車身側(cè)板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋、擋泥板；熱交換器；汽車和鐵路貨車的車廂板；集裝箱的壁板和頂板；船只甲板、船艙和外側(cè)板，等。

　　（1）貨車車廂板

　　自卸汽車的車身一般使用3~6mm厚的5A03和5A05合金板焊接而成，為增加車身的耐磨性，往往使用鋼板做內(nèi)襯。車的側(cè)板厚9~10mm，底板厚12~18mm。

　　日本貨車車廂基本全部鋁化，貨車車廂板為復(fù)合結(jié)構(gòu)，外層為1~2mm厚的鋁板，中間為填充材料，內(nèi)層為鋁板或鋼板。美國(guó)為半掛廂式車開發(fā)出鋁合金車身側(cè)板和車身內(nèi)板，由4～5mm厚的5052鋁板制成。

　　目前我國(guó)半掛車約300萬輛，雖然占汽車總保有量的比例并不高，但其燃油消耗量卻占到汽車總消耗量（1.38億t）的25%以上。以目前較為常用的重型掛車為例，百公里耗油40~60L。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，車輛自重每減少10%，可節(jié)省燃油6%~8%。如果我國(guó)鋁制掛車普及比例達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家70%水平，每年可節(jié)省燃油800萬t，減少二氧化碳排放2000萬t，每年可為運(yùn)輸業(yè)帶來約2000億的直接經(jīng)濟(jì)效益。圖2所示為使用鋁板的郵政行業(yè)運(yùn)輸車車廂。

　?。?）汽車板

　　汽車用鋁分為兩大系列：一是車身結(jié)構(gòu)，合金以5754為代表，其用量占車身用鋁的70%，成形性好，有足夠的強(qiáng)度，焊接性能優(yōu)，厚度為1~3mm，最大寬度為1.9m；二是外部蒙皮（含車門，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋，行李箱蓋等），合金以6016和6111合金為代表，表面無條紋，有一定的強(qiáng)度，厚度為0.8~1.0mm，最大寬度為1.8m。

　　目前，國(guó)外在鋁合金汽車覆蓋件的使用上，無論是總量還是單車用量都處于領(lǐng)先水平。從覆蓋件類別上講，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋是使用鋁板最多的部件，其次是翼子板和行李箱蓋。歐盟輕型汽車平均每輛車用鋁材約150kg，其中覆蓋件薄板和其他板材各占約4%；北美平均每輛車用鋁材140kg，其中HT板材和NHT板材各占約1.8%；日本平均每輛車用鋁材120kg，其中覆蓋件薄板約占1.7%，其他板材約占2.1%。

　　目前，全世界鋁合金汽車板材用量約40萬t（覆蓋件用板材約占50%），其中歐盟用量約20萬t，北美用量約8萬t，亞洲（主要是日本）用量約5萬t。

　　Alcoa和Alcan是世界上最大的兩個(gè)鋁合金車身材料的供應(yīng)商。Alcoa向奧迪供應(yīng)第二代ASF車身板。原屬Alcan公司的Novelis  Inc已成為全球領(lǐng)先的汽車鋁板制造商。目前，有100款左右的汽車與輕型卡車在各種車身覆蓋件或結(jié)構(gòu)部件上都使用了Novelis鋁板，汽車制造商如寶馬、奧迪、梅賽德斯-奔馳、通用、福特、戴姆勒-克萊斯勒和雷諾都選擇Novelis作為他們鋁制車身覆蓋件的鋁材供貨商。在鋁制車身覆蓋件市場(chǎng)上，Novelis占據(jù)了70%的歐洲市場(chǎng)、50%的北美市場(chǎng)以及整個(gè)韓國(guó)市場(chǎng)的份額。圖3所示為2015年上海國(guó)際鋁工業(yè)展Novelis生產(chǎn)的全鋁（覆蓋件）車身。

　　汽車制造業(yè)是中國(guó)四大支柱產(chǎn)業(yè)之一，中國(guó)汽車鋁化率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有一定的差距，但已進(jìn)入高速發(fā)展階段。國(guó)內(nèi)小轎車的鋁化率高于大、中型客車，更高于貨車，引進(jìn)生產(chǎn)線的鋁化率高于國(guó)產(chǎn)線。壓鑄件和鑄件在鋁的用量中所占的比例大大高于鋁加工材。而鋁板材在汽車車身上的應(yīng)用，無論是鋁板帶生產(chǎn)企業(yè)還是汽車生產(chǎn)企業(yè)均處于起步階段，目前所知的僅有極少數(shù)的車型采用了鋁合金車身板，用量也十分有限。鋁板在國(guó)內(nèi)汽車方面的應(yīng)用主要是制造乘用車的車門、連接件、防護(hù)板、防撞梁及保險(xiǎn)杠等。國(guó)內(nèi)目前用于制造乘用車車門、行李艙門、車身的鋁板年使用量約3萬t。

　　2016年4月7日，國(guó)內(nèi)首家專制全鋁車身車間在奇瑞捷豹路虎常熟工廠竣工投產(chǎn)（見圖4），車間占地面積48384m2，擁有全球最先進(jìn)的鉚接膠合技術(shù)和設(shè)備，擁有335臺(tái)機(jī)器人，自動(dòng)化程度達(dá)100%。據(jù)悉，吉利汽車目前也在進(jìn)行全鋁車身的開發(fā)。

　　總體而言，中國(guó)汽車用鋁合金覆蓋件材料、鋁合金框架材料的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用嚴(yán)重滯后于國(guó)外，僅有少數(shù)企業(yè)在從事此方面的研發(fā)工作。而國(guó)內(nèi)的汽車制造企業(yè)對(duì)選用鋁合金覆蓋件、鋁合金框架的積極性亦不如西方國(guó)家，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的汽車幾乎很少采用鋁合金板材生產(chǎn)汽車車身覆蓋件。

　　雖然中國(guó)在汽車輕量化領(lǐng)域才剛剛起步，但隨著汽車輕量化進(jìn)程的加快，預(yù)計(jì)今后中國(guó)將會(huì)有更多車輛采用鋁合金板材制造的覆蓋件、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱后蓋、車身頂蓋、前后輪蓋和車門板等。預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)國(guó)內(nèi)汽車用鋁板需求量將達(dá)到20萬t以上。

　　圖5所示為轎車車體主要使用鋁板的部件及實(shí)際減重效果（對(duì)比高強(qiáng)鋼）。

　?。?）軌道列車

　　鋁材在軌道列車上主要用于結(jié)構(gòu)面板、上側(cè)梁、檐梁和底車頂梁、轉(zhuǎn)向架部件、門窗以及車內(nèi)裝飾、設(shè)備控制裝置、水箱、行李架、座椅、信號(hào)指揮系統(tǒng)用導(dǎo)管、線架、儀表框架、通風(fēng)與制冷空調(diào)系統(tǒng)的管道、輸電系統(tǒng)的接觸網(wǎng)絡(luò)、匯流排與線夾等。

　　目前使用鋁合金車體的軌道車輛有：城市軌道交通（包括地鐵、城市輕軌、磁懸浮列車等）、動(dòng)車組（國(guó)產(chǎn)“和諧號(hào)”動(dòng)車組除CRH1為不銹鋼車體，CRH2、CRH3、CRH5均為大型中空型材鋁合金車體），C80運(yùn)煤車也使用鋁合金車體，車體多用鋁型材，車廂用鋁中厚板。據(jù)中國(guó)中車資料顯示，每輛鋁合金動(dòng)車和地鐵平均用鋁板約2t、用鋁擠壓材8~9t。

　　城市軌道交通和高速鐵路用鋁材主要采用5083、6082、6061、6005、7020等鋁合金，C80運(yùn)煤車采用的鋁板主要是5083鋁合金。

　　鐵道部中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃到2020年將建立省會(huì)城市及大中城市間的快速客運(yùn)通道，規(guī)劃“四縱四橫”等客運(yùn)專線以及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和人口稠密地區(qū)城際客運(yùn)系統(tǒng)。建設(shè)客運(yùn)專線1.6萬km以上，所有車輛全是鋁車體。預(yù)計(jì)到2020年國(guó)內(nèi)軌道交通需鋁板材10萬t。

　　由于我國(guó)資源分布和工業(yè)布局不平衡，導(dǎo)致大宗原材料的運(yùn)輸主要依靠鐵路，進(jìn)而造成了鐵路物資運(yùn)力的緊張。據(jù)初步測(cè)算，到2020年，全國(guó)鐵路貨物運(yùn)輸需求將達(dá)40億t，年均增長(zhǎng)速度為4%。

　　早在20世紀(jì)50年代，世界上較發(fā)達(dá)的一些國(guó)家包括美國(guó)、加拿大、日本、俄羅斯、德國(guó)、法國(guó)就開始采用鋁合金材料來制造鐵路車輛，其中美國(guó)是鋁合金運(yùn)煤敞車技術(shù)應(yīng)用最早、最成熟的國(guó)家，中國(guó)則是到2004年3月，才完成首批210輛C80型鋁合金運(yùn)煤敞車的制造。

　　中國(guó)齊齊哈爾車輛有限公司C80型鋁合金運(yùn)媒敞車使用鋁合金厚板作為側(cè)板和底板。每輛車用5083-H321合金厚板約1.8t，底部板厚8mm，四側(cè)板厚6mm，鉚接結(jié)構(gòu)。板寬1350~1500mm，長(zhǎng)2000~4000mm。

　　（4）船舶用板

　　目前，鋁材在船艇上主要用于高速船艇：水翼船、飛翔船、快艇、游船、氣墊船、帆船、雙體船、海巡工作艇、車客渡船，等。鋁材應(yīng)用部位包括船側(cè)板、船底外板、龍骨、肋骨、肋板、隔壁、發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)座、甲板、海船容器頂板與側(cè)板等。船艇所使用鋁板的厚度0.5~50mm。為減少焊縫，常使用2m寬的鋁板，大型船則使用2.5m寬的鋁板。目前，全國(guó)有100萬個(gè)千萬富翁和8萬個(gè)億萬富翁，據(jù)調(diào)查了解，有一半的富豪打算購(gòu)買游艇。據(jù)英國(guó)游艇媒體統(tǒng)計(jì)，中國(guó)游艇的潛在消費(fèi)者有2300萬人。

　　目前，全國(guó)上規(guī)模的游艇生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)達(dá)300多家，山東、廣東、江蘇、福建等沿海省份最多。我國(guó)整體游艇生產(chǎn)能力已躋身全球十強(qiáng)，其中超級(jí)游艇的制造能力已位列全球第五?？焱Ш吐糜未圃鞓I(yè)的迅速發(fā)展將不斷推動(dòng)鋁板在船舶工業(yè)上的用量。

　　2.2  鎂板的生產(chǎn)應(yīng)用和替代分析

　　目前，鎂板在汽車、軌道交通等行業(yè)的應(yīng)用相對(duì)鋁板還處于起步階段，但其市場(chǎng)前景非常廣闊。據(jù)了解，聞喜銀光和中國(guó)中車、山東華盛榮和北汽集團(tuán)、中鋁洛銅和鄭州宇通、中國(guó)鋁業(yè)和吉利汽車、中國(guó)鋁業(yè)和東風(fēng)汽車、國(guó)家鎂合金工程中心和長(zhǎng)安汽車、南京寶奇（德國(guó)駛多飛）和上海通用等中外合資車企正在進(jìn)行合作（或特殊供貨商和客戶的關(guān)系），大力推進(jìn)鎂板工業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用在汽車和軌道交通領(lǐng)域，部分合作或聯(lián)合研發(fā)成果也達(dá)到了階段化的目標(biāo)。

　　在國(guó)外，寶馬3系座椅靠背、奧迪A8和大眾POLO車門內(nèi)板、梅賽德斯-奔馳轎車頂板、法國(guó)高鐵的座椅靠背等均已使用了由德國(guó)蒂森克虜伯MgF公司提供的厚度在1.5~2mm之間的鎂板。德國(guó)蒂森克虜伯、韓國(guó)浦項(xiàng)、英國(guó)伊利科創(chuàng)這3家國(guó)外最具代表性的鎂板研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)目前正在進(jìn)行合作，聯(lián)合進(jìn)行汽車工業(yè)用鎂合金板材的生產(chǎn)和銷售。德國(guó)駛多飛公司擠壓鎂板目前已經(jīng)工業(yè)化供應(yīng)給歐寶等汽車公司。

　　在使用規(guī)格上，厚度1.2~3mm的鎂板，用于制造儀表面板、車門板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板、行李箱蓋板、車頂板、變速器蓋、座椅骨架和靠背等；0.6~3.5mm厚度的產(chǎn)品用于制造蜂窩地板的上下面板；列車內(nèi)襯板，物品架使用的鎂板厚度為3~5mm；列車裙板、座椅、臥鋪板使用的鎂板厚度為5~7mm；列車內(nèi)部的受力件使用的鎂板厚度多在4~12mm。

　　在汽車、軌道交通、船舶、集裝箱等領(lǐng)域，除了可直接使用鎂板的部件外，可考慮采用鎂-鋁，鎂-鋼、鎂-高分子材料等復(fù)合板材，復(fù)合板的界面除了采用軋制、爆炸、擠壓等高等級(jí)分子結(jié)合外，很多部件采用螺栓、銷軸、鉚接、粘結(jié)劑、外包裝的方式即可滿足使用要求（這種方式無疑更有利于推動(dòng)鎂板的應(yīng)用）。

　　2015年，國(guó)內(nèi)應(yīng)用在汽車、軌道交通、集裝箱等領(lǐng)域的鋁板在5萬t左右，考慮到我國(guó)目前的發(fā)展趨勢(shì)和行業(yè)發(fā)展比重，預(yù)計(jì)到2020年，交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)︿X板的需求量將達(dá)到20~30萬t（交通鋁材的需求量將超過目前排名第一的建筑用鋁需求量）。按10%的金屬替代率進(jìn)行考慮，目前國(guó)內(nèi)交通領(lǐng)域?qū)︽V板的需求量合理應(yīng)在5000t/a，到2020年，預(yù)測(cè)該領(lǐng)域?qū)︽V板的替代需求量高達(dá)20000~30000t/a。如果按金屬常規(guī)預(yù)測(cè)替代率即30%考慮，到2020年，交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)︽V板的替代需求量將高達(dá)近10萬t/a。