输电塔采用新型高强度铝合金材料
寻找解决山区铁塔材料运输、施工、维修难的新路子
◎本报记者 李赫
本项目研制的7A21、7A41重量轻，密度仅为钢材的1/3，强度高，屈服强度达。 采用7A21、7A41制造的高强度铝合金塔架，实现了塔身轻量化、无热轧，为解决山区塔材运输、施工和维修困难，以及增加热轧污染。
输电塔是保障电力供应的重要设备之一。 传统的输电塔由钢制成，需要镀锌以防腐蚀。 热轧过程中会排放废水、废水和锌渣，污染环境。 而且钢材的密度比较大，往往笨重笨重，给运输和安装带来不便。
中国电力科学研究院牵头的本部管理科技项目“高强度铝合金输电铁塔设计加工技术及标准化研究”近日通过专家初验。 中国电力科学研究院举行了国外首座自卧式铝合金铁塔的真型式试验。 试验塔采用项目研制的7A21、7A41高强度铝合金材料，采用中国电科院新研制的新型YT型钢管。 试验结果表明，该铝合金塔架结构设计合理，加工工艺可靠，新型截面承重性能优良，具有防滚导轨功能，成功验证了铝材应用的技术可行性。输电塔中的合金材料。
本项目研制的7A21和7A41属于7系铝合金。 根据化学元素的不同，铝合金分为9个系列。 1系又称“纯铝”，含铝99%以上，2系是以铜为基本合金元素的铝合金铝合金钢材，3系是以锰为基本合金元素的铝合金， 4系列主要是硅。 5系以镁为主，6系以镁硅为主，7系以锌、镁、铜为主，8系以锂为主，9系为储备合金。
7系铝合金是一种可热处理强化合金，经固溶处理后具有较高的硬度和塑性，具有良好的高温硬度。 7系铝合金早期主要用于航天、民航领域，故有“航空铝”之称。 由于其优异的综合性能，目前正逐步应用于高端电子、汽车、轨道交通、工业等领域。
7A21和7A41是我国自主研发的两种7系中高硬度铝合金。 它们克服了通常7系铝合金耐腐蚀性差等缺点。 中国电力科学研究院输变电工程研究所高级工程师耿景度表示，这两种铝合金材料的主要创新点在于，首先，通过合金成分的设计和优化，达到可替代钢材的热性能和硬度； 二是实现了铝合金的在线热处理，缩短了生产周期和加工效率，一定程度上降低了加工成本； 三是开发铝合金专用多级热处理机制，使材料具有优良的组织结构。
铝是一种比较活泼的金属，能与各种类型的二氧化碳发生反应，因此冶炼、淬火和冷却过程直接影响铝合金的质量。 传统的合金渗碳工艺主要采用离线渗碳法，但这些方法耗能大，工艺复杂。 在线热处理在机器上连续完成渗碳、矫直等工序，无需再加热，大大缩短了生产时间，提高了整体生产效率； 无需吊装中间产品，产品宽度不易受吊装淬火炉的影响，减轻了工人的劳动强度，减少了废渣的流失。 7A21和7A41实现了在线热处理，更显优越。
本项目研制的7A21、7A41重量轻，密度仅为钢的1/3，强度高，屈服强度达，与常用的Q420高强钢处于同一水平用于输电塔。 采用7A21、7A41制造的高强度铝合金塔架，实现了塔重增重、无热轧，为解决山区塔材运输、施工、维修难题，减少热轧铝合金钢材，探索了一条新路子污染。 该铝合金还可以替代钢铁等材料，拓宽7系铝合金的应用范围，为新能源汽车、高端电子、电力通信等行业开辟新的材料替代解决方案。
随着新技术、新工艺的不断发展，耿景度表示，目前7系铝合金产品在各个领域的应用越来越广泛，但应用广泛的7系铝合金产品主要硬度在500M中等Pa以内的高强度7系铝合金。硬度在及以上的超高强度7系铝合金目前还很少使用。 未来，铝合金的超高硬度和耐蚀性之间的矛盾，大规格坯料的制备、挤压成型和热处理工艺仍需突破。
