การประยุกต์ใช้โลหะผสมอลูมิเนียมคุณภาพสูงในวัสดุอุตสาหกรรมการทหาร

อะลูมิเนียมเป็นธาตุโลหะที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก เป็นโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่มีปริมาณการผลิตและการใช้งานมากเป็นอันดับสองของโลกรองจากเหล็กกล้า มีความหนาแน่นต่ำ ประมาณ 1/3 ของเหล็ก เนื่องจากอะลูมิเนียมบริสุทธิ์มีความอ่อนตัวและมีความแข็งแรงต่ำ ดังนั้นการเติมธาตุต่างๆ เช่น แมกนีเซียม ทองแดง สังกะสี ซิลิคอน และลิเธียม ลงในอะลูมิเนียมเพียงเล็กน้อย จะทำให้ประสิทธิภาพของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ดีขึ้น อะลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นวัสดุโครงสร้างโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่นิยมใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม เนื่องจากมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมและทนต่อการกัดกร่อน อะลูมิเนียมอัลลอยด์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมก่อสร้าง อวกาศ ยานยนต์ การผลิตเครื่องจักร การต่อเรือ และอุตสาหกรรมเคมี

โลหะผสมอลูมิเนียมมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในกลศาสตร์และเคมี:

① แง่มุมทางกลศาสตร์ สะท้อนให้เห็นเป็นหลักในด้านความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ฯลฯ อะลูมิเนียมมีความหนาแน่นต่ำและเบากว่าโลหะอื่น ๆ เพียง 1/4 ของเหล็ก จึงเหมาะสำหรับใช้ในด้านที่มีความต้องการน้ำหนักเบาสูง

② ในด้านคุณสมบัติทางเคมี เนื่องจากโลหะผสมอะลูมิเนียมสามารถสร้างฟิล์มออกไซด์หนาแน่นบนพื้นผิวในอากาศ จึงสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันในระดับลึกได้ จึงมีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและมีองค์ประกอบทางเคมีที่เสถียรมาก

③ โลหะผสมอลูมิเนียมมีคุณสมบัติความยืดหยุ่นที่ดีและสามารถนำไปแปรรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ มีคุณสมบัตินำไฟฟ้าและความร้อนที่ดีเยี่ยม จึงเป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง และเป็นรองเพียงเหล็กเท่านั้น

ปัจจุบันมีโลหะผสมอลูมิเนียมมากกว่า 250 ชนิดที่มีองค์ประกอบที่แตกต่างกันในอุตสาหกรรม เพื่ออำนวยความสะดวกในการจำแนกประเภทโลหะผสม จีนจึงใช้วิธีการจำแนกเกรดสี่หลักที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล เพื่ออำนวยความสะดวกในการทำเครื่องหมายสถานที่ผลิต การบันทึกข้อมูล และการจัดการการคำนวณ โลหะผสมอลูมิเนียมที่ใช้ในอุตสาหกรรมการทหารส่วนใหญ่ประกอบด้วยโลหะผสมอลูมิเนียม-ลิเธียม โลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 2XXX (A1-Cu-Mg) และโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7XXX

ความต้องการของตลาดและแนวโน้มการพัฒนาของวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมต่างๆ

อะลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 2XXX

โลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 2XXX (A1-Cu-Mg) มีความแข็งแรงแรงดึง ความเหนียว และความล้าสูง ทนความร้อน แปรรูป และเชื่อมได้ดี นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และอาวุธ เกรดหลักๆ ได้แก่ 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12 เป็นต้น มีการพัฒนาโลหะผสมหลายรุ่นเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ความเหนียว และความทนทานต่อความเสียหาย เช่น โลหะผสม 2024, 2124, 2524, 2324 เป็นต้น

แบบจำลองอุปกรณ์ของจีนกำลังพัฒนาไปในทิศทางของน้ำหนักเบา อายุการใช้งานยาวนาน ความน่าเชื่อถือสูง และต้นทุนต่ำ อีกทั้งยังมีข้อกำหนดสูงในด้านความเหนียวแตกหัก ความต้านทานการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว และความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุผิวลำตัวเครื่องบิน ต่างประเทศได้พัฒนาโลหะผสมอลูมิเนียม 2324, 2624 และโลหะผสมอลูมิเนียมอื่นๆ ที่มีความทนทานต่อความเสียหายสูงสำหรับพื้นผิวปีกด้านล่าง โดยใช้แผ่นอลูมิเนียมหนา 2024-T351 ซึ่งมีความแข็งแรง ความเหนียว ความล้า และความต้านทานการกัดกร่อนที่แตกต่างกัน และสามารถนำไปติดตั้งและใช้งานได้จริง จีนกำลังพัฒนาโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 2XXX ที่มีความทนทานต่อความเสียหายสูง ในอนาคต การผสมโลหะผสมแบบไมโครคอมโพสิตจะเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญสำหรับโลหะผสมอลูมิเนียมความแข็งแรงสูงซีรีส์ Al-Cu-Mg

อะลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 4XXX

ปัจจุบันโลหะผสมอัล-ซิลิกอนแบบยูเทคติกและไฮโปยูเทคติกส่วนใหญ่ใช้สำหรับลูกสูบรถยนต์ในประเทศจีน อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของข้อกำหนดด้านสมรรถนะของเครื่องยนต์ ทำให้ยากที่จะบรรลุข้อกำหนดด้านสมรรถนะ โลหะผสมอัล-ซิลิกอนไฮเปอร์ยูเทคติกมีความหนาแน่นต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำ ความต้านทานการสึกหรอและความเสถียรของปริมาตรสูงกว่า และเป็นวัสดุลูกสูบที่เหมาะสมกว่าเมื่อเทียบกับโลหะผสมอัล-ซิลิกอนยูเทคติก ลูกสูบโลหะผสมอัล-ซิลิกอนไฮเปอร์ยูเทคติกได้รับการผลิตจำนวนมากในต่างประเทศและนำไปใช้กับรถบรรทุกและรถยนต์ เช่น โลหะผสม A390 ในสหรัฐอเมริกา โลหะผสม AC9A และ AC8A (ZL109) ในญี่ปุ่น และโลหะผสม A390 ในออสเตรเลีย อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันมีผู้ผลิตลูกสูบโลหะผสมอัล-ซิลิกอนไฮเปอร์ยูเทคติกเพียงไม่กี่รายในจีน และส่วนใหญ่ต้องพึ่งพาการนำเข้า นอกจากนี้ ยังมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับเทอร์โบชาร์จเจอร์รถยนต์และต่างประเทศ วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับเทอร์โบชาร์จเจอร์รถยนต์สมรรถนะสูงส่วนใหญ่มักมาจากญี่ปุ่นและประเทศอื่นๆ ดังนั้น จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนาวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมหลักสำหรับยานยนต์เพื่อลูกสูบประสิทธิภาพสูงและใบพัดเทอร์โบชาร์จเจอร์

โลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 5XXX

โลหะผสมอัล-แมกนีเซียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งโลหะผสมอัล-แมกนีเซียมที่มีปริมาณแมกนีเซียมสูง มีความแข็งแรงจำเพาะสูง เชื่อมได้ดี และทนต่อการกัดกร่อน และจะกลายเป็นวัสดุที่มีความสามารถในการแข่งขันสูงในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ รถไฟความเร็วสูง มหาสมุทร และสาขาอื่นๆ ในอนาคต ปัจจุบัน แผ่นโลหะผสมอัล-แมกนีเซียม โปรไฟล์ และลวดเชื่อมสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ รถไฟ มหาสมุทร และงานอื่นๆ ส่วนใหญ่ต้องพึ่งพาการนำเข้า ตลาดลวดเชื่อมระดับไฮเอนด์ถูกผูกขาดโดย ALCOA ในสหรัฐอเมริกา โลหะผสม ER5183 และ ER5356 ส่วนใหญ่ต้องพึ่งพาการนำเข้า โดยมีปริมาณการนำเข้าคิดเป็นประมาณ 70% ของยอดขาย โลหะผสมอัล-แมกนีเซียมสำหรับเรือส่วนใหญ่ต้องพึ่งพารัสเซีย แท่งโลหะผสมทั่วไปที่มีปริมาณแมกนีเซียมสูงมีเดนไดรต์ที่พัฒนาอย่างดี การแยกเฟสยูเทคติกอย่างรุนแรง และประสิทธิภาพการขึ้นรูปต่ำ วิธีการประมวลผลในปัจจุบันยังคงมีปัญหามากมาย เช่น ประสิทธิภาพต่ำ คุณภาพที่ปรากฏไม่ดี กระบวนการใช้เวลานาน คุณภาพไม่เสถียร และผลผลิตต่ำ การแข็งตัวและการขึ้นรูปแบบกึ่งรวดเร็วสามารถยับยั้งการตกตะกอนของแมกนีเซียม และในขณะเดียวกันก็สามารถควบคุมให้ได้ผลึกที่มีขนาดเท่ากันและเฟสที่ตกตะกอนในระดับนาโน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความสม่ำเสมอของวัสดุได้อย่างมาก ดังนั้น คาดว่าการพัฒนาเทคโนโลยีการอัดรีดและรีดแบบรีโอโลยีต่อเนื่องแบบกึ่งรวดเร็วสำหรับโลหะผสม Al-Mg ประสิทธิภาพสูงจะตอบสนองความต้องการโลหะผสม Al-Mg คุณภาพสูง

โลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 6XXX

วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 6XXX เป็นวัสดุหลักในสาขาการขนส่งทางราง ยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ประเทศและภูมิภาคที่พัฒนาแล้ว เช่น ยุโรป สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น ได้พัฒนาโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับรถยนต์ เกรดที่จดทะเบียน เช่น 6009, 6016, 6010, 6111, 6022 และ 6082 และได้สร้างระบบการผลิตและการใช้งานที่ค่อนข้างสมบูรณ์สำหรับแผงตัวถังรถยนต์ การอัดขึ้นรูป การตีขึ้นรูป ฯลฯ การวิจัยและพัฒนาเชิงอุตสาหกรรมของแผงตัวถังและการตีขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 6XXX ในประเทศจีนเพิ่งเริ่มต้นขึ้น และยังมีช่องว่างที่ชัดเจน กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศของจีนได้เสนอให้พัฒนาแผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับยานยนต์ ได้แก่ 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022 เป็นต้น แผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 6XXX ทั่วไปมีค่าการยืดตัว A50 ไม่น้อยกว่า 25% ค่า r ไม่น้อยกว่า 0.60 ค่าความแข็งแรงคราก Rp0.2 ที่ 60 d ไม่น้อยกว่า 140 N/mm2 และค่าความแข็งแรงครากที่เพิ่มขึ้นจากการแข็งตัวของสีไม่น้อยกว่า 80 N/mm2 เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลาย การพัฒนาเทคโนโลยีการออกแบบ การเตรียม และการแปรรูปอลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 6XXX จึงกลายเป็นแนวโน้มการพัฒนาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

โลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7XXX

โลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7XXX มีความต้านทานการกัดกร่อนจากความเค้นที่ดีและเป็นโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ที่แข็งแกร่งที่สุด ได้รับการยอมรับในระดับสากลว่าเป็นวัสดุหลักสำหรับอุตสาหกรรมการบิน เมื่อเร็วๆ นี้ ต่างประเทศได้พัฒนาโลหะผสม 7055 (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr) ซึ่งมีค่าความเค้นครากสูงกว่า 620 MPa ในรัฐ T77511 โลหะผสมนี้ถูกนำมาใช้ในเครื่องบินโบอิ้ง 777 และลดน้ำหนักลงได้ 635 กิโลกรัม ปัจจุบันประเทศจีนยังขาดการออกแบบ การเตรียม และเทคโนโลยีการแปรรูปโลหะผสมอย่างเป็นระบบสำหรับโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7XXX สำหรับอุตสาหกรรมการบิน และผลิตภัณฑ์บางรายการต้องพึ่งพาการนำเข้าทั้งหมด เนื่องจากโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7XXX มีปริมาณการผลิตจำนวนมาก ซึ่งประกอบด้วยโลหะผสมจำนวนมาก ช่วงการแข็งตัวที่กว้าง แรงเค้นในการหล่อสูง และองค์ประกอบโลหะผสมที่เกิดการออกซิเดชัน/การแยกตัวได้ง่าย คุณภาพทางโลหะวิทยาของโลหะผสมจึงต่ำ และประสิทธิภาพการขึ้นรูปที่อุณหภูมิห้องต่ำ การพัฒนาโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 7XXX ใหม่จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

โลหะผสมอะลูมิเนียม-ลิเธียม (Al-Li)

โลหะผสมอลูมิเนียม-ลิเธียมเป็นวัสดุน้ำหนักเบาที่เติบโตเร็วที่สุดในวัสดุการบินในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีคุณสมบัติเด่นคือความหนาแน่นต่ำ โมดูลัสความยืดหยุ่นสูง ความแข็งจำเพาะสูง ทนทานต่อความล้าได้ดี และทนต่อการกัดกร่อน หลังจากเปลี่ยนมาใช้โลหะผสมอลูมิเนียมแบบเดิมแล้ว มวลจะลดลง 10%-20% และความแข็งจะเพิ่มขึ้น 15%-20% ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 บริษัท ALCOA สัญชาติอเมริกันได้เปิดตัว “แผน ALCOA Aviation 20/20” โดยมีเป้าหมายเพื่อลดต้นทุนและน้ำหนักของโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับการบินลง 20% ในแต่ละประเภทภายใน 20 ปี บริษัท Constellium ได้พัฒนาโลหะผสมอลูมิเนียม-ลิเธียม 2050 และ 2198 (Al-Cu-Li-Mg-Ag) ที่มีความหนาแน่นต่ำ ความเหนียวสูง และความทนทานต่อความเสียหายสูง ปัจจุบันมีโลหะผสม Al-Li ที่พัฒนาขึ้นเองน้อยมากในประเทศจีน และมีการใช้เฉพาะโลหะผสม 1420 เท่านั้น โลหะผสมอลูมิเนียม-ลิเธียมที่ใช้ในเครื่องบินโดยสาร C919 จัดหาโดย Alcoa ในประเทศสามารถผลิตโลหะผสมได้เพียงเกรดจำกัด เช่น 1420, 2195, 2197 และ 2A97 โดยแท่งโลหะที่ผลิตได้จะมีขนาดต่ำกว่า ((310~400)×1280×4000) มม. และแท่งโลหะกลมที่มีขนาดต่ำกว่า φ650 มม. เท่านั้น แท่งโลหะแบน (2B16) ที่มีความหนามากกว่า 60 มม. และความกว้างมากกว่า 1500 มม. และแท่งโลหะ (2B16) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 1500 มม. สำหรับการใช้งานด้านการบินระดับสูงยังไม่ได้รับการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ดังนั้น การพัฒนาการออกแบบโลหะผสมอะลูมิเนียม-ลิเธียมแบบใหม่ การเตรียมแท่งโลหะขนาดใหญ่พิเศษ และเทคโนโลยีการแปรรูปเชิงลึกจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

โลหะผสมอลูมิเนียมทนความร้อน

โลหะผสมอลูมิเนียมทนความร้อนเป็นวัสดุพื้นฐานสำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ การขนส่งทางรถไฟ ฯลฯ โดยการควบคุมธาตุต่างๆ เช่น Si, Fe, Ni, Ag และแร่ธาตุหายาก เพื่อให้โลหะผสมอลูมิเนียมทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการคืบคลานที่อุณหภูมิสูง โลหะผสมอลูมิเนียมทนความร้อนแบบดั้งเดิม ได้แก่ 2519, 2618, 2219, 2D70 เป็นต้น ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์ ความต้องการโลหะผสมอลูมิเนียมทนความร้อนจึงสูงขึ้น เครื่องบินขับไล่รุ่นใหม่มีความเร็วเดินทางสูง และอุณหภูมิการทำงานของผิวลำตัวเครื่องบินสูงกว่า 150°C ปัจจุบัน อุณหภูมิการใช้งานในระยะยาวของโลหะผสมอลูมิเนียมทนความร้อน เช่น 2618 และ 2D70 ต่ำกว่า 150°C จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนาโลหะผสมอลูมิเนียมทนความร้อนชนิดใหม่

โลหะผสม Al-Sc ที่มีปริมาณสแกนเดียม (Sc) ต่ำเป็นพิเศษ

โลหะผสม Al-Sc มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น มีความแข็งแรงสูง มีความยืดหยุ่นตัวดี และทนต่อการกัดกร่อน และได้กลายเป็นวัสดุน้ำหนักเบารุ่นใหม่สำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เรือ และอื่นๆ รองจากโลหะผสม Al-Li ความแข็งแรงดึงของโลหะผสม Al-Mg ที่มีสแกนเดียมปริมาณเล็กน้อยสูงกว่าโลหะผสม 5083 ถึง 30% และความแข็งแรงคราก (Yield Strength) เพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่า ความสามารถในการเชื่อมเทียบได้กับโลหะผสม 5XXX ทั่วไป สมบัติเชิงกลของบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนและรอยเชื่อมมีค่าใกล้เคียงกับสมบัติของเมทริกซ์ และมีความต้านทานการกัดกร่อนเทียบได้กับโลหะผสม 5083 การใช้แทนโลหะผสม 5XXX หรือ 6XXX ในการผลิตชิ้นส่วนอากาศยานสามารถลดน้ำหนักได้อย่างมาก และยังเป็นวัสดุคุณภาพเยี่ยมสำหรับรถยนต์และยานพาหนะรางอีกด้วย รัสเซียเป็นผู้นำระดับโลกในการพัฒนาโลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีส่วนผสมของสแกนเดียม โดยได้ผลิตโลหะผสม Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn-MgSc, Al-Zn-Mg-Cu-Sc และ Al-Cu-Mg-Sc ที่มีปริมาณสแกนเดียม 0.18%-0.5% เพื่อส่งเสริมการประยุกต์ใช้โลหะผสมอะลูมิเนียม-สแกนเดียมในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์ กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศของจีนจึงได้กำหนดให้โลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีส่วนผสมของสแกนเดียมเป็นหนึ่งในวัสดุใหม่ที่ต้องได้รับการพัฒนาเป็นลำดับแรก จีนมีทรัพยากรสแกนเดียมอย่างอุดมสมบูรณ์ และได้สร้างสายการผลิตสกัดสแกนเดียมออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งวางรากฐานสำหรับการพัฒนาโลหะผสมอะลูมิเนียม-สแกนเดียม

โลหะผสมอลูมิเนียมปั๊มร้อนเกรด 500 MPa สำหรับรถยนต์

ในประเทศจีนยังคงมีช่องว่างสำหรับวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมความแข็งแรงสูงสำหรับการปั๊มร้อน การผสมผสานวัสดุใหม่และการพัฒนากระบวนการขึ้นรูปใหม่เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาการขึ้นรูปชิ้นส่วนรถยนต์โลหะผสมอลูมิเนียมความแข็งแรงสูง การมุ่งเน้นไปที่โลหะผสมซีรีส์ 7XXX การสำรวจโลหะผสม 2XXX อย่างจริงจัง และการพัฒนาวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมเกรด 500 MPa สำหรับการปั๊มร้อน ถือเป็นโอกาสสำคัญสำหรับการผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ที่มีรูปทรงซับซ้อน

วัสดุคอมโพสิตที่มีส่วนประกอบของอะลูมิเนียม

แผ่นคอมโพสิตหลายชั้นอลูมิเนียม-เหล็ก: การเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพระหว่างดาดฟ้าอลูมิเนียมและเหล็กกลายเป็นข้อจำกัดอย่างหนึ่งสำหรับการลดน้ำหนักของโครงสร้างส่วนบนของเรือขนาดใหญ่ ข้อต่อเชื่อมระหว่างตัวถังอลูมิเนียมและเหล็กแบบคอมโพสิตนี้ ถือเป็นทางออกที่ทดแทนกระบวนการรีเวทแบบเดิม ฮอนด้าได้พัฒนาเทคโนโลยีการเชื่อมเหล็กและอลูมิเนียม ซึ่งจะนำไปใช้ทั่วโลกในโครงรถยนต์ที่ผลิตจำนวนมาก ปัจจุบัน ข้อต่ออลูมิเนียม-เหล็กแบบคอมโพสิตที่ใช้ในประเทศจีนส่วนใหญ่นำเข้าจากต่างประเทศ โดยมีราคาสูงถึง 4×10.5 หยวน/ตัน สำหรับเรือขนาดใหญ่ในอนาคต อุณหภูมิในการเชื่อมที่สูงขึ้น แรงกดรับน้ำหนักที่สูงขึ้น และส่วนต่อประสานที่แข็งแรงขึ้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับข้อต่อเชื่อม และข้อต่ออลูมิเนียม-เหล็กประสิทธิภาพสูงจึงมีความจำเป็นอย่างเร่งด่วน