美國航空航天局用2050合金厚板制造的火星V（Ares﹣V）航無器。

2月13日，俄羅斯公布了與我國攜手打造月球科研站計劃。日前，雙方正在研究項目技術落實事宜。美國也在運作類似的課題，進展很快，不久美國月球基地即會亮相。2021年是人類征服火星圓夢之年，自從人類太空探索開始以來，火星一直是訪問量最大的行星之一，美國的“水手四號”宇宙飛船早在1964年就發(fā)回了第一批火星表面照片。2021年2月初以來，3個國家（阿聯(lián)酋、中國、美國）的探測器欲登陸火星，阿聯(lián)酋的“希望號”探測器已于2月19日進入環(huán)火星軌道，創(chuàng)造了歷史；就在第2天，中國的“天問一號”探測器緊隨其后進行了相同的操作，將于5月份著陸火星。
中國、美國、俄羅斯、歐盟、日本、印度、阿聯(lián)酋等國都已向月球、火星發(fā)射過或準備向它們發(fā)射探測器，為航天鋁材提供了新的需求陣地，高端鋁材及鋁基復合材料在航天器裝備及發(fā)射火箭系統(tǒng)制造中占有極為重要的地位，是一類不可或缺的材料。目前，我國有多家企業(yè)都能批量制備各種航天鋁材，在火箭用材的凈質(zhì)量中，鋁材占94%以上，在航天器結構用材的凈質(zhì)量中，鋁材及鋁基復合材料也占到約75%。
鋁材：航天器發(fā)射火箭
和結構零部件的頂梁柱
航天鋁材大體可為兩部分：一是發(fā)射火箭用，二是航天器本身零部件結構用。從航天事業(yè)一開始，鋁材及鋁基復合材料就與航天工業(yè)結下了不解之緣，不僅獲得了廣泛的應用，更是不可或缺的關鍵材料，雖不能說，沒有鋁就沒有今天這樣興旺發(fā)達的航天事業(yè)，但可以毫不夸張地說，沒有鋁合金，像今天這樣驚天動地的航天事業(yè)至少要延后二三十年。
在航天器與火箭上用的鋁合金主要有7078型、2024型、Al-Li合金等；火箭發(fā)射用的液氫槽、液氧槽、控制裝置、加固-連接環(huán)等均是用這類合金材料打造的。
長五奔太空 鋁材建殊功
2016年11月3日20時43分，中國最大推力新一代運載火箭長征五號從中國海南省文昌航天發(fā)射場轟然發(fā)射升天，約30分鐘后進入預定軌道，長征五號運載火箭首次發(fā)射任務圓滿成功。這一聲劃破長空的驚天巨響震驚了整個地球，標志著中國跨過了航天強國門檻，進入了世界航天強國俱樂部。
長征五號火箭是個貨真價實的大塊頭，是個名副其實的“胖五”，起飛質(zhì)量約870噸，配12顆“大心臟”——發(fā)動機，起飛推力約10.56MN（1078噸力）；低軌道（近軌道）運載能力25噸，高（地球同步轉移）軌道運載能力14噸級，越過了國際上大型運載火箭近地軌道運載能力20噸，高軌道10噸的“鴻溝”，可與美國的宇宙神5、德爾塔4、歐洲的阿里安等世界主力大型火箭比翼齊飛，完成了脫胎換骨的升級換代。
長征五號火箭的起飛質(zhì)量870噸，其中液氫（-253℃）與液氧（-183℃）的質(zhì)量占90%，即這兩種燃料的質(zhì)量達783噸。據(jù)報道，長征五號火箭的研制歷時10載，突破了以12項重大關鍵技術為代表的247項關鍵技術，其中有多項是關于鋁合金材料的。在關鍵技術中，新技術比例幾乎占100%，核心技術全部擁有自主知識產(chǎn)權，實現(xiàn)了長征火箭的升級換代，使中國一躍進入航天強國行列，也為中國成為鋁加工強國邁出了堅實的一大步。
長征五號火箭各大部件是用什么材料制造的未見媒體報道，但是可以肯定的是，在結構材料中鋁合金是主流，因為芯級火箭巨大的液氫液氧貯箱，4個助推器的液氧、煤油貯箱都應是用鋁合金制的，只有鋁合金才能在這種極為嚴峻的條件下工作：一是鋁材的密度小、質(zhì)輕，為鋼密度的30%左右；低溫性能極佳，沒有低溫脆性，鋁合金的強度與延展性均隨著溫度的降低而同步上升，成為一類絕好的低溫結構材料，是很難替代的航空航天材料；可加工與可成形性能好，可焊接性能好，尤其是摩擦攪拌焊（FSW）性能，美國大型火箭低溫燃料鋁合金貯箱就是摩擦攪拌焊的。
長征五號大型火箭的液氫與液氧貯箱是用什么鋁合金焊接的，雖未見媒體報道，但國外發(fā)射大型火箭用的液氫、液氧貯箱無論是美國，還是日本和歐洲的，都是用2219合金焊接的，所以筆者認為，長征五號低溫燃料與助燃液氧貯箱也應是用2219型鋁合金厚板（＞6mm～≤10mm）焊的，板材應是中國鋁業(yè)集團所屬工廠生產(chǎn)的，它們有生產(chǎn)航空鋁材60年的技術與經(jīng)驗，并通過了航空航天部門的認證。此外，2015年，無錫市某公司鍛造的航天配套環(huán)件即是用的2219合金，其外徑達8.7米、內(nèi)徑為8.32米。
Al﹣Li系合金
美國除用2219合金制造的低溫燃料箱與航天器結構外，還用2050鋁-鋰合金打造這類設備（見圖）。用2050合金厚板制造的航天構件有貨艙頭（bulkhead）、錐體（cone）、筒體（barrel），用的都是厚板。
7050合金及2050合金厚板的拉伸性能，原文用的英制。未予換算，以免失真。表中的1bs/in3=磅/in3，Msi=百萬磅/英寸2，Gage=厚度，ksi=千磅/英寸2，%Tot=%總計，UTSL=縱向抗拉強度，UTSLT=長橫向抗拉強度，UTSST=短橫向抗拉強度；YS=屈服強度，el=伸長率。
Weldalite  AI-Li合金家族發(fā)展簡史，該系合金是肯聯(lián)鋁業(yè)在法國的軋制廠與在加拿大的研究中心研發(fā)的，歷時7～10年，原來主要是為A380飛機開發(fā)的，它們共有5類合金：2195、2196、2098、2198、2050，但2050合金是美國鋁業(yè)公司研發(fā)的，它們各自的特點分別為：
2195合金：Al-4.0 Cu-1.0 Li-0.4 Mg-0.4 Ag-0.1 Zr，是第一個獲得成功商業(yè)應用的AI-Li合金，用于制造航天器低溫燃料槽；
2196合金：Al-2.8 Cu-1.6 Li-0.4 Mg-0.4 Ag-0.1 Zr，密度低，強度高，斷裂韌性高，原是為哈勃望遠鏡（Hubble）太陽能板邊框開發(fā)的，商業(yè)飛機擠壓材；
2098合金：Al-3.5 cu-1.1 Li-0.4 Mg-0.4 Ag-0.1 Zr，原是為HSCT機身研發(fā)，以及用于制造F16戰(zhàn)機的耐疲勞抗力機身和制造空間結構件。
2198合金：AI-3.2 Cu-0.9 Li-0.4 Mg-0.4 Ag-0.1 Zr，用于制造商業(yè)飛行器。
2050合金：AI-3.5 Cu-1.0 Li-0.4 Mg-0.4 Ag-0.4 Mn-0.1 Zr，用于加工厚板，以取代7050-T7451型制造商業(yè)飛行器和登陸車。2050合金的Cu+Mn含量比2195合金的低，以降低淬火敏感性，而仍有相等的力學性能。