Højstyrke, korrosionsbestandige aluminiumslegeringsmaterialer til rumfart

Med den løbende udviklingaf moderne luft- og rumfartsområde, nuklear industri og transportindustri stilles der højere krav til den omfattende ydeevne af strukturelle dele og en ny generation af ultrahøjstyrke aluminiumslegeringer med let vægt, høj styrke, høj sejhed, høj brudsejhed og stress korrosionsbestandighed er uden tvivl det første valg.

Ultra-højstyrke aluminiumslegering refererer generelt til aluminiumslegering med flydespænding over 500MPa, og det mest almindelige er det superhårde aluminium i 7-serien. Denne serie af aluminiumslegeringer blev oprindeligt udviklet i forbindelse med rumfartsapplikationer og har nu udviklet sig til de vigtigste strukturelle materialer til militære og civile fly i verden, der tegner sig for 70-80% af andelen af ​​flyets strukturelle dele, og på mange områder i stedet for dyre titanlegeringer, bliver et uundværligt vigtigt letvægts strukturmateriale.

** Aerospace aluminiumlegering udvikling baggrund og nuværende situation **

Aluminiumslegering, som et relativt modent letvægts højstyrkelegeringsmateriale, bruges i rumfart, aluminiumslegeringsmaterialer bruges generelt som strukturelle materialer og har højere specifik styrke og bedre forarbejdningsegenskaber end stål.

Luft- og rumfartsområdet udvikler hovedsageligt højstyrke, høj sejhed og korrosionsbestandighed aluminiumlegeringsmaterialer for at imødekomme de barske betingelser for rumfartsbrug, applikationen er mere 2000-serien og 7000-seriens aluminiumlegering, på grundlag af højstyrke-aluminiumlegeringsprocessforbedringer og forbedring af materialeformel, Gennem innovative produktionsprocesser såsom pulvermetallurgi og jetstøbning udvikles lette aluminiumslegeringsmaterialer med bedre ydeevne, og der udføres relateret forskning i aluminiummatrixkompositmaterialer og superplastiske aluminiumslegeringsmaterialer.

I udviklingen og påføringsprocessen af ​​letvægts højstyrke aluminiumslegering er spændingskorrosionsproblem hovedproblemet i hele applikationshistorien for aluminiumslegering, hvordan man svækker eller forsinker spændingskorrosionsproblemet i brugen af ​​højstyrke aluminiumslegeringer er blevet hovedproblemet i ansøgningsprocessen af ​​aluminiumslegering.

2000-serienaluminiumslegeringer hovedsageligt Cu som det vigtigste legeringselement, aluminiumlegeringsmateriale til at tilføje den passende mængde Cu-element fremstillet i styrken, varmebestandigheden, forarbejdningsydelsen vil blive bedre forbedret, men korrosionsbestandigheden vil blive reduceret, fordi indførelsen af ​​Cu-elementet vil gør det lettere at vise interkrystallinsk korrosion inde i aluminiumslegeringen, påvirker materialesammensætningselementerne direkte ydeevnen af ​​aluminiumslegering. Derfor er 2000-seriens aluminiumslegering generelt belagt med rent aluminium eller 6000-seriens aluminiumslegering på overfladen som en elektrokemisk beskyttende film af hovedaluminiumslegeringen for at forbedre dens korrosionsbestandighed. Senere har forskere forsket meget i metoderne til at forbedre spændingskorrosionsydelsen af ​​forskellige kvaliteter af aluminiumslegering, hvilket har forsinket graden af ​​spændingskorrosion af aluminiumslegering til en vis grad.

På rumfartsområdet er hovedsammensætningen af ​​2000-seriens aluminiumslegering hovedsageligt aluminium (Al), kobber (Cu) og magnesium (Mg), og hovedsammensætningen af ​​7000-seriens aluminiumlegering er Al, zink (Zn), Mg og Cu . Der er også nogle højtydende (høj styrke, høj sejhed, korrosionsbestandighed) aluminiumslegeringsmaterialer opnået ved at tilføje nogle specielle elementer. På nuværende tidspunkt er den vigtigste metode til at opnå højtydende aluminiumslegeringsmaterialer at ændre smelte- og støbeforholdene.

Aluminiumslegeringsmateriale er et vigtigt komponentmateriale for at sikre sikker flyvning af fly. Udvælgelsen og præstationsforudsigelsen af ​​aluminiumslegeringsmaterialer i forskellige dele er direkte relateret til flyets sikkerhed og pålidelighed. Forudsigelsen om fejl i aluminiumslegeringsmaterialer i luftfart er direkte relateret til livssikkerhed og skal lægges stor vægt på.

** Udvikling af materialer i aluminiumslegeringer til rumfart og rumfart **

I 1960'erne forbedrede USA sig på basis af 7075 aluminiumslegering og udviklede en stærkere, sejere og mere spændingskorrosionsbestandig 7050 legering, hovedsageligt brugt i F-18 kompressionsstrukturdele, og udviklede derefter 7150 legering til fremstillingen af ​​Boeing 757/767 og Airbus A301 og andre civile store flys øvre vingestruktur. I 1980'erne, USA og andre med succes udviklede 7055 legering på basis af 7150, styrken er omkring 10% højere end 7150, og har høj omfattende ydeevne, som bruges til den øvre vinge hud og vinge stringer af Boeing 777 fly .

** Kløften mellem Kina og internationalt avanceret niveau og udviklingsretningen **

I Kina, selvom aluminiumslegeringsmaterialer er blevet udviklet i mange år, er der stadig et stort hul sammenlignet med det internationale avancerede niveau. Den specifikke ydeevne er: For det første er produkterne for det meste efterligninger, aluminiumslegeringsmaterialet med omfattende uafhængige intellektuelle ejendomsrettigheder er endnu ikke tilgængeligt, og standardsystemet til fremstilling af aluminiumslegeringsmaterialer er endnu ikke etableret; For det andet er grundforskningen svag, udviklingstiden er kort, og dataakkumuleringen er utilstrækkelig; For det tredje er produktions- og forarbejdningsudstyret bagud, og produktkvalitetskontrolsystemet er ikke perfekt.

I lyset af dette bør den fremtidige udviklingsretning af aluminiumslegeringsmaterialer i Kina være:

Ændre indholdet og forholdet mellem komponentelementer;

Udvikle formuleringer af aluminiumslegeringer, der svarer til forskellige ydeevnekrav, forbedre ydeevnen af ​​aluminiumslegering ved at ændre størkningsfeltforholdene, forbedre mængden af ​​fast opløsning af legeringselementer og forbedre ydeevnen af ​​aluminiumslegering ved at tilføje elementer som zirconium (Zr), scandium (Sc), erbium (Er) og andre mikrolegeringsmetoder;

Yderligere rense legeringen, reducere Fe, Si og andre urenheder, kontrollere indholdet af urenheder og producere høj-sejhed og højstyrke aluminiumslegeringsmaterialer;

Udvikle ny varmebehandlingsteknologi, etablere forskellige varmebehandlingsproceskort til aluminiumslegeringer med forskellige ydeevnekrav og etablere tilsvarende tekniske standardspecifikationer for at sikre processtabiliteten af ​​forskellige kvaliteter af aluminiumslegeringer.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED