Höghållfasta, korrosionsbeständiga aluminiumlegeringsmaterial för flyg
Med den ständiga utvecklingeninom det moderna flyg- och rymdområdet, kärnkraftsindustrin och transportindustrin, ställs högre krav på omfattande prestanda hos konstruktionsdelar, och en ny generation av ultrahöghållfast aluminiumlegering med låg vikt, hög hållfasthet, hög seghet, hög brottseghet och spänning korrosionsbeständighet är utan tvekan förstahandsvalet.
Ultrahöghållfast aluminiumlegering hänvisar i allmänhet till aluminiumlegering med sträckgräns över 500 MPa, och det vanligaste är det superhårda aluminiumet i 7-serien. Denna serie av aluminiumlegeringar utvecklades ursprungligen inom ramen för flyg- och rymdtillämpningar och har nu utvecklats till de viktigaste konstruktionsmaterialen för militära och civila flygplan i världen, och står för 70-80% av andelen flygplans konstruktionsdelar, och på många områden istället för dyra titanlegeringar, blir ett oumbärligt viktigt lättviktsmaterial.
** Aerospace aluminiumlegering utveckling bakgrund och nuvarande situation **
Aluminiumlegering, som ett relativt mogen lätt höghållfast legeringsmaterial, används inom flyg- och rymdindustrin, aluminiumlegeringsmaterial används vanligtvis som strukturmaterial och har högre specifik hållfasthet och bättre bearbetningsegenskaper än stål.
Flyg- och rymdområdet utvecklar främst aluminiumlegeringsmaterial med hög hållfasthet, hög seghet och korrosionsbeständighet för att möta de tuffa förhållandena för flyganvändning, applikationen är mer 2000-serier och 7000-serier aluminiumlegeringar, på basis av höghållfasta aluminiumlegeringsprocessförbättringar och förbättring av materialformel, Genom innovativa produktionsprocesser som pulvermetallurgi och jetformning utvecklas lätta aluminiumlegeringsmaterial med bättre prestanda, och relaterad forskning om aluminiummatriskompositmaterial och superplastiska aluminiumlegeringsmaterial utförs.
I utvecklingen och appliceringsprocessen av lätt höghållfast aluminiumlegering är spänningskorrosionsproblemet huvudproblemet i hela applikationshistoriken för aluminiumlegering, hur man försvagar eller fördröjer spänningskorrosionsproblemet vid användning av höghållfast aluminiumlegering har blivit det största problemet i applikationsprocessen av aluminiumlegering.
2000-serienaluminiumlegeringär huvudsakligen Cu som det viktigaste legeringselementet, aluminiumlegeringsmaterial för att lägga till lämplig mängd Cu-element framställt i styrkan, värmebeständighet, bearbetningsprestanda kommer att förbättras bättre, men korrosionsbeständigheten kommer att minska, eftersom införandet av Cu-elementet kommer att gör det lättare att visa interkristallin korrosion inuti aluminiumlegeringen, materialsammansättningselementen påverkar direkt prestandan hos aluminiumlegeringen. Därför är 2000-seriens aluminiumlegering i allmänhet belagd med ren aluminium eller 6000-seriens aluminiumlegering på ytan som en elektrokemisk skyddsfilm av huvudaluminiumlegeringen för att förbättra dess korrosionsbeständighet. Senare har forskare gjort mycket forskning om metoderna för att förbättra spänningskorrosionsprestanda för olika kvaliteter av aluminiumlegeringar, vilket har försenat graden av spänningskorrosion hos aluminiumlegering i viss utsträckning.
Inom flyg- och rymdområdet är huvudsammansättningen av 2000-seriens aluminiumlegering huvudsakligen aluminium (Al), koppar (Cu) och magnesium (Mg), och huvudsammansättningen av 7000-seriens aluminiumlegering är Al, zink (Zn), Mg och Cu . Det finns också några högpresterande (hög hållfasthet, hög seghet, korrosionsbeständighet) aluminiumlegeringsmaterial som erhålls genom att lägga till några speciella element. För närvarande är den huvudsakliga metoden för att erhålla högpresterande aluminiumlegeringsmaterial att ändra smält- och gjutförhållandena.
Aluminiumlegeringsmaterial är ett viktigt komponentmaterial för att säkerställa en säker flygning av flygplan. Valet och prestandaförutsägelsen av aluminiumlegeringsmaterial i olika delar är direkt relaterade till flygplanens säkerhet och tillförlitlighet. Förutsägelsen om misslyckande av aluminiumlegeringsmaterial inom flyget är direkt relaterad till livssäkerhet och måste ägnas omfattande uppmärksamhet.
** Utländsk flygindustri materialutveckling av aluminiumlegering **
På 1960-talet förbättrades USA på basis av 7075 aluminiumlegering och utvecklade en starkare, segare och mer spänningskorrosionsbeständig 7050-legering, främst använd i F-18-kompressionskonstruktionsdelar, och utvecklade sedan 7150-legering för tillverkningen av Boeing 757/767 och Airbus A301 och andra civila stora flygplans övre vingstruktur. På 1980-talet, USA och annan framgångsrikt utvecklad 7055-legering på basis av 7150, är styrkan cirka 10% högre än 7150, och har hög omfattande prestanda, som används för den övre vingskinnet och vingsträngen på Boeing 777-flygplan .
** Klyftan mellan Kina och internationell avancerad nivå och utvecklingsriktningen **
I Kina, även om aluminiumlegeringsmaterial har utvecklats i många år, finns det fortfarande ett stort gap jämfört med den internationella avancerade nivån. Den specifika prestandan är: för det första är produkterna mestadels imitationer, aluminiumlegeringsmaterialet med omfattande oberoende immateriella rättigheter är ännu inte tillgängligt och standardsystemet för produktion av aluminiumlegeringsmaterial har ännu inte etablerats; För det andra är grundforskningen svag, utvecklingstiden kort och dataackumuleringen är otillräcklig; För det tredje är produktions- och bearbetningsutrustningen baklänges, och produktkvalitetskontrollsystemet är inte perfekt.
Med tanke på detta bör den framtida utvecklingsriktningen för aluminiumlegeringsmaterial i Kina vara:
Ändra innehållet och förhållandet mellan komponentelement;
Utveckla materialformuleringar av aluminiumlegering som motsvarar olika prestandakrav, förbättra prestandan hos aluminiumlegering genom att ändra stelningsfältsförhållandena, förbättra mängden fast lösning av legeringselement och förbättra prestandan hos aluminiumlegering genom att lägga till element som zirkonium (Zr), skandium (Sc), erbium (Er) och andra mikrolegeringsmetoder;
Ytterligare rena legeringen, reducera Fe, Si och andra föroreningar, kontrollera innehållet av föroreningar och producera högseghet och höghållfasta aluminiumlegeringsmaterial;
Utveckla ny värmebehandlingsteknik, upprätta olika värmebehandlingsprocesskort för aluminiumlegeringar med olika prestandakrav och upprätta motsvarande tekniska standardspecifikationssystem för att säkerställa processstabiliteten för olika kvaliteter av aluminiumlegeringar.
JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED