鋁合金作為一種較為成熟的輕質(zhì)高強(qiáng)合金材料,在航空航天中的使用量巨大,鋁合金材料一般作為結(jié)構(gòu)、材料使用,比鋼有更高的比強(qiáng)度和更優(yōu)異的加工性能。航空航天領(lǐng)域主要發(fā)展高強(qiáng)、高韌性和耐腐蝕性強(qiáng)的鋁合金材料以滿足航空航天嚴(yán)苛的使用條件。在輕質(zhì)高強(qiáng)鋁合金的發(fā)展應(yīng)用過程中,應(yīng)力腐蝕問題是伴隨鋁合金的整個(gè)應(yīng)用發(fā)展史之中的主要問題,如何削弱或延緩高強(qiáng)度鋁合金在使用過程中的應(yīng)力腐蝕問題,成為鋁合金應(yīng)用過程中的主要難題。
鋁合金材料是確保飛機(jī)安全飛行的重要部件材料,性能優(yōu)異的高強(qiáng)鋁合金主要應(yīng)用在航空航天及軍事領(lǐng)域,因?yàn)楹娇蘸教旒败娪妙惍a(chǎn)品對減重的要求極高,高比強(qiáng)度的材料是航空航天的優(yōu)選材料。
高強(qiáng)鋁合金材料在波音747客機(jī)上的應(yīng)用主要是采用7075T6和2024T3材料較多;在波音777客機(jī)上采用的主要鋁合號(hào)為7055T77、7150T77和2X24T3;在空客A380上用的先進(jìn)鋁合金7055/7449/7085/2024/6013/5076 等合金,下機(jī)身壁板及上機(jī)身壁板都采用了鋁合金材料,其他大部分則是采用碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行減重。國產(chǎn)大飛機(jī)ARJ21中主要應(yīng)用的鋁合金材料牌號(hào)主要為 2X24、7050、7175、7075等。不管在民機(jī)還是軍機(jī)中用材結(jié)構(gòu)比例仍然主要以鋁合金材料為主,鋁合金在材料成本、工藝穩(wěn)定性、綜合力學(xué)性能等方面仍具有不可替代的優(yōu)勢。 航空領(lǐng)域飛機(jī)的鋁合金應(yīng)用牌號(hào)及熱處理狀態(tài)匯總見下表
鋁合金在航空航天領(lǐng)域的運(yùn)載火箭上應(yīng)用較多,主要牌號(hào)是7075、20X4、2219等,發(fā)動(dòng)機(jī)裝置、主體部件、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、遙控部分等主要是鋁合金7075,如液氧槽主要為2219,20X4主要用于衛(wèi)星流線型外罩和控溫閥部件等。此外,載人飛行器的骨架是2024和7075鋁合金制作而成,因?yàn)檫@2種鋁合金強(qiáng)度高,質(zhì)輕,厚度薄。鋁合金板材在這些物體上也屢被運(yùn)用,比如防護(hù)板、安全裝置、推進(jìn)器等。
隨著高強(qiáng)輕質(zhì)鋁合金材料成型技術(shù)和加工技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步,本體材料性能不斷得到提升,加工成型工藝不斷提升,在高端制造業(yè)發(fā)揮了輕質(zhì)金屬的典型優(yōu)勢,但是仍然存在一系列的問題,需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步開展如下工作:一是不斷加大高強(qiáng)鋁合金材料科學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)的研發(fā),從材料成分組成、熱處理工藝、加工工藝等諸多方面進(jìn)行高強(qiáng)鋁合金材料性能的提升;二是加強(qiáng)對高強(qiáng)鋁合金生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)研制,使鋁合金的傳統(tǒng)工藝向智能制造工藝快速轉(zhuǎn)變 ;三是加強(qiáng)國際技術(shù)合作,借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)及研發(fā)理念。
?(文章來源:張麗嬌 中車工業(yè)研究院有限公司)
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