Høystyrke, korrosjonsbestandige aluminiumslegeringsmaterialer for romfart

Med kontinuerlig utviklingav moderne romfartsfelt, kjernefysisk industri og transportindustri, stilles det høyere krav til den omfattende ytelsen til strukturelle deler, og en ny generasjon av ultra-høystyrke aluminiumslegeringer med lett vekt, høy styrke, høy seighet, høy bruddseighet og spenning korrosjonsbestandighet er utvilsomt førstevalget.

Ultra-høystyrke aluminiumslegering refererer generelt til aluminiumslegering med flytegrense over 500MPa, og den vanligste er superhard aluminium i 7-serien. Denne serien av aluminiumslegeringer ble opprinnelig utviklet i sammenheng med romfartsapplikasjoner, og har nå utviklet seg til å bli de viktigste strukturelle materialene for militære og sivile fly i verden, og står for 70-80 % av andelen av flyets strukturelle deler, og på mange felt i stedet for dyre titanlegeringer, og blir et uunnværlig viktig lettvektsstrukturmateriale.

** Bakgrunn for utvikling av luftfart av aluminiumslegering og nåværende situasjon **

Aluminiumslegering, som et relativt modent lett, høystyrkelegeringsmateriale, brukes i romfart, aluminiumslegeringsmaterialer brukes vanligvis som strukturelle materialer, og har høyere spesifikk styrke og bedre prosesseringsegenskaper enn stål.

Luftfartsfeltet utvikler hovedsakelig aluminiumslegeringsmaterialer med høy styrke, høy seighet og korrosjonsbestandighet for å møte de tøffe forholdene for romfartsbruk, applikasjonen er mer 2000-serien og 7000-seriens aluminiumslegering, på grunnlag av prosessforbedring av høystyrke-aluminiumlegering og forbedring av materialformel, Gjennom innovative produksjonsprosesser som pulvermetallurgi og jetstøping, utvikles lette aluminiumslegeringsmaterialer med bedre ytelse, og relatert forskning på aluminiummatrisekomposittmaterialer og superplastiske aluminiumslegeringsmaterialer utføres.

I utviklingen og påføringsprosessen av lett høystyrke-aluminiumslegering er spenningskorrosjonsproblemet hovedproblemet i hele brukshistorien til aluminiumslegering, hvordan svekke eller forsinke spenningskorrosjonsproblemet ved bruk av høystyrke-aluminiumslegering har blitt hovedproblemet i søknadsprosessen av aluminiumslegering.

2000-serienaluminiumslegeringer hovedsakelig Cu som det viktigste legeringselementet, aluminiumslegeringsmateriale for å legge til passende mengde Cu-element tilberedt i styrke, varmebestandighet, prosessytelsen vil bli bedre forbedret, men korrosjonsmotstanden vil bli redusert, fordi introduksjonen av Cu-elementet vil gjør det lettere å vise interkrystallinsk korrosjon inne i aluminiumslegeringen, materialsammensetningselementene påvirker direkte ytelsen til aluminiumslegeringen. Derfor er 2000-seriens aluminiumslegering generelt belagt med rent aluminium eller 6000-seriens aluminiumslegering på overflaten som en elektrokjemisk beskyttende film av hovedaluminiumslegeringen for å forbedre korrosjonsmotstanden. Senere har forskere gjort mye forskning på metodene for å forbedre spenningskorrosjonsytelsen til forskjellige kvaliteter av aluminiumslegering, noe som har forsinket graden av spenningskorrosjon av aluminiumslegering til en viss grad.

På romfartsfeltet er hovedsammensetningen av 2000-seriens aluminiumslegering hovedsakelig aluminium (Al), kobber (Cu) og magnesium (Mg), og hovedsammensetningen av 7000-seriens aluminiumslegering er Al, sink (Zn), Mg og Cu . Det er også noen høyytelses (høy styrke, høy seighet, korrosjonsbestandighet) aluminiumslegeringsmaterialer oppnådd ved å legge til noen spesielle elementer. For tiden er hovedmetoden for å oppnå høyytelses aluminiumslegeringsmaterialer å endre smelte- og støpeforholdene.

Aluminiumslegeringsmateriale er et viktig komponentmateriale for å sikre sikker flyvning av fly. Valget og ytelsesforutsigelsen av aluminiumslegeringsmaterialer i forskjellige deler er direkte relatert til sikkerheten og påliteligheten til fly. Feilforutsigelsen av aluminiumslegeringsmaterialer i luftfart er direkte relatert til livssikkerhet og må vies omfattende oppmerksomhet.

** Utenlandsk romfartsmaterialeutvikling av aluminiumslegering **

På 1960-tallet forbedret USA seg på basis av 7075 aluminiumslegering og utviklet en sterkere, tøffere og mer spenningskorrosjonsbestandig 7050 legering, hovedsakelig brukt i F-18 kompresjonskonstruksjonsdeler, og utviklet deretter 7150 legering for produksjonen av Boeing 757/767 og Airbus A301 og andre sivile store flys øvre vingestruktur. På 1980-tallet, USA og annen vellykket utviklet 7055-legering på grunnlag av 7150, er styrken omtrent 10% høyere enn 7150, og har høy omfattende ytelse, som brukes til den øvre vingehuden og vingestrengen til Boeing 777-fly .

** Gapet mellom Kina og internasjonalt avansert nivå og utviklingsretningen **

I Kina, selv om aluminiumslegeringsmaterialer har blitt utviklet i mange år, er det fortsatt et stort gap sammenlignet med det internasjonale avanserte nivået. Den spesifikke ytelsen er: for det første er produktene for det meste imitert, aluminiumslegeringsmaterialet med omfattende uavhengige immaterielle rettigheter er ennå ikke tilgjengelig, og standardsystemet for produksjon av aluminiumslegeringsmaterialer er ennå ikke etablert; For det andre er grunnforskningen svak, utviklingstiden er kort og dataakkumuleringen er utilstrekkelig; For det tredje er produksjons- og prosessutstyret bakover, og produktkvalitetskontrollsystemet er ikke perfekt.

I lys av dette bør den fremtidige utviklingsretningen for aluminiumslegeringsmaterialer i Kina være:

Endre innholdet og forholdet mellom komponentelementer;

Utvikle aluminiumslegeringsmaterialeformuleringer som tilsvarer ulike ytelseskrav, forbedre ytelsen til aluminiumslegering ved å endre størkningsfeltforholdene, forbedre mengden fast løsning av legeringselementer og forbedre ytelsen til aluminiumslegering ved å tilsette elementer som zirkonium (Zr), scandium (Sc), erbium (Er) og andre mikrolegeringsmetoder;

Rens legeringen ytterligere, reduser Fe, Si og andre urenheter, kontroller innholdet av urenheter og produserer høy-seighet og høystyrke aluminiumslegeringsmaterialer;

Utvikle ny varmebehandlingsteknologi, etablere forskjellige varmebehandlingsprosesskort for aluminiumslegeringer med forskjellige ytelseskrav, og etablere tilsvarende teknisk standardspesifikasjonssystem for å sikre prosessstabiliteten til forskjellige kvaliteter av aluminiumslegeringer.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED