Materiale din aliaj de aluminiu de înaltă rezistență, rezistente la coroziune pentru industria aerospațială

Odată cu dezvoltarea continuădin domeniul aerospațial modern, al industriei nucleare și al industriei transporturilor, sunt prezentate cerințe mai mari pentru performanța cuprinzătoare a pieselor structurale și o nouă generație de aliaj de aluminiu de rezistență ultra-înaltă cu greutate ușoară, rezistență ridicată, duritate ridicată, duritate ridicată la rupere și stres. rezistența la coroziune este, fără îndoială, prima alegere.

Aliajul de aluminiu cu rezistență ultra-înaltă se referă în general la aliajul de aluminiu cu limită de curgere de peste 500MPa, iar cel mai comun este aluminiul superhard din seria 7. Această serie de aliaje de aluminiu a fost dezvoltată inițial în contextul aplicațiilor aerospațiale și s-a dezvoltat acum în principalele materiale structurale pentru aeronave militare și civile din lume, reprezentând 70-80% din proporția pieselor structurale aeronavelor și în multe domenii în loc de aliaje scumpe de titan, devenind un indispensabil materiale structurale ușoare importante.

** Contextul dezvoltării aliajului de aluminiu aerospațial și situația actuală **

Aliajul de aluminiu, ca material de aliaj ușor, relativ matur, de înaltă rezistență, este utilizat în industria aerospațială, materialele din aliaj de aluminiu sunt în general utilizate ca materiale structurale și au o rezistență specifică mai mare și proprietăți de prelucrare mai bune decât oțelul.

Domeniul aerospațial dezvoltă în principal materiale din aliaj de aluminiu de înaltă rezistență, tenacitate și rezistență la coroziune pentru a îndeplini condițiile dure de utilizare aerospațială, aplicația este mai mult din aliajul de aluminiu din seria 2000 și seria 7000, pe baza îmbunătățirii procesului de aliaj de aluminiu de înaltă rezistență și îmbunătățirea formulei materialelor, Prin procese de producție inovatoare, cum ar fi metalurgia pulberilor și turnarea cu jet, sunt dezvoltate materiale de aliaj de aluminiu ușoare, cu performanțe mai bune, și se efectuează cercetări aferente materialelor compozite cu matrice de aluminiu și materialelor din aliaje de aluminiu superplastice.

În procesul de dezvoltare și aplicare a aliajului ușor de aluminiu de înaltă rezistență, problema coroziunii la stres este principala problemă în întreaga istorie de aplicare a aliajului de aluminiu, cum să slăbiți sau să întârzieți problema coroziunii la stres în utilizarea aliajului de aluminiu de înaltă rezistență a devenit principala problemă în procesul de aplicare a aliajului de aluminiu.

seria 2000aliaj de aluminiueste în principal Cu ca element principal de aliere, material din aliaj de aluminiu pentru a adăuga cantitatea adecvată de element Cu pregătit în rezistența, rezistența la căldură, performanța de procesare va fi mai bine îmbunătățită, dar rezistența la coroziune va fi redusă, deoarece introducerea elementului Cu va fi redusă. ușurează afișarea coroziunii intercristaline în interiorul aliajului de aluminiu, elementele compoziției materialului afectează direct performanța aliajului de aluminiu. Prin urmare, aliajul de aluminiu din seria 2000 este, în general, acoperit cu aluminiu pur sau aliaj de aluminiu din seria 6000 la suprafață ca o peliculă de protecție electrochimică a aliajului principal de aluminiu pentru a-și îmbunătăți rezistența la coroziune. Mai târziu, oamenii de știință au făcut o mulțime de cercetări cu privire la metodele de îmbunătățire a performanței la coroziune la stres a diferitelor grade de aliaj de aluminiu, ceea ce a întârziat într-o anumită măsură gradul de coroziune la stres al aliajului de aluminiu.

În domeniul aerospațial, compoziția principală a aliajului de aluminiu din seria 2000 este în principal aluminiu (Al), cupru (Cu) și magneziu (Mg), iar compoziția principală a aliajului de aluminiu din seria 7000 este Al, zinc (Zn), Mg și Cu . Există și unele materiale din aliaj de aluminiu de înaltă performanță (rezistență ridicată, tenacitate mare, rezistență la coroziune) obținute prin adăugarea unor elemente speciale. În prezent, principala metodă de obținere a materialelor din aliaj de aluminiu de înaltă performanță este modificarea condițiilor de topire și turnare.

Materialul din aliaj de aluminiu este un material component important pentru a asigura zborul sigur al aeronavei. Selecția și predicția performanței materialelor din aliaje de aluminiu în diferite părți sunt direct legate de siguranța și fiabilitatea aeronavei. Predicția defecțiunilor materialelor din aliaj de aluminiu în aviație este direct legată de siguranța vieții și trebuie acordată o atenție deosebită.

** Dezvoltarea materialului din aliaj de aluminiu aerospațial străin **

În anii 1960, Statele Unite s-au îmbunătățit pe baza aliajului de aluminiu 7075 și au dezvoltat un aliaj 7050 mai puternic, mai dur și mai rezistent la coroziune, utilizat în principal în piesele structurale de compresie F-18, și apoi au dezvoltat aliaj 7150 pentru fabricarea de Boeing 757/767 și Airbus A301 și alte structuri de aripi superioare de aeronave civile mari. În anii 1980, Statele Unite și alte aliaje dezvoltate cu succes 7055 pe baza 7150, rezistența este cu aproximativ 10% mai mare decât 7150 și are o performanță cuprinzătoare ridicată, care este utilizată pentru pielea superioară a aripii și stringerul aripii aeronavelor Boeing 777 .

** Decalajul dintre China și nivelul avansat internațional și direcția de dezvoltare **

În China, deși materialele din aliaje de aluminiu au fost dezvoltate de mulți ani, există încă un decalaj mare în comparație cu nivelul avansat internațional. Performanța specifică este: în primul rând, produsele sunt în mare parte imitații, materialul din aliaj de aluminiu cu drepturi de proprietate intelectuală independente cuprinzătoare nu este încă disponibil, iar sistemul standard pentru producția de materiale din aliaj de aluminiu nu a fost încă stabilit; În al doilea rând, cercetarea de bază este slabă, timpul de dezvoltare este scurt și acumularea de date este insuficientă; În al treilea rând, echipamentul de producție și procesare este înapoi, iar sistemul de control al calității produsului nu este perfect.

Având în vedere acest lucru, direcția viitoare de dezvoltare a materialelor din aliaje de aluminiu în China ar trebui să fie:

Modificați conținutul și raportul elementelor componente;

Dezvoltați formulări de materiale din aliaj de aluminiu corespunzătoare diferitelor cerințe de performanță, îmbunătățiți performanța aliajului de aluminiu prin modificarea condițiilor câmpului de solidificare, îmbunătățiți cantitatea de soluție solidă a elementelor din aliaj și îmbunătățiți performanța aliajului de aluminiu prin adăugarea de elemente precum zirconiu (Zr), scandiu (Sc), erbiu (Er) și alte metode de microaliere;

Purifică în continuare aliajul, reduce Fe, Si și alte impurități, controlează conținutul de impurități și produc materiale din aliaj de aluminiu de înaltă tenacitate și rezistență ridicată;

Dezvoltați o nouă tehnologie de tratament termic, să stabilească diferite carduri de proces de tratament termic pentru aliajele de aluminiu cu cerințe de performanță diferite și să stabilească un sistem de specificații standard tehnic corespunzător pentru a asigura stabilitatea procesului a diferitelor grade de aliaje de aluminiu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED