Високоміцні, стійкі до корозії матеріали з алюмінієвих сплавів для аерокосмічної промисловості
З постійним розвиткомсучасної аерокосмічної галузі, атомної промисловості та транспортної промисловості висуваються підвищені вимоги до комплексних характеристик структурних частин, а також нове покоління алюмінієвого сплаву надвисокої міцності з легкою вагою, високою міцністю, високою в'язкістю, високою в'язкістю до руйнування та стресом стійкість до корозії, безсумнівно, є першим вибором.
Надвисокоміцний алюмінієвий сплав зазвичай відноситься до алюмінієвого сплаву з межею текучості понад 500 МПа, і найпоширенішим є надтвердий алюміній серії 7. Ця серія алюмінієвих сплавів спочатку була розроблена в контексті аерокосмічного застосування, а зараз перетворилася на основні конструкційні матеріали для військових і цивільних літаків у світі, на які припадає 70-80% частки конструкційних частин літаків, і у багатьох областях замість дорогих титанових сплавів, стаючи незамінними важливими легкими конструкційними матеріалами.
** Передумови розвитку аерокосмічного алюмінієвого сплаву та поточна ситуація **
Алюмінієвий сплав, як відносно зрілий легкий високоміцний сплав, використовується в аерокосмічній галузі, матеріали з алюмінієвих сплавів зазвичай використовуються як конструкційні матеріали та мають вищу питому міцність і кращі властивості обробки, ніж сталь.
Аерокосмічна галузь в основному розробляє високоміцні, високоміцні та корозійно-стійкі матеріали з алюмінієвих сплавів, щоб відповідати суворим умовам аерокосмічного використання, додатком є більше алюмінієвих сплавів серії 2000 та 7000, на основі вдосконалення процесу виробництва високоміцного алюмінієвого сплаву. і вдосконалення формули матеріалу. За допомогою інноваційних виробничих процесів, таких як порошкова металургія та струменеве формування, розробляються легкі алюмінієві сплави з кращими характеристиками, а також проводяться відповідні дослідження алюмінієвих матричних композиційних матеріалів і надпластичних алюмінієвих сплавів.
У процесі розробки та застосування легкого високоміцного алюмінієвого сплаву проблема корозії під напругою є основною проблемою в усій історії застосування алюмінієвого сплаву, як послабити або відстрочити проблему корозії під напругою при використанні високоміцного алюмінієвого сплаву. Основна проблема в процесі нанесення алюмінієвого сплаву.
2000 серіяалюмінієвий сплавв основному Cu як основний легуючий елемент, матеріал алюмінієвого сплаву, щоб додати відповідну кількість елемента Cu, підготовленого в міцність, термостійкість, продуктивність обробки буде краще покращена, але стійкість до корозії буде знижена, оскільки введення елемента Cu буде полегшує виявлення міжкристалічної корозії всередині алюмінієвого сплаву, елементи складу матеріалу безпосередньо впливають на характеристики алюмінієвого сплаву. Таким чином, алюмінієвий сплав серії 2000, як правило, покритий чистим алюмінієм або алюмінієвим сплавом серії 6000 на поверхні як електрохімічна захисна плівка основного алюмінієвого сплаву для покращення його стійкості до корозії. Пізніше вчені провели багато досліджень щодо методів покращення корозійних характеристик різних сортів алюмінієвого сплаву, що певною мірою сповільнило ступінь корозії під напругою алюмінієвого сплаву.
В аерокосмічній галузі основний склад алюмінієвого сплаву серії 2000 в основному складається з алюмінію (Al), міді (Cu) і магнію (Mg), а основний склад алюмінієвого сплаву серії 7000 - Al, цинк (Zn), Mg і Cu . Існують також деякі високоефективні (висока міцність, висока в'язкість, стійкість до корозії) алюмінієві сплави, отримані шляхом додавання деяких спеціальних елементів. В даний час основним методом отримання високоефективних матеріалів з алюмінієвих сплавів є зміна умов плавлення та лиття.
Алюмінієвий сплав є важливим складовим матеріалом для забезпечення безпечного польоту літака. Вибір і прогнозування ефективності матеріалів з алюмінієвих сплавів у різних частинах безпосередньо пов’язані з безпекою та надійністю літака. Прогнозування несправностей матеріалів з алюмінієвих сплавів в авіації безпосередньо пов’язане з безпекою життя і вимагає приділяти велику увагу.
** Іноземна розробка аерокосмічного алюмінієвого сплаву **
У 1960-х роках Сполучені Штати удосконалили алюмінієвий сплав 7075 і розробили міцніший, міцніший і більш стійкий до корозії під напругою сплав 7050, який в основному використовувався в конструктивних частинах F-18, а потім розробили сплав 7150 для виробництво Boeing 757/767 і Airbus A301 та інших цивільних великих літаків верхньої конструкції крила. У 1980-х роках Сполучені Штати та інші успішно розробили сплав 7055 на основі 7150, міцність приблизно на 10% вища, ніж 7150, і має високі комплексні характеристики, які використовуються для верхньої обшивки крила та стрінгера крила літака Boeing 777 .
** Розрив між Китаєм і міжнародним передовим рівнем і напрямком розвитку **
У Китаї, хоча матеріали з алюмінієвих сплавів розроблялися протягом багатьох років, все ще існує великий розрив у порівнянні з міжнародним передовим рівнем. Конкретні показники: по-перше, продукція в основному є імітацією, матеріал з алюмінієвого сплаву з комплексними незалежними правами інтелектуальної власності ще не доступний, а стандартна система виробництва матеріалів з алюмінієвого сплаву ще не створена; По-друге, фундаментальні дослідження слабкі, час розробки короткий, а накопичення даних недостатнє; По-третє, виробниче та технологічне обладнання є відсталим, а система контролю якості продукції недосконала.
З огляду на це майбутній напрямок розвитку матеріалів з алюмінієвих сплавів у Китаї має бути:
Зміна вмісту та співвідношення складових елементів;
Розробити склади матеріалів алюмінієвих сплавів, які відповідають різним вимогам до продуктивності, покращити характеристики алюмінієвих сплавів шляхом зміни умов поля затвердіння, покращити кількість твердого розчину елементів сплаву та покращити характеристики алюмінієвих сплавів шляхом додавання таких елементів, як цирконій (Zr), скандієм (Sc), ербієм (Er) та іншими способами мікролегування;
Подальше очищення сплаву, зменшення вмісту Fe, Si та інших домішок, контроль вмісту домішок і виробництво матеріалів з алюмінієвого сплаву високої в’язкості та високої міцності;
Розробити нову технологію термічної обробки, створити різні картки процесу термічної обробки для алюмінієвих сплавів з різними вимогами до продуктивності та встановити відповідну систему специфікацій технічних стандартів для забезпечення стабільності процесу різних сортів алюмінієвих сплавів.
JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED