Как легкий сплав, который имеет решающее значение для авиационного транспортного оборудования, макроскопические механические свойства алюминиевого сплава тесно связаны с его микроструктурой. Изменив основные сплавные элементы в структуре алюминиевого сплава, микроструктура алюминиевого сплава может быть изменена, а макроскопические механические свойства и другие свойства (такие как коррозионное сопротивление и производительность сварки) могут быть значительно улучшены. До сих пор микрооплания стали наиболее перспективной стратегией технологического развития для оптимизации микроструктуры алюминиевых сплавов и улучшения комплексных свойств материалов алюминиевых сплавов.Скандий(SC) является наиболее эффективным усилением микрооплагирования элементов, известного своими алюминиевыми сплавами. Растворимость скандия в алюминиевой матрице составляет менее 0,35 мас.%, Добавление микроэлементов скандельного элемента к алюминиевым сплавам может эффективно улучшить их микроструктуру, всесторонне повышает их прочность, твердость, пластичность, термическую стабильность и сопротивление коррозии. Скандий обладает множественными физическими эффектами в алюминиевых сплавах, включая укрепление твердого раствора, укрепление частиц и ингибирование рекристаллизации. В этой статье будет представлена историческая разработка, последний прогресс и потенциальные применения скандий, содержащих алюминиевые сплавы в области производства авиационного оборудования.
Исследования и разработки сплава с скандалом алюминия
Добавление скандия в качестве легирующего элемента к алюминиевым сплавам можно проследить до 1960 -х годов. В то время большая часть работы была выполнена в бинарных системах AL SC и Ternary Almg SC. В 1970 -х годах Институт металлургии и материаловедения Бэйкова в области Советской академии наук и всего Российского института исследований сплава сплава провели систематическое исследование формы и механизма скандея в алюминиевых сплавах. После почти сорока лет усилий в трех основных сериях было разработано 14 класс сплавов с скандалом алюминия (Al Mg SC, Al Li SC, Al Zn Mg SC). Растворимость атомов скандея в алюминиевом виде низкая, и при использовании соответствующих процессов термической обработки можно осадить нано-осадки AL3SC высокой плотности. Эта фаза осадков является почти сферической, с небольшими частицами и диспергированным распределением, и имеет хорошее когерентное взаимосвязь с алюминиевой матрицей, которая может значительно улучшить прочность на алюминиевых сплавов в комнатной температуре. Кроме того, нано -осадки AL3SC обладают хорошей тепловой стабильностью и устойчивой к устойчивости при высоких температурах (в течение 400 ℃), что чрезвычайно полезно для сильной теплостойкости сплава. В русских сплавах с сплавами алюминия сплавы 1570 года сплавы привлекли большое внимание из -за самой прочности и самого широкого применения. Этот сплав демонстрирует превосходную производительность в диапазоне рабочих температур от -196 до 70 ℃ и обладает естественной суперпластичностью, которая может заменить русский алюминиевый сплав LF6 (алюминиевый сплав магния, в основном состоит из алюминия, магния, медного, манганца и кремнета) для погружающихся в стимулирующие конструкции в жидких оксигенах, с значимыми впечатляющими характеристиками. Кроме того, Россия также разработала алюминиевые сплавы с скандальными магниями цинка, представленные в 1970 году, с прочностью материала более 500 МПа.
Статус индустриализацииАлюминиевый сплав сплав
В 2015 году Европейский союз выпустил «Европейскую металлургическую дорожную карту: перспективы для производителей и конечных пользователей», предлагая изучить сварку алюминияМагниевые сплавыПолем В сентябре 2020 года Европейский союз выпустил список из 29 ключевых минеральных ресурсов, включая скандий. Алюминиевый магниевый сплав 5024H116, разработанный ALE Aluminum в Германии, имеет высокую прочность на среднюю и высокую устойчивость к повреждениям, что делает его очень многообещающим материалом для кожи фюзеляжа. Его можно использовать для замены традиционных алюминиевых сплавов серии 2xxx и включен в AIRBUS AIMS03-01-055 Книга материалов. 5028 - это улучшенный сорт 5024, подходящий для лазерной сварки и сварки трения. Он может достичь процесса формирования ползучести гиперболических интегральных стен панелей, который является устойчивым к коррозии и не требует алюминиевого покрытия. По сравнению с 2524 сплавом, общая структура настенной панели фюзеляжа может достичь 5% -ного структурного снижения веса. Алюминиевый спланный сплав AA5024-H116, произведенный AILI Aluminum Company, использовался для производства фюзеляжа самолетов и конструктивных компонентов космических кораблей. Типичная толщина листа сплава AA5024-H116 составляет от 1,6 до 8,0 мм, и из-за его низкой плотности, умеренных механических свойств, высокой коррозионной стойкости и строгого отклонения размерного, оно может заменить сплав 2524 в качестве материала кожи фюзеляжа. В настоящее время лист сплава AA5024-H116 был сертифицирован Airbus AIMS03-04-055. В декабре 2018 года Министерство промышленности и информационных технологий Китая опубликовало «руководящий каталог для первой партии вторичных демонстраций применения ключевых новых материалов (издание 2018 года), которая включала в себя« оксид скандала с высокой точностью »в каталоге развития новой материалов. В 2019 году Министерство промышленности и информационных технологий Китая опубликовало «руководящий каталог для первой партии демонстрационных применений ключевых новых материалов (издание 2019 года)», которая включала «SC, содержащий материалы обработки алюминиевого сплава и сварочные провода Al SI SC» в каталоге разработчиков новой материалов. Китайская алюминиевая группа Northeast Light Alloy разработала сплав Al Mg SC Zr Series 5B70, содержащий скандий и цирконий. По сравнению с традиционным сплавом AL MG Series 5083 без скандия и циркония, его выход и прочность на растяжение увеличились более чем на 30%. Более того, сплав Al Mg SC Zr может поддерживать сопоставимую коррозионную стойкость к сплаву 5083. В настоящее время основные домашние предприятия с промышленным сортомАлюминиевый сплав сплавПроизводственные мощности - это северо -восточная компания сплав и юго -западная алюминиевая промышленность. Большой лист 5B70 алюминиевого сплава, разработанный Northeast Light Light Alloy Co., Ltd. может поставлять большие пластины с толщиной толщиной с большими алюминиевыми сплавами с максимальной толщиной 70 мм и максимальной шириной 3500 мм; Тонкие листовые продукты и профиль продуктов могут быть настроены для производства, с диапазоном толщины от 2 до 6 мм и максимальной шириной 1500 мм. Юго -западный алюминий независимо разработал материал 5K40 и добился значительного прогресса в развитии тонких пластин. Сплав Al Zn Mg - это сплав с высокой прочностью, хорошую производительность обработки и отличную производительность сварки. Это незаменимый и важный структурный материал в текущих транспортных транспортных средствах, таких как самолеты. На основе средней прочности сварной прочности в ALZN MG добавление элементов сплавов с сплава скандала и циркония может образовывать небольшие и диспергированные наночастицы Al3 (SC, ZR) в микроструктуре, значительно улучшая механические свойства и коррозионную устойчивость к напряжению сплава. Исследовательский центр Лэнгли НАСА разработал тройной алюминиевый скандальный сплав с классом C557, который готов к применению в модельных миссиях. Статическая прочность, распространение трещин и вязкость перелома этого сплава при низкой температуре (-200 ℃), комнатной температуре и высокой температуре (107 ℃) все равно или лучше, чем у сплава 2524. Северо-западный университет в Соединенных Штатах разработал алюминиевый сплав с ультра-высокой силовой сплавом Alzn MG Alloy 7000 с растягиванием до 680 МПа. Был образован картина суставов между средней высокой прочтной алюминиевой сплавом и сплавкой с ультра-высокой силой Al Zn Mg SC. Сплава Al Zn Mg Cu SC-это высокопрочный алюминиевый сплав с прочностью на растяжение, превышающей 800 МПа. В настоящее время номинальная композиция и основные параметры производительности основных сортовАлюминиевый сплав сплавсуммированы следующим образом, как показано в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 | Номинальный состав алюминиевого сплава
Таблица 2 | Микроструктура и растягивающие свойства алюминиевого сплава сплава
Перспективы применения сплава с скандалом алюминия
Высоко прочностные сплавы Al Zn Mg Cu SC и Al Culi SC были применены для несущих структурных компонентов, включая российские истребители MIG-21 и истребители MIG-29. The dashboard of the Russian spacecraft “Mars-1″ is made of 1570 aluminum scandium alloy, with a total weight reduction of 20%. The load-bearing components of the instrument module of the Mars-96 spacecraft are made of 1970 aluminum alloy containing scandium, reducing the weight of the instrument module by 10%. In the “Clean Sky” program and the EU's “2050 Flight Route” Проект, Airbus провел интегрированные переводы по борьбе с грузовым удержанием, исследованиями и разработки, производства и инсталляционных испытаний для самолетов A321 на основе преемника AA5028-H116-скандального сплава 5024 алюминиевого сплава с сплавом алюминия, представляющих собой, продемонстрировавшую производительность. Лазерная сварка для достижения надежного соединения скандальных материалов, содержащих алюминиевые сплавы. Исследование применения алюминиевого сплава 5B70 сплава от Китайского аэрокосмического исследовательского института специальных материалов пробилось через технологии сильного вращения компонентов переменной толщины стенки, контроля устойчивости к коррозии и сопоставления прочности, а также контроля остаточного напряжения сварки. Он подготовил адаптивную сварочную проволоку адаптивного сплава алюминиевого сплава, а коэффициент прочности сустава сварки трения для толстых пластин в сплаве может достигать 0,92. Китайская академия космических технологий, Университет Центрального Юга и другие провели обширные эксперименты по механическим показателям и процессу процесса на материале 5B70, модернизировали и итералировали схему отбора структурных материалов на 5A06 и начали применять алюминиевую сплаву 5B70 к основной структуре общей подкрепленной стеновой панели в герметичной и возвратной кабине. Общая настенная панель конструкции пластины под давлением кабины разработана с помощью комбинации кожи и ребра, достигая более высокой структурной интеграции и оптимизации веса. Улучшая общую жесткость и прочность, он уменьшает количество и сложность соединительных компонентов, тем самым еще больше снижает вес, сохраняя при этом высокую производительность. При содействии применению 5B70 материалов инженерия материала использование материала 5B70 постепенно увеличится и превышает минимальный порог подачи, что поможет обеспечить непрерывное производство и стабильное качество сырья и значительно снизить цены на сырье. Как упоминалось ранее, хотя многие свойства алюминиевых сплавов были улучшены с помощью микроплавена скандела, высокая цена и нехватка скандации ограничивают диапазон применения алюминиевых сплавов. По сравнению с алюминиевыми сплавными материалами, такими как Al Cu, Al Zn, Al Znmg, скандий, содержащие алюминиевые сплавные материалы, обладают хорошими комплексными механическими свойствами, коррозионной устойчивостью и превосходными характеристиками обработки, которые заставляют их иметь широкие перспективы применения в производстве основных структурных компонентов в промышленных месторождениях, таких как Aerospace. Благодаря постоянному углублению исследований по технологии микрооплагирования скандела и улучшению сопоставления цепочки поставок и промышленной цепи, цены и факторы стоимости, которые ограничивают крупномасштабное промышленное применение алюминиевых сплавов скандиума, будут постепенно улучшаться. Хорошие всеобъемлющие механические свойства, коррозионная стойкость и превосходные характеристики обработки сплавов с скандалом алюминия заставляют их иметь четкие преимущества снижения веса структурного веса и широкий потенциал применения в области производства авиационного оборудования.
Пост времени: 29-2024 октября