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 рабочей температуры от -196 до 70 ℃ и обладает естественной суперпластичностью, которая может заменить русский алюминиевый сплав LF6 (алюминиевый магниевый сплав, в основном состоит из алюминия, магния, меди, манганца и кремния) для погружающихся в стимулирующие конструкции в жидкой оксигенной среде, с значимыми значениями. 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. Приборная панель российского космического корабля «Марс-1» изготовлен из 1570 алюминиевого сплава, с общим снижением веса на 20%. Компоненты нагрузки модуля приборов космического корабля MARS-96 изготовлены из алюминиевого сплава 1970 года, содержащего скандий, снижая вес модуля прибора на 10%. В рамках программы «Чистое небо» и проекта «Маршрут полета 2050 года» Airbus провел интегрированную конструкцию дверей, исследования и разработки, производство и инсталляционные испытания для самолетов A321 на основе преемника AA5028-H116-алюминиевого сплава 5024 алюминиевого скандея. Алюминиевые сплавные сплавы, представленные AA5028, продемонстрировали превосходную обработку и сварку. Используя передовые методы сварки, такие как сварка для размещения трения и лазерная сварка для достижения надежного соединения скандий, содержащих алюминиевые сплавные материалы. Постепенная реализация «сварки вместо приколов» в усиленных самолетных конструкциях с тонкими пластинками не только поддерживает консистенцию авиационных материалов и конструктивную целостность, достигая эффективного и недорогого производства, но также имеет эффекты снижения веса и герметизации. 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