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盘点那些上了天的铝合金材料
发布时间:2016-10-21 16:00 来源: 阅读:

盘点那些上了天的铝合金材料
17日7点30分,神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心由“神箭”长征二号F遥十一运载火箭搭载两名男性航天员发射升空。此次神舟十一号载人飞船搭载着航天员景海鹏、陈冬,与上个月9月15日中秋之夜发射成功的“天宫二号”空间实验室进行交会对接,形成组合体飞行30天,而这也将是我国迄今为止时间最长的一次载人飞行,总飞行时间达33天。神舟十一号的发射将我国航天事业推向一个新的高度,航空航天产业迎来新的发展机遇。

        我国制造航天飞船的主要材料是铝。据了解,“长征”系列运载火箭和“神舟”系列飞船推进舱的燃料舱、载人舱(逃逸舱)、轨道舱以及天宫二号空间实验室的资源舱和实验舱都需要大量的铝合金材料。那么,航空航天用铝合金主要有哪些呢?当前,应用在航空航天的铝合金首要分为:铝合金大型挤压型材、铝锂合金、铝合金厚板、铝合金铸件。

 铝合金大型挤压型材


    随着科学技术的进步,铝合金型材正向着大型化、整体化、薄壁扁宽化、尺寸高精化、形状复杂化方向发展,应用范围已由民用型材料推广到航天航空用型材,大型型材的主要特点有:大型化和整体化;薄壁化和轻量化;断面尺寸和形位公差精密化;组织性能的均匀化与优质化。由于大型型材具有以上特点,给挤压加工带来了一系困难。航天航空用大型挤压型材主要有:整体带筋壁板、工字大梁、机翼大梁、梳状型材、空心大梁型材等。主要用作飞机、宇宙飞船等航天航空器的受力结构部件以及直升飞机异形空心旋翼大梁和飞机跑道等。


 铝锂合金


    铝锂合金是近十几年来航空金属材料中发展最为迅速的一个领域。锂是世界上最轻的金属。把金属锂作为合金元素加到金属铝中,就形成了铝锂合金。加入金属锂之后,可以降低合金的比重,增加刚度,同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和抗疲劳性以及适宜的延展性。


    由于这些特性,这种新型合金受到了航空航天业的广泛关注。据计算,假如选用领先的铝锂合金取代传统铝合金制造波音飞机,重量能够减轻14.6%,燃料节约5.4%,飞机成本将下降2.1%,每架飞机每年的飞行费用将下降2.2%。因此,铝锂合金被认为是航空航天最理想的构造材料。20世纪80年代,在全世界规模内掀起了铝锂合金研讨的高潮。但由于铝锂合金的特别应用背景,铝锂合金研讨中的关键技术在各国都高度保密。

 铝合金厚板


    铝合金厚板是现代航天航空工业重要的构造材料,当前发达国家铝工业界不断开发出功能优异的新型铝合金厚板,广泛应用于飞机框架、全体壁板、起落架、蒙皮等。它们具有高强度、良好的耐性、抗应力功能和抗剥落腐蚀功能,LY12、2A12铝板并且断裂耐性较好,抗疲劳裂纹拓展能力强,铝合金厚板作为航天航空用材料具有极好的综合性能。   

 铝合金铸件


    在现代飞机结构件中,利用了1500~2000种铝铸件,根据飞机不同的使用条件和部位,主要用了三种基本的铝合金:即高强铝合金、耐热铝合金、耐蚀铝合金。高强铝合金主要用于飞机机身部件、发动机舱、座椅、操纵系统等,在大多数情况下可替代铝模锻件;耐热铝合金零件主要用于靠近电动机的机舱、空气交换系统等,此处的温度达到200~400℃,与普通结构合金和高强合金相比,该合金具有合金化程度高的优点;耐蚀铝合金具有足够高的性能指标,其强度、塑性、冲击韧性、疲劳性能和可焊性都很好,主要具有耐蚀性,这样就可用于水上飞机,它属于铝-镁系合金和铝-镁-锌系合金。

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