Tecnologia de material de liga de alumínio para aviação
O cenário de utilização final da liga de alumínio está diretamente relacionado a todo o processo produtivo, e diferentes cenários de aplicação dependem do controle do processo produtivo, ou seja, do processo de beneficiamento.
01, processo de produção de perfil de extrusão de liga de alumínio de alta resistência
A liga de alumínio de alta resistência possui uma variedade de formas no processo de aplicação, principalmente perfis de alumínio, placas de alumínio, pó para impressão 3D e outras formas. Entre eles, os perfis de liga de alumínio apresentam excelentes características como leveza, alta resistência e processo de soldagem maduro.Alumínioos perfis podem ser amplamente utilizados como grandes peças de suporte estrutural nos campos aeroespacial e de trânsito ferroviário. O processo de produção de perfis de alumínio adota principalmente o processo de moldagem por pultrusão contínua para melhorar a eficiência da produção e orientação de pré-esforço para melhorar as propriedades mecânicas dos perfis. No processo de extrusão de perfis de alumínio, no método de extrusão contínua com múltiplos ciclos de extrusão, uma interface será formada entre os dois tarugos de extrusão adjacentes, fazendo com que o comprimento de extensão da interface no perfil aumente, pois a solda transversal afetará muito o vida útil dos perfis de alumínio, resultando em um declínio acentuado na vida útil à fadiga.
02, processo de tratamento térmico
O desempenho abrangente dos materiais de liga de alumínio para melhorar a relação de composição do material depende em grande parte dos parâmetros técnicos do processo no controle do processo de produção, o método de tratamento térmico apropriado pode afetar muito o desempenho abrangente dos materiais de liga de alumínio, portanto, para diferentes desempenhos os requisitos da liga de alumínio devem ser desenvolvidos com tecnologia de tratamento térmico adequada para melhorar o desempenho abrangente dos materiais de liga de alumínio.
Usando o processo de recozimento de homogeneização de alta temperatura para tratar a liga de alumínio, a fase de fortalecimento do envelhecimento e a fase residual de desequilíbrio podem ser solidamente dissolvidas na matriz ao máximo, e sua distribuição uniforme pode aumentar a concentração de solução sólida após solução sólida, e alcançar o efeito de melhorar o fortalecimento do envelhecimento. Ao mesmo tempo, de acordo com o processo de tratamento térmico combinado de grandes peças forjadas de liga de alumínio, ou seja, deformação a quente, homogeneização intermediária de alta temperatura e processo de tratamento de solução de alta temperatura, todo o projeto de parâmetros do processo de tratamento térmico pode melhorar a resistência e melhorar o desempenho de corrosão sob tensão .
Em geralliga de alumínio sólidaO processo de tratamento de solução é dividido em dois tipos: tratamento de solução sólida convencional e tratamento de solução sólida composta, dos quais o tratamento de solução sólida composta se refere ao fortalecimento da solução sólida e ao tratamento de pré-precipitação em alta temperatura. No estágio inicial de fundição de lingotes, o processo de recozimento de homogeneização de tratamento de temperatura normal e tratamento de baixa temperatura pode controlar a precipitação de elementos de transição, e os elementos de transição têm efeito de inibição óbvio na recristalização, o que pode melhorar o efeito de fortalecimento da subestrutura da liga para um até certo ponto, e então melhorar a tenacidade à fratura e a resistência à corrosão sob tensão da liga e enfraquecer efetivamente a anisotropia do material.
O tratamento de envelhecimento no tratamento térmico de ligas de alumínio de alta resistência também desempenha um papel crucial no desempenho da liga de alumínio, e existem três formas principais de tratamento de envelhecimento, envelhecimento de pico, envelhecimento bipolar e reagendamento de regressão. O objetivo do desenvolvimento do tratamento de envelhecimento é tornar a liga de alumínio maior resistência, maior tenacidade, maior resistência à corrosão e resistência à fadiga e outras propriedades abrangentes. O desenvolvimento do estado de tratamento térmico ocorre na direção de T6 a T73 a T76 a T736 a T77 , o tratamento do envelhecimento vai desde o pico do desenvolvimento do envelhecimento até o envelhecimento excessivo e, em seguida, até o retorno do tratamento de reenvelhecimento para o desenvolvimento sequencial.
A temperatura e o tempo de envelhecimento influenciam o efeito do fortalecimento do envelhecimento. Diferentes processos de tratamento de envelhecimento podem afetar diretamente a resistência à tração, o limite de escoamento, o alongamento e o grau de corrosão intergranular da liga de alumínio. Já em 1989, a Alcoa registrou e declarou a primeira especificação de processo de tratamento RRA com o nome do estado de tratamento térmico T77, que também é a primeira aplicação industrial da especificação de processo de tratamento térmico, esta especificação de processo pode ser usada como tratamento térmico orientação de operação de processo para liga de alumínio 7150. A placa espessa de liga de alumínio 7150 e as peças extrudadas produzidas por este processo são amplamente utilizadas em aeronaves de transporte militar C-17. Na China, a principal tecnologia de liga de alumínio de alto desempenho usando a tecnologia de tratamento térmico T77 ainda está em processo de desenvolvimento e não foi industrializada.
O processo de tratamento térmico também inclui tratamento térmico de deformação, o tratamento térmico de deformação é através da combinação de deformação termoplástica e processo de tratamento térmico, o uso de tratamento térmico de deformação pode ser usado para melhorar a distribuição da fase de precipitação de transição e a estrutura fina da liga dentro , o tratamento térmico de deformação razoável pode fazer com que a liga de alumínio obtenha maior resistência, tenacidade e resistência à corrosão. O processo de tratamento térmico de deformação foi proposto já em 1981, sendo usado principalmente em ligas estruturais aeroespaciais. O tratamento térmico de deformação tem efeito óbvio na melhoria das propriedades mecânicas das ligas 7050 e 7475.
Na China, existem apenas mais de 100 tipos de processos de tratamento térmico de liga de alumínio e ainda há uma grande distância de mais de 370 tipos de países estrangeiros. Devemos aumentar o desenvolvimento do processo de tratamento térmico e encurtar a distância da tecnologia básica de tratamento térmico de ligas de alumínio nos países desenvolvidos.
03, processo de impressão 3D de liga de alumínio de alta resistência
O desenvolvimento de tecnologia de processo de liga de alumínio de baixo custo, alta eficiência e automatizada de alta resistência recebeu a atenção da indústria aeroespacial, e a tecnologia de impressão 3D de liga de alumínio ou liga de titânio em grande escala é o foco da atenção aeroespacial atual. A tecnologia de impressão 3D, como tecnologia estratégica prospectiva na China, desempenha um papel vital no desenvolvimento de aplicações de engenharia.
Na área aeroespacial, emboraLiga de alumíniotem um grande número de aplicações, mas o processo de aplicação real em comparação com ligas de titânio e materiais compósitos tem certas desvantagens, como liga de alumínio exposta a mais de 160 graus na aplicação de propriedades mecânicas e resistência à corrosão, as propriedades de fadiga diminuirão, e com o prolongamento do tempo de uso irá suavizar e envelhecer. Portanto, muito trabalho precisa ser feito para melhorar o desempenho abrangente da liga de alumínio em condições extremas de trabalho.
Através da maturidade contínua da tecnologia de impressão 3D, o desenvolvimento de pó de liga de alumínio de alta resistência também continua, e novos materiais de liga de alumínio continuam a surgir e a atualizar novos máximos de desempenho. Por exemplo, Amaero HOT Al, um novo tipo de liga de alumínio desenvolvido em conjunto pela Amaero e pela Monash University na Austrália, pode alcançar estabilidade a longo prazo a 260 graus C após a impressão 3D e depois continuar a passar por tratamento térmico e endurecimento por envelhecimento. O desenvolvimento de novos materiais comerciais de liga de alumínio de alta resistência para se adaptar ao processo de impressão 3D para alcançar o desempenho de fabricação inteligente de liga de alumínio de forma controlável e altamente complexa tornou-se a principal tendência de desenvolvimento futuro. Podem ser esperadas perspectivas de desenvolvimento de impressão 3D em liga de alumínio, usada principalmente nos campos aeroespacial e militar.
