Materiais de liga de alumínio de alta resistência e resistentes à corrosão para a indústria aeroespacial

Com o desenvolvimento contínuodo campo aeroespacial moderno, indústria nuclear e indústria de transporte, requisitos mais elevados são apresentados para o desempenho abrangente de peças estruturais e uma nova geração de liga de alumínio de ultra-alta resistência com peso leve, alta resistência, alta tenacidade, alta resistência à fratura e estresse a resistência à corrosão é sem dúvida a primeira escolha.

Liga de alumínio de ultra-alta resistência geralmente se refere a liga de alumínio com limite de escoamento acima de 500MPa, e o mais comum é o alumínio superduro da série 7. Esta série de ligas de alumínio foi originalmente desenvolvida no contexto de aplicações aeroespaciais e agora se tornou o principal material estrutural para aeronaves militares e civis do mundo, representando 70-80% da proporção de peças estruturais de aeronaves, e em muitos campos, em vez de ligas caras de titânio, tornando-se materiais estruturais leves e importantes indispensáveis.

** Histórico de desenvolvimento de liga de alumínio aeroespacial e situação atual **

A liga de alumínio, como um material de liga leve e de alta resistência relativamente maduro, é usada na indústria aeroespacial. Os materiais de liga de alumínio são geralmente usados ​​​​como materiais estruturais e têm maior resistência específica e melhores propriedades de processamento do que o aço.

O campo aeroespacial desenvolve principalmente materiais de liga de alumínio de alta resistência, alta tenacidade e resistência à corrosão para atender às duras condições de uso aeroespacial, a aplicação é mais liga de alumínio das séries 2000 e 7000, com base na melhoria do processo de liga de alumínio de alta resistência e melhoria da fórmula do material. Por meio de processos de produção inovadores, como metalurgia do pó e moldagem a jato, são desenvolvidos materiais leves de liga de alumínio com melhor desempenho e são realizadas pesquisas relacionadas em materiais compósitos de matriz de alumínio e materiais de liga de alumínio superplásticos.

No processo de desenvolvimento e aplicação de liga de alumínio leve de alta resistência, o problema de corrosão sob tensão é o principal problema em toda a história de aplicação da liga de alumínio, como enfraquecer ou retardar o problema de corrosão sob tensão no uso de liga de alumínio de alta resistência tornou-se o principal problema no processo de aplicação da liga de alumínio.

Série 2000Liga de alumínioé principalmente Cu como elemento de liga principal, material de liga de alumínio para adicionar a quantidade apropriada de elemento Cu preparado na resistência, resistência ao calor, desempenho de processamento será melhor melhorado, mas a resistência à corrosão será reduzida, porque a introdução do elemento Cu irá tornam mais fácil mostrar a corrosão intercristalina dentro da liga de alumínio, os elementos da composição do material afetam diretamente o desempenho da liga de alumínio. Portanto, a liga de alumínio da série 2000 é geralmente revestida com alumínio puro ou liga de alumínio da série 6000 na superfície como uma película protetora eletroquímica da liga de alumínio principal para melhorar sua resistência à corrosão. Mais tarde, os estudiosos fizeram muitas pesquisas sobre métodos para melhorar o desempenho da corrosão sob tensão de diferentes tipos de liga de alumínio, o que atrasou até certo ponto o grau de corrosão sob tensão da liga de alumínio.

No campo aeroespacial, a composição principal da liga de alumínio da série 2000 é principalmente alumínio (Al), cobre (Cu) e magnésio (Mg), e a composição principal da liga de alumínio da série 7000 é Al, zinco (Zn), Mg e Cu . Existem também alguns materiais de liga de alumínio de alto desempenho (alta resistência, alta tenacidade, resistência à corrosão) obtidos pela adição de alguns elementos especiais. Atualmente, o principal método para obter materiais de liga de alumínio de alto desempenho é alterar as condições de fusão e fundição.

O material de liga de alumínio é um componente importante para garantir o voo seguro das aeronaves. A seleção e previsão de desempenho de materiais de liga de alumínio em diferentes peças estão diretamente relacionadas à segurança e confiabilidade das aeronaves. A previsão de falhas de materiais de liga de alumínio na aviação está diretamente relacionada à segurança da vida e precisa receber muita atenção.

** Desenvolvimento de material de liga de alumínio aeroespacial estrangeiro **

Na década de 1960, os Estados Unidos melhoraram com base na liga de alumínio 7075 e desenvolveram uma liga 7050 mais forte, mais resistente e mais resistente à corrosão sob tensão, usada principalmente nas peças estruturais de compressão F-18, e depois desenvolveram a liga 7150 para a fabricação de Boeing 757/767 e Airbus A301 e outras estruturas de asa superior de aeronaves civis de grande porte. Na década de 1980, os Estados Unidos e outros países desenvolveram com sucesso a liga 7055 com base no 7150, a resistência é cerca de 10% maior que a 7150 e tem alto desempenho abrangente, que é usado para o revestimento superior da asa e a longarina da asa das aeronaves Boeing 777 .

** A lacuna entre a China e o nível avançado internacional e a direção do desenvolvimento **

Na China, embora os materiais de liga de alumínio tenham sido desenvolvidos há muitos anos, ainda existe uma grande lacuna em comparação com o nível avançado internacional. O desempenho específico é: primeiro, os produtos são principalmente imitações, o material de liga de alumínio com direitos de propriedade intelectual independentes e abrangentes ainda não está disponível e o sistema padrão para a produção de materiais de liga de alumínio ainda não foi estabelecido; Em segundo lugar, a investigação básica é fraca, o tempo de desenvolvimento é curto e a acumulação de dados é insuficiente; Terceiro, o equipamento de produção e processamento está atrasado e o sistema de controle de qualidade do produto não é perfeito.

Em vista disso, a direção futura do desenvolvimento de materiais de liga de alumínio na China deveria ser:

Alterar o conteúdo e a proporção dos elementos componentes;

Desenvolver formulações de materiais de liga de alumínio que correspondam a diferentes requisitos de desempenho, melhorar o desempenho da liga de alumínio alterando as condições do campo de solidificação, melhorar a quantidade de solução sólida de elementos de liga e melhorar o desempenho da liga de alumínio adicionando elementos como zircônio (Zr), escândio (Sc), érbio (Er) e outros métodos de microligas;

Purificar ainda mais a liga, reduzir Fe, Si e outras impurezas, controlar o conteúdo de impurezas e produzir materiais de liga de alumínio de alta resistência e alta resistência;

Desenvolver nova tecnologia de tratamento térmico, estabelecer diferentes cartões de processo de tratamento térmico para ligas de alumínio com diferentes requisitos de desempenho e estabelecer um sistema de especificação de padrão técnico correspondente para garantir a estabilidade do processo de diferentes tipos de ligas de alumínio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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