Како лесна легура што е клучна за опрема за транспорт во авијацијата, макроскопските механички својства на алуминиумската легура се тесно поврзани со неговата микроструктура. Со промена на главните елементи за лекување во структурата на алуминиумската легура, може да се промени микроструктурата на алуминиумската легура, а макроскопските механички својства и другите својства (како што се отпорност на корозија и перформанси на заварувањето) на материјалот може значително да се подобри. До сега, микроелирањето стана најперспективна стратегија за технолошки развој за оптимизирање на микроструктурата на алуминиумските легури и подобрување на сеопфатните својства на алуминиумските легури.Скандиум(Кометал) е најефикасниот засилувач на елементите за микроели, познат по легурите на алуминиум. Растворливоста на скандиумот во алуминиумската матрица е помала од 0,35 wt.%, Додавајќи количини на траги на скандиумски елемент на алуминиумските легури можат ефикасно да ја подобрат нивната микроструктура, сеопфатно да ја зајакнат нивната јачина, цврстина, пластичност, термичка стабилност и отпорност на корозија. Скандиумот има повеќе физички ефекти во алуминиумските легури, вклучително и зајакнување на цврстиот раствор, зајакнување на честички и инхибиција на рекристализација. Оваа статија ќе го воведе историскиот развој, најновиот напредок и потенцијалните апликации на скандиум што содржат алуминиумски легури во областа на производство на опрема за авијација.
Истражување и развој на легура на алуминиумски скандиум
Додавањето на скандиумот како легура на елементот на легурите на алуминиум може да се проследи уште во 1960 -тите. Во тоа време, поголемиот дел од работата беше извршена во бинарни системи за легури на Al SC и Ternary ALMG SC. Во 1970 -тите, Институтот за металургија и наука за металургија и материјали на Советската академија на науките и сите руски институт за истражување на лесни легури спроведоа систематска студија за формата и механизмот на скандиумот во алуминиумските легури. По скоро четириесет години напор, 14 одделенија на алуминиумски скандиум легури се развиени во три главни серии (Al MG SC, Al Li SC, Al Zn Mg SC). Растворливоста на атомите на скандиум во алуминиум е мала, а со употреба на соодветни процеси на третман на топлина, може да се таложат талози со висока густина AL3SC NANO. Оваа фаза на врнежи е скоро сферична, со мали честички и дисперзирана дистрибуција и има добар кохерентен однос со алуминиумската матрица, која во голема мерка може да ја подобри јачината на собната температура на алуминиумските легури. Покрај тоа, нано -таковите на Al3SC имаат добра термичка стабилност и отпорност на грубост на високи температури (во рамките на 400 ℃), што е исклучително корисно за силната отпорност на топлина на легурата. Во руските изработени алуминиумски скандиум легури, 1570 легура привлече големо внимание заради најголемата сила и најшироката примена. Оваа легура покажува одлични перформанси во опсегот на работна температура од -196 ℃ до 70 ℃ и има природна суперпластичност, што може да ја замени руската направена алуминиумска легура LF6 (алуминиумска легура на магнезиум, главно составена од алуминиум, магнезиум, бакар, манган и силикон) за структури за навивање на оптоварување во течни оксиген, со значајно подобрување. Покрај тоа, Русија има развиено и легури на скандиум со алуминиумски цинк магнезиум, претставени до 1970 година, со материјална јачина од над 500mpa.
Статусот на индустријализација наАлуминиумска скандиум легура
Во 2015 година, Европската унија го објави „Европскиот металуршки патоказ: Изгледите за производителите и крајните корисници“, предлагајќи да се проучи заварувањето на алуминиумотЛегури на скандиум со магнезиум. Во септември 2020 година, Европската унија објави список со 29 клучни минерални суровини, вклучително и скандиум. Алуминиумот со алуминиум 5024H116 Алуминиум, развиена од алуминиум АЛЕ во Германија, има средна до висока јачина и толеранција на висока штета, што го прави многу ветувачки материјал за кожа на трупот. Може да се користи за замена на традиционалните легури на алуминиумска серија 2xxx и е вклучена во книгата за набавки на материјали Aims03-01-055 на Airbus. 5028 е подобрена оценка од 5024, погодна за ласерско заварување и заварување со мешање на триење. Може да го постигне процесот на формирање на лази на хиперболични интегрални wallидни панели, кои се отпорни на корозија и не бара алуминиумска обвивка. Во споредба со 2524 легура, целокупната структура на wallидниот панел на трупот може да постигне намалување на структурната тежина од 5%. Листот AA5024-H116 Алуминиумски скандиум легура произведен од компанијата AILI алуминиум се користи за производство на структурни компоненти на трупот и вселенското летало. Типична дебелина на легура AA5024-H116 легура е 1,6мм до 8,0мм, а заради неговата мала густина, умерени механички својства, висока отпорност на корозија и строга димензионална девијација, може да замени 2524 легура како материјал за кожа на фузилаж. Во моментов, легурата AA5024-H116 легура е овластен од Airbus Aims03-04-055. Во декември 2018 г. Во 2019 година, Министерството за индустрија и информатичка технологија на Кина го објави „Водечкиот каталог за првата серија на демонстративни апликации на клучните нови материјали (издание за 2019 година)“, во кое беа вклучени „SC што содржи алуминиумски материјали за обработка на легури и жици за заварување на Al Si SC“ во каталогот за развој на новата индустрија за материјали. Кинеска алуминиумска група Северо -источна лесна легура развила легура Al Mg SC ZR Series 5B70 што содржи скандиум и циркониум. Во споредба со традиционалната легура AL MG серија 5083 без скандиум и циркониум, неговиот принос и јачина на затегнување се зголеми за повеќе од 30%. Покрај тоа, легурата Al Mg SC ZR може да одржи споредлива отпорност на корозија со легурата 5083. Во моментов, главните домашни претпријатија со индустриско одделениеАлуминиумска скандиум легураКапацитетот за производство е северо -источна лесна легура компанија и југозападна индустрија за алуминиум. Големиот лист 5B70 Алуминиумски скандиум легура развиен од Северо-источна лесна легура, Ltd. може да обезбеди големи алуминиумски легури дебели плочи со максимална дебелина од 70мм и максимална ширина од 3500мм; Производите со тенки листови и производите на профили можат да се прилагодат за производство, со опсег на дебелина од 2мм до 6мм и максимална ширина од 1500мм. Југозападниот алуминиум независно разви 5K40 материјал и постигна значителен напредок во развојот на тенки плочи. Легурата на Ал Зн МГ е легура за зацврстување на времето со голема јачина, добри перформанси за обработка и одлични перформанси на заварувањето. Тоа е неопходен и важен структурен материјал во тековните транспортни возила, како што се авионите. Врз основа на средна јачина на заварување Alzn Mg, додавањето на елементите на скандиум и циркониум легура може да формираат мали и распрснати наночестички AL3 (SC, ZR) во микроструктурата, значително подобрување на механичките својства и отпорноста на корозијата на стресот на легурата. Центарот за истражување на Ленгли од НАСА развила тринална алуминиумска скандиум легура со одделение C557, која е подготвена да се примени во мисиите на моделот. Статичката јачина, размножувањето на пукнатините и цврстината на фрактурата на оваа легура на ниска температура (-200 ℃), собна температура и висока температура (107 ℃) се сите еднакви или подобри од оние на 2524 легура. Универзитетот Северозападен во Соединетите Држави го разви ултра-високата алуминиумска легура на Alzn MG SC Alloy 7000 серија, со алуминиумска легура, со јачина на затегнување до 680MPa. Формирана е шема на развој на зглобовите помеѓу средна алуминиумска алуминиумска алуминиум и ултра-висока јачина Al Zn Mg SC. Легурата Al Zn Mg Cu SC е алуминиумска легура со голема јачина со јачина на затегнување над 800 MPa. Во моментов, номиналниот состав и основните параметри на перформансите на главните оценки наАлуминиумска скандиум легурасе сумирани на следниов начин, како што е прикажано во Табелите 1 и 2.
Табела 1 | Номинален состав на легура на алуминиумски скандиум
Табела 2 | Микроструктура и затегнувачки својства на алуминиумска легура на алуминиум
Проспекти на апликација на алуминиумска алуминиум за алуминиум
Висока јачина Al Zn Mg Cu SC и Al Culi SC легури се применуваат на структурни компоненти кои носат оптоварување, вклучувајќи ги и руските борбени авиони MIG-21 и MIG-29. Таблата на руското вселенско летало „Марс-1“ е направена од 1570 алуминиумски алуминиумски алуминиум, со вкупно намалување на тежината од 20%. Компонентите што носат оптоварување на модулот за инструменти на вселенското летало Марс-96 се направени од алуминиумска легура од 1970 година што содржи скандиум, намалувајќи ја тежината на модулот за инструменти за 10%. Во програмата „Чисто небо“ и проектот „Рута за летање„ 2050 лет “на ЕУ,„ Ербас “спроведе интегриран дизајн на вратите на вратите, истражување и развој, производство и инсталирање летови за авиони А321, врз основа на алуминиумскиот алуминиум за алуминиум Аалинум Аалинум ААА528-H116. Алуминиумските скандиум легури претставени со AA5028 покажаа одлични перформанси за обработка и заварување. Користење на напредни техники за заварување, како што се триење, мешање заварување и ласерско заварување за да се постигне сигурна поврзаност на скандиум што содржи алуминиумски легури. Постепеното спроведување на „заварувањето наместо да се заниша“ во авионите засилени структури на тенки плочи не само што ја одржува конзистентноста на материјалите на авионите и структурниот интегритет, постигнувајќи ефикасно и нискобуџетно производство, туку има и ефекти за намалување на тежината и запечатување. Апликацијата за истражување на алуминиумска скандиум 5B70 легура од страна на Кина Аеропросторен Институт за истражување на специјални материјали се пробиваше низ технологиите на силно вртење на компонентите на варијабилна дебелина на wallидот, контрола на отпорност на корозија и совпаѓање на јачината и контрола на преостанатиот стрес на заварувањето. Подготвена адаптивна алуминиумска алуминиумска алуминиумска адаптивна жица за заварување, а коефициентот на јачина на зглобот на триење го меша заварувањето за дебели плочи во легурата може да достигне 0,92. Кинеската академија за вселенска технологија, Централниот јужен универзитет и други спроведоа широко механичко тестирање на перформанси и експерименти со процеси на материјалот 5B70, ја надградија и ја испуштија шемата за избор на структурни материјали за 5A06, и почнаа да ја применуваат алуминиумската легура 5B70 во главната структура на целокупната засилена wallидна панели на запечатената кабина на вселенската станица. Целокупната wallидна панел на кабината на структурата на плочата под притисок е дизајниран со комбинација на ребра на кожата и засилување, постигнувајќи поголема структурна интеграција и оптимизација на тежината. Додека ја подобрува целокупната ригидност и јачина, тој го намалува бројот и сложеноста на компонентите за поврзување, а со тоа дополнително намалување на тежината додека одржува високи перформанси. Со промовирање на примена на 5B70 материјално инженерство, употребата на материјал 5B70 постепено ќе се зголемува и ќе го надмине минималниот праг на снабдување, што ќе помогне да се обезбеди континуирано производство и стабилен квалитет на суровините и значително ќе ги намали цените на суровините. Како што споменавме порано, иако многу својства на алуминиумски легури се подобрени преку микроелерирање на скандиум, високата цена и недостигот на скандиум го ограничуваат опсегот на апликација на алуминиумските легури на скандиум. Во споредба со материјалите за алуминиумски легури, како што се Al Cu, Al Zn, Al ZnMG, скандиум што содржат алуминиумски легури на легури имаат добри сеопфатни механички својства, отпорност на корозија и одлични карактеристики на обработка, што ги прави да имаат широки перспективи на примена во производството на главни структурни компоненти во индустриските полиња, како што се аероспас. Со континуирано продлабочување на истражувањето за технологијата за микроелирање на скандиум и подобрување на совпаѓање на синџирот на снабдување и индустриски ланец, постепено ќе се подобруваат цените и факторите на трошоците што ја ограничуваат големата индустриска примена на алуминиумските легури на скандиум. Добрите сеопфатни механички својства, отпорност на корозија и одлични карактеристики на обработка на легури на алуминиумски скандиум ги прават да имаат јасни предности за намалување на структурната тежина и широк потенцијал на примена во областа на производството на авијациска опрема.
Време на пост: октомври-29-2024 година